高等流體力學（簡體書）

本書主要圍繞“連續介質”――不可壓縮流體的“三大方程”，對方程建立、邊界條件的提出以及方程求解諸環節進行了較詳盡的討論。在坐標系變換(度規原理)、笛卡兒張量以及本構方程闡述中，針對土建類專業的學科特點以及實際工程需求，力求從高等數學、矢量分析以及線性代數等理論引入和展開討論，以使讀者更容易接受又不失一定的理論深度；在平面勢流理論、流動相似理論與量綱分析、NS方程求解、邊界層理論以及湍流理論的闡述中，由淺入深，通俗易懂，力求體系完整，注重物理機制的闡述。本書列舉了大量例題，強調物理概念和基本原理，注重概念和方法類比，突出邏輯和推理。
本書可用作高等學校土建類專業高年級本科生以及研究生的教學參考書或自學用書。

由淺入深 通俗易懂 力求體系完整 注重物理機制的闡述

前言

第1章流體的主要物理性質1

1.1連續介質假設1

1.2流體壓縮性和熱脹性2

1.3流體的黏性與導熱性4

1.4作用於流體上的力9

1.5表面張力11

練習題13

第2章流體靜力學基礎14

2.1流體力學中的微元分析法14

2.2流體靜壓強及其特性15

2.3流體平衡微分方程16

2.4液體的相對平衡21

練習題25

第3章流體運動學基礎26

3.1描述流體運動的兩種方法26

3.2流體運動基本概念32

3.3流體運動連續性方程37

3.4流體微團運動分析41

3.5亥姆霍茲速度分解定理45

3.6有旋運動46

3.7無旋流動與勢函數53

3.8平面流動及其流函數55

練習題60

第4章積分形式的流體動力學方程62

4.1雷諾輸運定理62

4.2積分形式的連續性方程64

4.3積分形式的動量方程66

4.4積分形式的動量矩方程76

4.5積分形式的能量方程81

練習題88

第5章理想流體流動理論基礎90

5.1歐拉運動微分方程90

5.2定常流動沿流線積分92

5.3非定常無旋運動積分96

5.4基本平面勢流98

5.5基本平面勢流疊加105

5.6繞圓柱與繞球的流動110

5.7馬格努斯效應與機翼升力118

5.8附加質量122

練習題123

第6章黏性流體動力學方程124

6.1應力張量124

6.2應力轉軸公式與主應力127

6.3黏性流體動力學本構方程概述132

6.4黏性流體運動微分方程135

6.5黏性流動能量方程139

6.6擴散方程143

6.7愛因斯坦求和約定與笛卡兒張量

概述144

6.8柱坐標系與球坐標系下的黏性流動控

制方程151

6.9黏性流動控制方程的定解條件157

練習題160

第7章黏性流動的相似理論與量綱

分析161

7.1量綱和諧原理161

7.2量綱分析法164

7.3黏性流動相似原理167

7.4黏性流動基本方程的無量綱化172

練習題179

第8章黏性流體動力學方程的解析解

與近似解181

8.1黏性流體動力學方程求解概述181

8.2平行層流定常流動183

8.3平板振盪流動194

8.4重力驅動的液膜流動195

8.5同軸旋轉圓筒間的定常流動197

8.6小雷諾數流動的近似解199

練習題212

高等流體力學(土建類)目錄第9章不可壓縮層流邊界層基本

理論214

9.1邊界層理論概述214

9.2邊界層厚度和阻力係數估算217

9.3邊界層特徵厚度220

9.4普朗特邊界層微分方程222

9.5邊界層微分方程的相似解226

9.6平板邊界層方程的布拉休斯解231

9.7卡門動量積分關係式237

9.8邊界層積分方程的近似解242

9.9軸對稱彎曲壁面層流邊界層方程248

9.10層流溫度邊界層微分方程概述252

9.11層流邊界層流動與傳熱相似性

理論256

9.12溫度邊界層微分方程求解259

9.13溫度邊界層積分方程265

9.14豎直平壁間的自然對流267

9.15層流膜狀冷凝269

9.16邊界層分離271

9.17傳質邊界層277

練習題280

第10章湍流基本理論概述282

10.1層流向湍流過渡282

10.2湍流的特徵及其研究方法285

10.3流動穩定性理論概述289

10.4湍流擬序結構和湍流猝發296

10.5湍流統計理論概述300

10.6湍流統計平均302

10.7湍流積分尺度和微分尺度309

10.8湍流能譜311

10.9湍流尺度分區314

10.10NS方程在湍流中的適用性317

10.11湍流渦旋運動分析320

練習題324

第11章不可壓縮湍流運動基本方程及

其封閉模式325

11.1時均化的不可壓縮流體湍流

方程325

11.2無熱傳導時的湍流能量方程329

11.3湍流輸運方程333

11.4不可壓縮湍流一階封閉模型336

11.5雷諾應力方程的二階封閉模型343

11.6湍流動能耗散率方程的二階封閉

模型347

11.7脈動溫度輸運方程的二階封閉

模型350

11.8二階封閉模型的各種簡化形式351

11.9熱浮升力作用下的湍流模型356

11.10湍流擴散方程求解361

11.11大渦模擬365

練習題372

第12章不可壓縮湍流邊界層基本

理論373

12.1湍流邊界層理論概述373

12.2湍流邊界層運動微分方程376

12.3湍流邊界層動量積分方程379

12.4湍流邊界層速度分佈一般規律381

12.5湍流邊界層內層速度分佈規律385

12.6湍流邊界層外層速度分佈規律387

12.7管流湍流邊界層速度分佈規律388

12.8零壓力梯度時湍流邊界層動量積分方程

求解393

12.9有壓力梯度時湍流邊界層動量積分方程

求解398

12.10不可壓縮湍流速度邊界層微分方程

解法403

12.11不可壓縮湍流溫度邊界層微分方程

解法408

練習題413

參考文獻415