流體力學(xué)（第2版 徐正坦）

第一章緒論1
第一節(jié)流體力學(xué)的任務(wù)與研究對象1
第二節(jié)作用于流體上的力1
一、質(zhì)量力1
二、表面力2
第三節(jié)流體的主要物理性質(zhì)3
一、流體的慣性3
二、流體的壓縮性和膨脹性4
三、流體的黏性6
四、牛頓流體和非牛頓流體8
五、實(shí)際流體與理想流體8
六、液體的表面張力和毛細(xì)現(xiàn)象9
第四節(jié)連續(xù)介質(zhì)模型10
第五節(jié)流體力學(xué)的研究方法11
思考題12
習(xí)題12

第二章流體靜力學(xué)14
第一節(jié)流體靜壓強(qiáng)及其特性14
一、流體靜壓強(qiáng)的基本概念14
二、流體靜壓強(qiáng)的特性14
第二節(jié)流體平衡微分方程16
一、等壓面17
二、氣體壓強(qiáng)18
第三節(jié)重力作用下流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律18
一、重力作用下不可壓縮流體中的壓強(qiáng)18
二、絕對壓強(qiáng)、相對壓強(qiáng)、真空值19
三、壓強(qiáng)的三種度量單位20
第四節(jié)流體壓強(qiáng)的測量21
一、測壓管21
二、U形管測壓計(jì)21
三、壓差計(jì)22
四、微壓計(jì)23
五、金屬測壓計(jì)23
第五節(jié)流體的相對平衡24
第六節(jié)作用于平面的液體壓力27
一、解析法27
二、圖解法29
第七節(jié)作用于曲面的液體壓力32
一、總壓力的大小、方向及作用點(diǎn)32
二、壓力體的概念33
三、潛體與浮體的平衡36
思考題37
習(xí)題37

第三章一元流體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)44
第一節(jié)描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法44
一、拉格朗日法44
二、歐拉法45
第二節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的若干基本概念46
一、恒定流動(dòng)與非恒定流動(dòng)46
二、一維流動(dòng)、二維流動(dòng)、三維流動(dòng)47
三、跡線與流線47
四、流管、元流、總流、過流斷面49
五、流量、斷面平均流速49
六、均勻流與非均勻流50
七、漸變流和急變流50
八、有壓流、無壓流、射流51
第三節(jié)連續(xù)性方程51
第四節(jié)理想流體的運(yùn)動(dòng)微分方程及其積分53
第五節(jié)恒定流伯努利方程55
一、理想流體元流的伯努利方程55
二、實(shí)際流體恒定元流的伯努利方程55
三、恒定總流的伯努利方程56
四、伯努利方程中各項(xiàng)的幾何意義和物理意義59
第六節(jié)伯努利方程的應(yīng)用60
一、應(yīng)用總流伯努利方程時(shí)必須滿足的條件60
二、應(yīng)用總流伯努利方程時(shí)的注意要點(diǎn)60
三、伯努利方程應(yīng)用的補(bǔ)充說明62
四、空泡和空蝕現(xiàn)象63
第七節(jié)氣流能量方程63
第八節(jié)動(dòng)量方程66
一、恒定不可壓縮總流的動(dòng)量方程66
二、總流動(dòng)量方程的應(yīng)用條件和注意事項(xiàng)67
三、恒定不可壓縮總流動(dòng)量方程應(yīng)用舉例68
第九節(jié)動(dòng)量矩方程70
思考題71
習(xí)題72

第四章流動(dòng)阻力與能量損失76
第一節(jié)流動(dòng)阻力與能量損失概述76
一、沿程阻力與沿程損失76
二、局部阻力與局部損失76
三、能量損失77
第二節(jié)實(shí)際流動(dòng)的兩種流態(tài)77
一、雷諾實(shí)驗(yàn)77
二、流態(tài)的判別準(zhǔn)則——臨界雷諾數(shù)78
三、流態(tài)分析79
第三節(jié)圓管層流流動(dòng)81
一、均勻流動(dòng)方程式81
二、沿程阻力系數(shù)的計(jì)算82
第四節(jié)紊流流動(dòng)沿程損失分析83
一、紊流運(yùn)動(dòng)的特征83
二、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)84
第五節(jié)紊流沿程阻力系數(shù)的計(jì)算87
一、工業(yè)常用管道的當(dāng)量粗糙度87
二、沿程阻力系數(shù)的計(jì)算公式87
第六節(jié)非圓管的沿程損失90
第七節(jié)局部水頭損失93
一、局部損失的一般分析93
二、變管徑的局部損失94
三、管路配件95
四、明渠96
五、局部阻力之間的相互干擾96
思考題96
習(xí)題97

