流体力学

图书标准信息

• 作者 肖国权；侯普秀
• 出版社 华南理工大学出版社
• 出版时间 2023-12
• 版次 1
• ISBN 9787562374817
• 定价 39.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸

【内容简介】

本教材介绍流体力学的基本原理、方程及其工程应用，主要包括流体的性质、流体静力学、流体运动学、动力学及其基本方程组、实际管道流动、相似理论与量纲分析、气体动力学基础及汽车造型阻力特性虚拟仿真风洞实验等内容。教材的流体力学理论与CFD应用衔接教学实践成果已融入到本科生流体力学课堂教学中，学生熟悉CFD分析流程，并结合布置的作业学习和熟练CFD软件，能在创新项目和毕业设计中应用，为后续毕业设计（论文）、参与工程实践奠定基础。
  本教材主要适用于机械大类（机械工程、车辆工程、机械电子工程、过程装备与控制工程、材料加工工程与安全工程等专业）的教学，也适用于短学时的流体力学教学。

【目录】

1 绪论

1.1 连续介质假设

1.2 流体的物理性质

1.2.1 质量与密度

1.2.2 压缩性与膨胀性

1.2.3 黏性

1.2.4 表面张力

1.2.5 毛细现象

1.3 作用在流体上的力

1.3.1 表面力

1.3.2 质量力

1.4 流体力学的研究方法

习题

2 流体静力学

2.1 流体的静力平衡与静压强

2.2 静力平衡方程

2.2.1 平衡方程

2.2 _2 差方程

2.2.3 帕斯卡原理

2.2.4 重力作用下流体静压分布

2.3 静压强的计量与测量仪器

2.3.1 静压强的计量

2.3.2 静压强的测量仪器

2.4 静止流体对物面的作用力

2.4.1 对平面的作用力

2.4.2 对曲面的作用力

2.4.3 浮力

习题

3 流体运动的基本方程

3.1 描述流体运动的方法

3.1.1 拉格朗日法

3.1.2 欧拉法

3.1.3 随体导数

3.2 描述流体运动的基本概念

3.2.1 定常流动

3.2.2 迹线和流线

3.2.3 流管、流量以及平均流速

3.2.4 均匀流动和非均匀流动

3.2.5 一维流动、二维流动以及三维流动

3.2.6 系统和控制体

3.3 连续方程

3.3.1 积分形式的连续方程

3.3.2 微分形式的连续方程

3.4 流体运动的若干形式

3.5 运动微分方程

3.5.1 欧拉方程

3.5.2 纳维一斯托克斯方程

3.6 伯努利方程

3.6.1 想流体的伯努利方程

3.6.2 伯努利方程的物理意义

3.6.3 想流体总流的伯努利方程

3.6.4 实际流体总流的伯努利方程

3.6.5 伯努利方程的应用

习题

4 实际流体管内流动

4.1 管路计算的基本方程式

4.2 流态分类及判别方法

4.3 圆管中的层流运动

4.4 圆管中的湍流流动

4.4.1 湍流基本理论

4.4.2 湍流运动基本特征

4.4.3 湍流的半经验理论

4.4.4 直圆管内的湍流流动

4.4.5 水力光滑管

4.5 沿程阻力系数与局部阻力系数

4.5.1 沿程阻力系数

4.5.2 局部阻力系数

4.6 孔口出流

4.6.1 薄壁孔口出流

4.6.2 管嘴出流

4.7 管路水力计算

4.7.1 管路联水泵

4.7.2 管路接水轮机

4.7.3 水泵取水装置

4.8 水击

4.9 边界层

习题

5 相似理论与量纲分析

5.1 相似概念及理论

5.1.1 相似概念

5.1.2 相似理论

5.2 量纲分析

5.2.1 方程分析法

5.2.2 因次分析法与Ⅱ定理

习题

6 汽车空气动力学基础及应用

6.1 气体动力学基础

6.1.1 声速和马赫数

6.1.2 一元可压缩气流的基本方程式

6.1.3 一元可压缩气流基本特性

6.1.4 最大速度状态

6.1.5 变截面管中的气体流动参数与截面面积的关系

6.2 汽车空气动力学基础及其应用

6.2.1 汽车气动力与力矩

6.2.2 汽车流场与气动阻力特性

6.2.3 汽车热管理系统

6.3 汽车阻力虚拟风洞试验

6.3.1 汽车风洞试验

6.3.2 汽车虚拟风洞仿真试验系统

6.3.3 气动阻力虚拟实验步骤

6.3.4 气动阻力虚拟实验报告

习题

参考文献

内容摘要

1绪论

流体力学是力学的重要分支，主要研究流体平衡以及运动的规律。流体具有易流动性，即流体在微小剪切力作用下会发生持续形变，而固体在一定的剪切力作用下，只会发生有限程度的形变。常见的物质如水、空气、油等均是流体。

1.1连续介质假设

从微观上来看，流体是由大量的分子组成的，这些分子总是在做无规则运动。由于分子之间存在间隙，因此流体分子在空间上是不连续的;此外由于分子运动的随机性，流体在时间上也是不连续的。从理论上来说，精确描述流体的状态需要描述每一个分子的运动状态，但是在实际应用中，这是不可能的。

流体力学研究的是流体平衡以及运动的宏观规律，所涉及的物理量是大量分子的平均统计特性。在大多数情况下，流体分子的平均自由程相对于流体力学研究的一般尺度而言足够小(例如，在一般情况下，气体分子的平均自由程量级为10-*m)，因此人们提出流体质点(也称为流体微团)的概念。流体质点在微观上足够大，宏观上足够小。由于在微观上足够大，包含足够多的流体分子，因此个别分子的异常行为不会影响总体的统计特性;由于在宏观上足够小，因此流体质点的平均物理量是均匀的。流体质点的形状可以任意划定，因此流体质点与流体质点之间没有间隙。

有了这一概念之后，就可以将流体看作是由无数流体质点组成的连续介质，流体质点之间不存在空隙。空间上每个点在任意时刻都具有确定的物理量，这些物理量一般来说是空间坐标与时间的连续函数，从而可以利用微积分来处理流体力学问题。

需要指出的是，在某些特定情况下，所研究问题的特征尺度可以与分子平均自由程相比拟，连续介质的概念将不再适用。例如稀薄气体的分子间距离足够大，因此其平均自由程也足够大，能够与其中运动物体(如火箭等)的特征尺度相比较，此时虽然能获得平均值稳定的分子团，但此时的分子团足够大，显然无法作为质点处理;激波的厚度只有分子平均自由程的数倍，因此其中的流体也不适宜作为连续介质处理。

……

精彩内容

本书的主要内容是流体力学的基本理论以及在工程领域的应用，具体涉及流体的物理性质、流体的静力学和动力学、实际流体的管内流动、相似理论和量纲分析、气体动力学的基本理论以及在汽车领域的应用等内容。