水力学(第2版)
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作者高海鹰
出版社南京东南大学出版社有限公司
ISBN9787564198008
出版时间2021-11
装帧平装
开本16开
定价49元
货号11385529
上书时间2024-08-31
商品详情
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目录
第1章 绪论
1.1 水力学的任务及发展概况
1.1.1 水力学的任务
1.1.2 水力学的发展概况
1.2 连续介质假设·液体的主要物理性质
1.2.1 连续介质假设
1.2.2 液体的主要物理性质
1.3 作用在液体上的力
1.3.1 质量力
1.3.2 表面力
1.4 水力学的研究方法
1.4.1 理论分析法
1.4.2 实验研究法
1.4.3 数值计算法
思考题
习题
第2章 水静力学
2.1 液体静压强的特性
2.1.1 静水压强
2.1.2 静水压强的特性
2.2 液体的平衡微分方程——欧拉平衡微分方程
2.2.1 液体的平衡微分方程
2.2.2 液体平衡微分方程的积分
2.2.3 等压面
2.3 水静力学基本方程
2.3.1 重力作用下的水静力学基本方程
2.3.2 压强的计量单位和表示方法
2.3.3 液体静力学基本方程的物理意义和几何意义
2.3.4 静水压强的测量
2.4 作用在平面上的静水总压力
2.4.1 图解法
2.4.2 解析法
2.5 作用在曲面上的静水总压力
2.6 浮力·潜体及浮体的稳定
2.6.1 浮力的计算——阿基米德原理
2.6.2 物体在静止液体中的浮沉
2.6.3 潜体及浮体的稳定
2.7 液体的相对平衡
思考题
习题
第3章 水运动学基础
3.1 描述液体运动的两种方法
3.1.1 拉格朗日法
3.1.2 欧拉法
3.1.3 迹线·流线·脉线
3.2 液体运动的基本概念
3.2.1 流管·流束·过流断面·元流·总流
3.2.2 流量·断面平均速度
3.3 液体运动的分类
3.3.1 恒定流?非恒定流
内容摘要
第1章绪论1.1水力学的任务及发展概况1.1.1水力学的任务流体力学是研究流体的平衡和机械运动规律及其在生产实践中的应用的一门学科，是力学的一个分支。流体力学研究最多的流体是水和空气。它的主要基础是牛顿运动定律、质量守恒定律和能量守恒定律。若研究对象主要是水流，且又侧重于应用的，称水力学。水力学广泛应用于土木工程、交通运输、水利、环境工程等领域。水力学的基本任务包括三个方面：（1）研究液体宏观机械运动的基本规律（包括静止状态）；（2）研究产生上述宏观机械运动的原因；（3）研究液体与建筑物之间的相互作用。1.1.2水力学的发展概况水力学的发展同其他自然科学学科一样，既依赖于生产实践和科学实验，又受社会诸因素的影响，我国在防止水患、兴修水利方面有着悠久的历史。相传约公元前2300年的大禹治水，就表明古代先民有过长期、大规模的防洪实践。秦代在公元前256一前210年间修建的都江堰、郑国渠和灵渠三大水利工程，都说明当时人们对明渠流和堰流的认识已达到相当高的水平，尤其是都江堰工程在规划、设计和施工等方面都具有很好的科学水平和创造性，至今仍发挥效益。陕西兴平出土的西汉时期的计时工具实物——铜壶滴漏，就是利用孔口出流使容器水位发生变化来计算时间的，这说明当时对孔口出流，已有相当的认识。北宋时期，在运河上修建的真州复闸，与14世纪末在荷兰出现的同类船闸相比早300多年。14世纪以前，我国的科学技术在世界上是处于领先地位的。但是，近几百年来由于闭关锁国使我国的科学技术事业得不到应有的发展，水力学始终处于概括性的定性阶段而未形成严密的科学理论。约在公元前250年希腊物理学家阿基米德（Archimedes）提出了浮体定律。此后，欧洲各国长期处于封建统治时期，生产力发展非常缓慢，直到15世纪文艺复兴时期，水力学尚未形成系统的理论。16世纪以后，资本主义处于上升阶段，在城市建设、航海和机械工业发展需要的推动下，逐步形成了近代的自然科学，水力学也随之得到发展。如意大利的达·芬奇（L.daVin-ci）是文艺复兴时期出类拔萃的美术家、科学家兼工程师，他倡导用实验方法了解水流流态，并通过实验描述和讨论了许多水力现象，如自由射流、漩涡形成等；1612年伽利略（G.Galileo）建立了物体沉浮的基本原理；1650年帕斯卡（Blaise Pascal）建立了平衡液体中压强传递规律———帕斯卡定理，从而使水静力学理论得到进一步的发展。1686年牛顿（Isac Newton）提出了液体内摩擦的假设和黏滞性的概念，建立了牛顿内摩擦定律。18-19世纪，水力学与古典流体力学（古典水动力学）沿着两条途径建立了液体运动的系统理论，形成了两门独立的学科。古典流体力学的奠基人是瑞士数学家伯努利（DanielBernoulli)和他的朋友欧拉（Leonhard Euler)。1738年伯努利提出了理想液体运动的能量方程，即伯努利方程；1755年欧拉首次导出理想液体运动微分方程——欧拉运动微分方程。到19世纪中叶，大体建成了理想液体运动的系统理论，习惯上称为“水动力学”或者古典流体力学，使它发展称为力学的一个分支。古典流体力学这一理论体系在数学分析工作中，采用实验观测手段，得出经验公式，或在理论公式中引入经验系数以解决实际工程问题。如1732年皮托（Henri Pitot)发明了量测流速的皮托管；1769年谢才(A.de Chezy)建立了明渠均匀流动的谢才公式；1856年达西（H.Darcy）提出了线性渗流的达西定律，等等。这些成果被总结为以实际液体为对象的重经验重实用的水力学。古典流体力学和水力学都是关于液体运动的力学，但前者忽略黏性、重数学、重理论，后者考虑黏性、偏经验、偏实用。临近19世纪中叶,1821-1845年，纳维（L.M.H.Navier）和斯托克斯（G.G.Stokes）等人成功地修正了理想液体运动方程，添加黏性项使之成为适用于实际流体（黏性流体）运动的纳维-斯托克斯方程。19世纪末，雷诺（O.Reynolds）于1883年发表了关于层流和紊流两种流态的系列试验结果，提出了动力相似率，后又于1895年建立了紊流时均化的运动方程——雷诺方程。这两方面成果对促进前述两种研究途径的结合有着重要的作用，可以说是建立近代黏性流动理论的两大先驱性工作。
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