高等流体力学
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作者董志勇
出版社科学出版社
ISBN9787030654281
出版时间2020-06
装帧平装
开本16开
定价79元
货号1202091020
上书时间2024-05-26
商品详情
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作者简介
董志勇，1962年11月生，山西长治人，教授，博导，省级很好教师。现在浙江工业大学建筑工程学院工作。1993年毕业于四川大学水力学及河流动力学专业，获工学博士学位，1993～1995年在中国科学技术大学流体力学专业做博士后。先后在英国格拉斯哥大学、澳大利亚昆士兰大学、意大利阿基米德公司、香港大学、美国威斯康星大学、加拿大不列颠哥伦比亚大学等作访问学者或合作研究。长期从事水利工程、土木工程、海洋工程等方面的教学、科研工作。近年来，主持国家自然科学基金项目7项、科技部靠前合作项目1项、省部级项目20多项；出版专著5部，在国内外重要学术刊物上发表论文160多篇；获授权发明20多项；获教育部科技进步二等奖1项；现为浙江省高校中青年学科带头人、浙江省“新世纪151人才工程”人选、靠前水利与环境工程学会(IAHR)中国分会执委、浙江省消防总队灭火与应急救援专家等。
目录
前言
主要符号表
章绪论1
§1.1流体力学的基本概念1
§1.2大气分层特性3
1.2.1对流层3
1.2.2同温层5
1.2.3中间层5
1.2.4电离层5
1.2.5外逸层6
第2章流体运动学7
§2.1描述流体运动的两种方法7
2.1.1Lagrange法7
2.1.2Euler法8
2.1.3质点导数9
2.1.4Lagrange变数与Euler变数的相互转换11
§2.2迹线、流线、脉线和流体线13
2.2.1迹线13
2.2.2流线14
2.2.3脉线15
2.2.4流体线15
§2.3流体微团运动分析15
2.3.1Cauchy-Helmholtz速度分解定理15
2.3.2流体微团运动几何分析16
第3章流体动力学基本方程20
§3.1连续性方程20
§3.2牛顿流体的本构方程23
3.2.1流场中任一点的应力状态23
3.2.2本构方程24
§3.3Navier-Stokes方程与Euler方程28
3.3.1应力形式的运动方程28
3.3.2Navier-Stokes方程30
3.3.3Euler方程31
第4章紊流力学32
§4.1基本概念32
§4.2雷诺方程33
4.2.1雷诺时均运算法则33
4.2.2紊流基本方程35
§4.3紊流半经验理论36
4.3.1Prandtl混合长度理论36
4.3.2Prandtl自由紊流理论39
§4.4紊流统计理论40
4.4.1平稳随机过程与各态遍历性定理40
4.4.2相关关系41
4.4.3紊动尺度42
4.4.4Karman-Howarth方程与Лойцянский不变量43
4.4.5紊流能谱分析43
4.4.6能量串级45
§4.5紊流能量方程46
4.5.1瞬时流的能量方程46
4.5.2时均流的能量方程47
4.5.3紊动流的能量方程48
§4.6自由紊流48
4.6.1自由紊流的类型48
4.6.2自由紊动射流49
4.6.3尾流52
4.6.4混合层60
§4.7壁面紊流62
4.7.1管道紊流62
4.7.2明渠紊流68
§4.8紊流模型70
4.8.1紊流模型分类70
4.8.2准确的雷诺应力方程、k方程和ε方程70
4.8.3单方程模型72
4.8.4标准k-ε模型73
4.8.5代数应力模型74
§4.9紊流拟序结构及其数学描述78
4.9.1紊流拟序结构的基本特征78
4.9.2紊流拟序结构的数学描述79
第5章边界层理论89
§5.1边界层基本概念89
§5.2边界层特征厚度90
5.2.1边界层厚度90
5.2.2流量排挤厚度91
5.2.3动量损失厚度92
5.2.4能量损失厚度92
§5.3边界层方程93
5.3.1层流边界层方程93
5.3.2紊流边界层方程94
§5.4边界层动量与能量积分方程95
5.4.1边界层动量积分方程95
5.4.2边界层能量积分方程96
§5.5边界层分离与绕流阻力96
5.5.1边界层分离96
5.5.2绕流阻力98
第6章势流理论101
§6.1势流基本概念101