第五章孔口、管嘴出流和有壓管流101
第一節(jié)薄壁孔口的恒定出流101
一、孔口的分類101
二、薄壁小孔口的恒定自由出流101
三、薄壁小孔口的恒定淹沒出流102
四、孔口的流量系數(shù)103
五、薄壁大孔口恒定出流105
第二節(jié)管嘴的恒定出流106
一、圓柱形外管嘴的恒定出流106
二、其他形式108
第三節(jié)孔口、管嘴的非恒定出流109
第四節(jié)簡單管道的水力計(jì)算110
一、短管的水力計(jì)算110
二、長管的水力計(jì)算113
第五節(jié)復(fù)雜管道的水力計(jì)算118
一、串聯(lián)管道118
二、并聯(lián)管道119
三、沿程均勻泄流管道120
第六節(jié)管網(wǎng)水力計(jì)算基礎(chǔ)121
一、枝狀管網(wǎng)121
二、環(huán)狀管網(wǎng)122
第七節(jié)離心式水泵及其水力計(jì)算126
一、離心式水泵工作原理126
二、離心泵性能參數(shù)126
三、水力計(jì)算127
第八節(jié)有壓管道中的水擊129
一、水擊現(xiàn)象129
二、水擊壓強(qiáng)計(jì)算131
三、水擊波的傳播速度132
四、停泵水擊132
五、防止水擊危害的措施133
思考題133
習(xí)題133

第六章量綱分析與相似原理138
第一節(jié)量綱及量綱和諧原理138
一、量綱138
二、基本量綱和導(dǎo)出量綱138
三、無量綱量139
四、量綱和諧原理139
第二節(jié)量綱分析法140
一、瑞利法140
二、π定理141
三、量綱分析方法的討論143
第三節(jié)相似理論基礎(chǔ)144
一、相似概念144
二、相似準(zhǔn)則145
第四節(jié)模型實(shí)驗(yàn)147
一、模型律的選擇147
二、模型設(shè)計(jì)148
思考題150
習(xí)題150

第七章氣體射流152
第一節(jié)淹沒紊流射流的結(jié)構(gòu)特征152
一、紊流射流的分區(qū)152
二、紊流淹沒射流的基本特征153
第二節(jié)圓斷面射流156
一、主體段的速度和流量沿x方向的變化規(guī)律157
二、起始段的速度和流量沿x方向的變化規(guī)律158
第三節(jié)平面射流161
第四節(jié)溫差（濃差）射流162
一、軸心溫差ΔTm163
二、主體段質(zhì)量平均溫差ΔT2163
三、起始段質(zhì)量平均溫差ΔT2164
四、射流彎曲164
第五節(jié)有限空間射流167
一、幾何特征167
二、動(dòng)力特征168
三、半經(jīng)驗(yàn)公式168
四、端渦流區(qū)169
思考題170
習(xí)題170

第八章流體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)171
第一節(jié)流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析171
一、亥姆霍茲速度分解定理171
二、流體微團(tuán)變形的幾何解釋172
第二節(jié)有旋流動(dòng)174
一、渦量、渦量場175
二、渦線175
三、渦管175
四、渦通量176
五、速度環(huán)量、斯托克斯定理176
第三節(jié)不可壓縮流體連續(xù)性微分方程176
第四節(jié)黏性流體的表面應(yīng)力178
第五節(jié)應(yīng)力與變形速度的關(guān)系179
第六節(jié)納維斯托克斯方程180
第七節(jié)理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程182
思考題183
習(xí)題184

