高等流体力学PDF|Epub|txt|kindle电子书版本下载

高等流体力学PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 预备知识：场论与张量1

1.1 向量及张量的基本运算1

1.1.1 向量运算符号规定1

1.1.2 向量运算的常用公式1

1.1.3 向量分量的坐标变换2

1.1.4 二阶张量的基本运算2

1.2 物理量的梯度、散度与旋度3

1.2.1 物理量的梯度3

1.2.2 物理量的散度3

1.2.3 物理量的旋度4

1.3 哈密尔顿算子及其应用5

1.4 广义高斯定理与斯托克斯定理7

1.4.1 广义高斯（Gauss）定理7

1.4.2 斯托克斯（Stokes）定理7

1.4.3 标量势、向量势及调和场8

1.5 正交曲线坐标系中哈密尔顿算子、梯度、散度、旋度及拉普拉斯算子表达式9

第2章 流体运动学12

2.1 描述流体运动的两种方法12

2.1.1 拉格朗日法12

2.1.2 欧拉法15

2.1.3 质点导数16

2.2 迹线和流线18

2.2.1 迹线18

2.2.2 流线19

2.2.3 流管19

2.3 流体微团运动的分析22

2.3.1 微团运动的分解22

2.3.2 微团运动的组成分析23

2.3.3 海姆霍兹速度分解定理25

2.4 有旋流动的一般性质27

2.4.1 涡线、涡管、涡通量、环量28

2.4.2 涡管强度守恒定理29

2.4.3 封闭流体线的速度环量对于时间的变化率31

2.5 无旋流动的一般性质32

2.5.1 速度有势32

2.5.2 速度势与环量33

2.5.3 加速度有势37

习题37

第3章 流体动力学的基本方程40

3.1 系统和控制体40

3.1.1 系统40

3.1.2 控制体41

3.2 拉格朗日型积分形式基本方程41

3.2.1 连续方程41

3.2.2 动量方程42

3.2.3 动量矩方程42

3.2.4 能量方程42

3.3 输运公式43

3.4 欧拉型积分形式基本方程46

3.4.1 连续方程46

3.4.2 动量方程46

3.4.3 动量矩方程47

3.4.4 能量方程47

3.4.5 欧拉型基本方程的另一种形式48

3.5 欧拉型积分形式基本方程的应用50

3.5.1 不可压缩流体对弯管管壁的作用力50

3.5.2 不可压缩射流对于固定叶片的作用力51

3.5.3 不可压缩射流冲击挡板52

3.5.4 明渠闸门受力55

3.6 运动流体中的应力张量56

3.6.1 应力张量57

3.6.2 理想流体中的应力59

3.7 连续方程59

3.8 运动方程60

3.9 能量方程61

3.10 方程组的封闭性62

3.11 完全气体的状态方程63

3.12 理想流体动力学的基本方程组64

3.12.1 连续方程64

3.12.2 运动方程64

3.12.3 能量方程65

3.13 理想流体动力学方程组的封闭性66

3.13.1 理想流体动力学方程组的封闭性67

3.13.2 一些具体形式的封闭方程67

3.14 理想流体运动的起始条件和边界条件68

3.14.1 起始条件68

3.14.2 边界条件68

3.14.3 理想流体动力学问题求解步骤概述69

3.15 理想流体动力学的欧拉型基本方程组在正交曲线坐标系中的表示式70

3.15.1 一般正交曲线坐标系（q1,q2,q3）中的表示式70

3.15.2 直角坐标系（x,y,z）中的表示式70

3.15.3 柱坐标系（r,ε,z）中的表示式70

3.15.4 球坐标系（R,θ,ε）中的表示式71

习题71

第4章 理想流体77

4.1 伯努利定理及其应用77

4.1.1 压力函数77

4.1.2 沿着流线和涡线成立的伯努利积分79

4.1.3 伯努利积分常数与所取曲线L无关的情况80

4.1.4 不可压流体在重力场中的伯努利积分及其应用81

4.1.5 完全气体作可逆绝热流动时的伯努利积分及其应用85

4.2 柯西—拉格朗日定理88

4.2.1 柯西—拉格朗日积分88

4.2.2 动坐标系中的柯西—拉格朗日积分89

4.3 凯尔文定理及拉格朗日定理91

4.3.1 凯尔文定理91

4.3.2 拉格朗日定理91

4.3.3 关于旋涡的形成与消失92

4.4 涡线及涡管强度保持性定理92

4.4.1 涡线的保持性定理92

4.4.2 涡管强度保持性定理93