6.1.1势流与速度势101
6.1.2流函数102
6.1.3Laplace方程103
6.1.4Cauchy-Riemann条件104
6.1.5流函数与速度势的基本性质104
6.1.6复势105
§6.2简单流动的速度势、流函数及复势106
6.2.1均匀流106
6.2.2点源与点汇107
6.2.3偶极子110
6.2.4点涡112
6.2.5拐角绕流114
§6.3组合流动的速度势、流函数及复势115
6.3.1无环量圆柱绕流115
6.3.2有环量圆柱绕流116
6.3.3半体绕流117
6.3.4卵形体绕流118
§6.4平面镜像与圆柱面镜像119
6.4.1平面镜像119
6.4.2圆柱面镜像121
§6.5势流问题的保角变换法122
6.5.1保角变换的基本思想123
6.5.2物理平面与辅助平面上对应的流动关系123
6.5.3Schwarz-Christffel变换124
§6.6茹可夫斯基变换与翼型绕流126
6.6.1茹可夫斯基变换126
6.6.2茹可夫斯基翼型绕流128
第7章旋涡运动理论132
§7.1基本概念与基本定理132
7.1.1涡量场132
7.1.2涡线、涡管、涡通量、环量132
7.1.3涡管强度134
7.1.4正压流体与斜压流体134
7.1.5Kelvin-Thomson定理135
7.1.6Lagrange定理135
7.1.7Helmholtz定理135
§7.2涡量输运方程135
7.2.1不可压缩黏性流体的涡量输运方程135
7.2.2理想流体的涡量输运方程136
§7.3旋涡诱导速度137
§7.4斜压流体的旋涡139
7.4.1Bjerknes定理139
7.4.2贸易风、海流及洋流140
第8章气体动力学143
§8.1热力学基础143
8.1.1焓143
8.1.2熵143
8.1.3定容比热、定压比热及比热比143
8.1.4Clapeyron方程144
§8.2声速与马赫数144
8.2.1声速144
8.2.2马赫数147
8.2.3小扰动波的传播特性147
§8.3气体一维定常流动149
8.3.1一维定常流动的基本方程149
8.3.2完全气体的等熵一维定常流动150
8.3.3任意两截面上物理量之间的关系151
8.3.4任意截面上物理量与参考状态物理量之间的关系152
8.3.5气体的质量流量公式153
8.3.6变截面喷管中的等熵流动153
§8.4简单波与激波154
8.4.1简单波154
8.4.2激波形成的物理过程.155
8.4.3激波的基本方程157
8.4.4激波前、后物理量之间的关系.158
第9章非牛顿流体力学159
§9.1非牛顿流体的异常特性与本构方程159
9.1.1非牛顿流体实验观察160
9.1.2非牛顿流体的分类与本构方程162
§9.2黏性流体的层流运动166
9.2.1黏性流体流速和流量的一般表达式166
9.2.2Rabinowitsch-Mooney公式168
9.2.3Metzner-Reed雷诺数170
§9.3拟塑性和膨胀性流体的流动171
9.3.1流速分布172
9.3.2流量172
9.3.3断面平均流速173
9.3.4压降174
§9.4宾厄姆流体的流动175
9.4.1速度分布176
9.4.2流量177
9.4.3断面平均流速和压降178
9.4.4阻力系数178
§9.5卡森流体的流动180
9.5.1流速分布180
9.5.2流量181
9.5.3断面平均流速182
§9.6非牛顿流体流态的判据182
9.6.1幂律流体流态的判据182
9.6.2宾厄姆流体流态的判据185
§9.7非牛顿流体的紊流运动186
9.7.1流速分布187
9.7.2阻力188
参考文献191
附录1高等流体力学常用术语中英文对照表198
附录2外国人名译名表204
内容摘要
本书系统地阐述了流体力学的基本概念、基本理论及近期新研究成果，内容主要包括：流体力学概述及基本概念、流体静力学、流体运动学、流体动力学原理、紊流理论、边界层理论、势流理论、旋涡运动理论、气体动力学、非牛顿流体力学等。为便于读者自学，文字力求写得通俗易懂，对一些数学处理给出比较详细的推导过程。书末附有流体力学常用术语中英文对照表和详细的参考文献，以便读者深入研究时参考。
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