第九章繞流運(yùn)動(dòng)186
第一節(jié)無旋流動(dòng)186
第二節(jié)平面勢流理論188
第三節(jié)幾種簡單的平面無旋流動(dòng)192
一、均勻直線流動(dòng)192
二、源流和匯流193
三、環(huán)流194
四、直角內(nèi)的流動(dòng)194
第四節(jié)勢流疊加原理195
一、均勻直線流中的源流195
二、勻速直線流中的等強(qiáng)源匯流196
三、偶極流繞柱體的流動(dòng)197
四、源環(huán)流197
第五節(jié)繞流運(yùn)動(dòng)與附面層概述198
一、附面層的形成及其相關(guān)性質(zhì)198
二、管流附面層199
三、繞流阻力200
思考題200
習(xí)題200

第十章一元?dú)怏w動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)202
第一節(jié)聲速、馬赫數(shù)202
一、聲速202
二、馬赫數(shù)204
第二節(jié)氣體一元恒定流動(dòng)的連續(xù)性方程205
一、連續(xù)性方程205
二、運(yùn)動(dòng)方程205
三、能量方程205
第三節(jié)滯止參數(shù)208
第四節(jié)可壓縮氣體在管道中的恒定流動(dòng)208
一、氣流速度與斷面的關(guān)系209
二、氣流按不可壓縮流體處理的限度210
第五節(jié)等溫管路中的流動(dòng)211
一、氣體管路運(yùn)動(dòng)微分方程211
二、管中等溫流動(dòng)212
三、等溫管流的特征213
第六節(jié)絕熱管路中的流動(dòng)215
一、絕熱管路運(yùn)動(dòng)方程215
二、絕熱管流的特性216
思考題216
習(xí)題217

第十一章明渠恒定流動(dòng)218
第一節(jié)明渠的分類218
第二節(jié)明渠均勻流219
一、明渠均勻流的水力特征219
二、明渠均勻流的形成條件219
三、明渠均勻流的基本計(jì)算219
四、明渠水力最優(yōu)斷面220
五、允許流速221
六、明渠均勻流的水力計(jì)算問題222
第三節(jié)無壓圓管均勻流225
一、無壓圓管均勻流的水力特征及水力要素225
二、無壓圓管均勻流的水力計(jì)算問題225
第四節(jié)明渠恒定非均勻流動(dòng)的基本概念226
一、斷面單位能量226
二、臨界水深227
三、臨界底坡228
四、明渠流動(dòng)的三種狀態(tài)229
第五節(jié)跌水與水躍231
一、跌水231
二、水躍232
第六節(jié)棱柱形渠道中漸變流水面曲線分析235
一、棱柱形渠道漸變流基本微分方程235
二、棱柱形渠道漸變流水面曲線的類型和規(guī)律236
三、水面曲線分析的一般原則240
第七節(jié)棱柱形渠道中漸變流水面曲線計(jì)算241
一、計(jì)算公式與方法241
二、數(shù)值積分法241
三、分段求和法242
思考題243
習(xí)題243

第十二章堰流245
第一節(jié)堰流的定義及分類245
一、堰流的定義245
二、堰流類型245
三、堰流基本公式246
第二節(jié)薄壁堰流247
一、矩形薄壁堰247
二、三角堰248
第三節(jié)實(shí)用堰流248
第四節(jié)寬頂堰流249
一、自由式無側(cè)收縮寬頂堰249
二、無側(cè)收縮淹沒式寬頂堰250
三、側(cè)收縮寬頂堰流250
思考題251
習(xí)題251

第十三章滲流253
第一節(jié)滲流基本定律253
一、滲流模型253
二、滲流基本定律253
第二節(jié)集水廊道和井255
一、集水廊道255
二、潛水井(無壓井)255
三、承壓井(自流井)256
第三節(jié)井群257
一、完全潛水井井群的水力計(jì)算257
二、完全承壓井井群的水力計(jì)算259
思考題260
習(xí)題260

附錄本書常用的國際單位與工程單位對照表262

習(xí)題答案263

參考文獻(xiàn)266