工程流體力學基礎

目錄

第1章概述

1.1工程流體力學的研究對象

1.1.1流體的連續(xù)性假設

1.1.2流體的流動性

1.2流體力學的研究方法

1.3流體力學的工程應用與發(fā)展歷程

1.4計算流體力學概述

思考題與習題

第2章流體的物理性質(zhì)

2.1流體的概念

2.2密度和相對密度

2.2.1密度

2.2.2相對密度

2.3壓縮性和溫度膨脹性

2.3.1壓縮性

2.3.2溫度膨脹性

2.4黏性

2.4.1黏性的物理本質(zhì)

2.4.2流體內(nèi)摩擦定理

2.4.3黏度

2.4.4黏度的主要影響因素

2.5比熱、導熱系數(shù)與散熱系數(shù)

2.5.1熱量和熱功當量

2.5.2比熱

2.5.3導熱系數(shù)

2.5.4散熱系數(shù)

2.6濕空氣

2.6.1空氣分離壓

2.6.2飽和蒸汽壓

2.6.3濕度及含濕量

2.6.4自由空氣流量及析水量

2.7流體中的作用力

2.7.1質(zhì)量力

2.7.2表面力

2.8流體的物理性質(zhì)在工程中的應用示例

2.8.1密度的應用

2.8.2可壓縮性的應用

2.8.3黏性的應用

思考題與習題

第3章流體靜力學

3.1流體靜壓力及其特性

3.1.1流體靜壓力

3.1.2流體靜壓力的特性

3.1.3靜止流體的力平衡微分方程

3.2壓力的度量

3.2.1壓力的單位

3.2.2絕對壓力、相對壓力、真空度

3.3流體靜力學基本方程

3.3.1流體靜力學基本方程

3.3.2液體式測壓計

3.4帕斯卡原理

3.5流體對壁面的作用力

3.5.1流體對平面的作用力

3.5.2流體對曲面的作用力

3.6流體靜力學知識在工程中的應用示例

3.6.1等壓面的應用

3.6.2帕斯卡原理的應用

3.6.3靜力學基本方程的應用

3.6.4流體對壁面作用力的應用

思考題與習題

第4章流體動力學

4.1流體動力學的基本概念

4.1.1理想流體

4.1.2穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流

4.1.3跡線與流線

4.1.4流管、流束與總流

4.1.5有效斷面、濕周和水力半徑

4.1.6緩變流和非緩變流

4.2連續(xù)性方程

4.3伯努利方程

4.3.1理想流體伯努利方程

4.3.2實際流體伯努利方程

4.3.3系統(tǒng)中有流體機械的伯努利方程

4.4動量方程

4.5動量矩方程及葉輪式流體機械的基本方程式

4.6流體動力學知識在工程中的應用示例

4.6.1連續(xù)性方程的應用示例

4.6.2伯努利方程的應用示例

4.6.3動量方程的應用示例

思考題與習題

第5章阻力計算

5.1流體的流動狀態(tài)

5.1.1層流和紊流

5.1.2流動狀態(tài)的判別

5.2沿程阻力損失計算

5.2.1圓管中的層流流動

5.2.2層流的起始段

5.2.3幾種非圓形斷面管道的層流流量公式

5.3圓管中的紊流流動

5.3.1時均點速，脈動速度

5.3.2層流邊層

5.3.3圓管紊流在有效斷面上的速度分布

5.3.4圓管紊流的沿程阻力損失計算

5.4局部阻力損失計算

5.5管路（或阻力損失）的串并聯(lián)

5.5.1串聯(lián)管路的阻力損失計算

5.5.2并聯(lián)管路的阻力損失計算

5.6阻力損失知識在工程中的應用示例

思考題與習題

第6章孔口出流及縫隙流動

6.1孔口出流

6.1.1孔口出流的類型

6.1.2薄壁孔口出流

6.1.3短管（厚壁孔口）出流

6.2縫隙流動

6.2.1平行縫隙流動

6.2.2傾斜縫隙中的流體流動

6.3本章知識在工程中的應用示例

6.3.1薄壁孔口出流的應用示例

6.3.2環(huán)形縫隙流動的應用示例

思考題與習題

第7章液壓沖擊與空穴現(xiàn)象

7.1液壓沖擊

7.1.1液壓沖擊現(xiàn)象與危害

7.1.2液壓沖擊產(chǎn)生的原因

7.1.3液壓沖擊的振蕩過程

7.1.4液壓沖擊力及沖擊波傳播速度的計算

7.1.5完全液壓沖擊和不完全液壓沖擊

7.1.6減小液壓沖擊力的措施

7.2空穴現(xiàn)象

7.2.1液壓空穴現(xiàn)象

7.2.2液體的空氣分離壓與飽和蒸汽壓

7.2.3節(jié)流口處的空穴現(xiàn)象

7.2.4空穴現(xiàn)象的危害

7.2.5減少空穴和氣蝕措施

7.3工程中的應用示例

7.3.1液壓沖擊現(xiàn)象的示例

7.3.2空穴現(xiàn)象示例

思考題與習題

第8章相似理論基礎

8.1相似的概念

8.2相似三定理

8.2.1力學相似及相似比例常數(shù)

8.2.2動力相似準則（相似準數(shù)）

8.2.3模型實驗與局部相似

8.3量綱分析法及其應用

8.3.1瑞利法

8.3.2π定理

8.4工程實際應用示例

思考題與習題

第9章黏性流體力學基礎

9.1連續(xù)性方程的微分方程形式

9.2理想流體運動的微分方程及其解

9.2.1理想流體運動的微分方程

9.2.2理想流體沿流線的伯努利方程

9.3黏性流體運動的微分方程

9.3.1流體微團的旋轉(zhuǎn)和變形

9.3.2黏性流體運動微分方程

9.3.3黏性流體運動微分方程在平行壁面間層流運動的解

9.3.4黏性流體運動微分方程式在圓管層流運動中的解

9.4附面層理論基礎

9.4.1附面層的概念

9.4.2附面層微分方程

9.4.3附面層的動量積分方程

9.4.4平板層流附面層計算

9.4.5平板紊流附面層的計算

9.4.6平板上的混合附面層

9.4.7曲面附面層、附面層的分離及運動物體阻力

9.5油膜潤滑的流體力學理論

9.5.1滑動軸承油膜中的速度分布，雷諾方程

9.5.2滑動軸承油膜中的壓力分布

9.5.3滑動軸承的摩擦力及摩擦力矩

9.5.4滑動軸承的承載能力

思考題與習題

第10章計算流體力學基礎

10.1流體力學的研究方法

10.2計算流體力學理論基礎

10.2.1控制方程

10.2.2數(shù)值求解

10.3計算流體力學應用入門

10.3.1CFD軟件

10.3.2CFD分析的一般過程

10.3.3應用實例

思考題與習題

參考文獻