4.5 海姆霍兹方程94

4.6 不可压理想流体一元不定常流动的基本方程94

4.6.1 连续方程95

4.6.2 运动方程95

4.7 不可压理想流体一元不定常流动的若干具体问题96

4.7.1 直角形管突然放水96

4.7.2 水下球面膨胀97

4.7.3 U形管中液体的振荡98

习题99

第5章 黏性流体动力学基础102

5.1 流动的黏性效应102

5.1.1 圆柱绕流102

5.1.2 二元翼型绕流103

5.1.3 管内流动104

5.2 层流与湍流105

5.3 广义牛顿黏性应力公式107

5.3.1 应力张量分析107

5.3.2 变形速率张量109

5.3.3 应力张量与变形速率张量的关系110

5.4 黏性流体动力学基本方程113

5.4.1 连续方程113

5.4.2 运动方程113

5.4.3 能量方程114

5.4.4 关于黏性流体动力学方程组的封闭性116

5.5 黏性流体的边界条件118

5.6 黏性流体动力学的相似律119

5.6.1 基本方程和边界条件的无量纲化119

5.6.2 由无量纲方程和边界条件导出的相似律125

5.7 不可压缩黏性流动的基本特性127

5.7.1 黏性流动的有旋性127

5.7.2 黏性流动的旋涡扩散性128

5.7.3 特性流动的能量耗散性129

5.8 不可压缩黏性流体动力学若干解析解130

5.8.1 平行流动130

5.8.2 库埃特流动131

5.8.3 泊肃叶流动133

5.8.4 圆管内的层流运动134

5.8.5 突然加速平板引起的流动（斯托克斯第一问题）135

5.8.6 重力作用下的平行流动137

5.8.7 平行平面间的脉冲流动139

5.9 极慢黏性流动的近似解141

习题146

第6章 湍流的理论基础149

6.1 湍流的统计平均法149

6.1.1 湍流的随机性149

6.1.2 时均法149

6.1.3 体均法150

6.1.4 概率平均法150

6.1.5 3种平均法之间的关系及各态遍历假说151

6.1.6 脉动值及其性质152

6.2 湍流的基本方程154

6.2.1 湍流的连续性方程154

6.2.2 湍流的平均动量方程——雷诺方程154

6.3 湍流的量纲分析法157

6.3.1 湍流特征物理量及湍流雷诺数157

6.3.2 湍流流场中的应力及能量耗散的量纲分析158

6.4 湍流能量方程159

6.4.1 湍流瞬时流动的总能量方程159

6.4.2 湍流时均的总能量方程160

6.4.3 湍流时均流动部分的能量方程161

6.4.4 湍流脉动部分的能量方程162

6.4.5 能量方程的积分形式163

6.5 湍流计算模型的偏微分方程式164

6.5.1 湍流脉动动能方程（k方程）165

6.5.2 湍流能量耗散率方程（ε方程）167

6.6 湍流的半经验理论168

6.6.1 涡黏性模型168

6.6.2 混掺长度理论169

6.6.3 涡量传递理论171

6.6.4 卡门相似性理论172

6.6.5 普适流速分布律175

6.7 湍流的基本特性178

习题179

第7章 边界层理论183

7.1 边界层概念183

7.2 边界层特征184

7.2.1 边界层名义厚度的量级估计184

7.2.2 边界层排挤厚度δ1185

7.2.3 动量损失厚度δ2185

7.2.4 能量损失厚度δ3186

7.3 不可压缩层流边界层基本方程和边界条件186

7.3.1 平壁面层流边界层基本方程187

7.3.2 边界层的边界条件和起始条件187

7.3.3 边界层壁面阻力系数190

7.4 平壁面层流边界层的勃拉修斯解190

7.4.1 勃拉修斯解191

7.4.2 结果分析193

7.5 平面射流湍流边界层195

7.5.1 基本方程和边界条件195

7.5.2 求解197

7.6 边界层动量的积分200

7.6.1 边界层动量积分关系式200

7.6.2 零压梯度平壁面层流边界层203

7.6.3 零压梯度平壁面湍流边界层205

7.6.4 零压梯度平壁面混合边界层206

7.7 边界层流动的分离与压差阻力208

7.7.1 曲面边界层的分离现象208

7.7.2 卡门涡街209

7.7.3 绕流阻力的一般分析210

7.7.4 悬浮速度212

7.7.5 绕流升力的一般概念213

习题215

参考文献217