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流體力學 版權信息
- ISBN：9787122452979
- 條形碼：9787122452979 ; 978-7-122-45297-9
- 裝幀：平裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
流體力學 本書特色
本教材吸收選用國外先進流體力學教材中適合建環專業能源與動力專業以及道橋專業的部分知識，結合雙碳背景下能源轉型的迫切需求而編寫的。教材知識結構中加入本專業新規范里的新材料、新公式、新參數，保持流體力學與專業新技術緊密結合的知識點。編者在這本教材中有機融入中華優秀傳統文化，面向我國經濟社會和科技發展對人才培養提出的新要求，全面準確闡述學科專業的基本理論、基礎知識、基本方法和學術體系。根據工程實際需要，貫徹“少而精”的原則，并從工科本科生學習課程的實際出發，“填平補齊”，循序漸進，逐步提高。并適當加強理論基礎。適當提高了理論起點，加強了系統性，避免了重復，而且物理概念清楚，學生易于接受。
流體力學 內容簡介
《流體力學》是一本適用于中、少學時的通用教材。全書共分十章，包括基本概念、基本原理和工程應用。基本原理包括不可壓縮流體的基本性質、數學模型、運動學和動力學基本原理及相似原理。本書盡可能將流體力學基礎知識、流體靜力學知識、流體動力學基礎知識、一元氣體動力學、明渠流應用知識及滲流應用知識分成知識點模塊以章節的形式呈現。各章配有典型例題、思考題與習題，并給出了部分習題答案，直接附于題后。
本書可作為高等學校建筑環境與能源應用工程專業、能源與動力工程專業、新能源科學與技術專業、道路橋梁與渡河工程專業、給水排水工程專業、環境工程專業以及大土木工程專業本科生的教材，還可作為考研用書、行業證書考試用書以及相關工程設計的參考書。
流體力學 目錄
第1章 緒論 1
**節 流體力學的任務和地位 1
一、流體力學研究的對象和任務 1
二、流體力學的地位 2
三、關于學好流體力學這門課的幾點意見 2
第二節 流體力學模型與理論基礎 3
一、流體質點的連續介質模型 3
二、不可壓縮流體的力學模型 3
三、理想流體力學模型 4
四、靜止（相對靜止） 力學模型 4
五、流體力學理論基礎 4
第三節 作用在流體上的力 4
一、用截面分離體法分析作用在流體上的力 5
二、質量力 5
三、表面力 6
第四節 流體的主要物理性質 7
一、慣性 7
二、重力特性 7
三、流體的壓縮性和膨脹性 8
四、流體的黏滯性 12
思考題與習題 18 第2章 流體靜力學 20
**節 流體靜壓強 20
一、流體靜壓強的定義 20
二、流體靜壓強的特性 21
第二節 流體平衡微分方程式 22
一、平衡微分方程式 22
二、等壓面概念 25
第三節 重力作用下流體平衡壓強分布 25
一、重力作用下流體平衡壓強分布規律 25
二、壓強的表示方法 26
三、測壓原理 27
四、靜力奇象問題 28
五、壓力傳遞及帕斯卡定律 29
第四節 靜止流體對壁面的壓力 29
一、平面壁上的總壓力 29
二、曲面壁上的總壓力 32
第五節 相對靜止流體的壓強分布規律 34
第六節 浮力及物體的沉浮 36
思考題與習題 37 第3章 流體運動學 40
**節 描述流體運動的兩種方法 40
一、系統和控制體 40
二、研究流體運動的拉格朗日法 41
三、歐拉法 43
四、歐拉變數和拉格朗日變數的互換 47
第二節 流體運動的基本概念 48
一、跡線、流線 49
二、流管、流束、過流斷面、元流和總流 51
三、流量與凈通量 52
四、斷面平均流速 53
第三節 流體運動的分類 54
一、恒定流與非恒定流 54
二、均勻流和非均勻流 55
三、漸變（緩變） 流和急變流 55
第四節 連續性微分方程 56
一、連續性微分方程式的定義 56
二、任意形狀控制體下連續性微分方程 57
三、恒定總流連續性方程式 58
第五節 流體微團運動分析 59
一、線變形率（線變率） 60
二、角變形率（角變率） 61
三、轉角速度（角轉速） 62
四、流體微團的組合表達 62
第六節 無渦流和有渦流 63
一、無渦流 64
二、有渦流 64
思考題與習題 66 第4章 流體動力學 69
**節 歐拉運動微分方程 69
第二節 理想流體恒定元流能量方程 71
第三節 理想流體恒定元流能量方程的應用 72
一、理想流體恒定元流能量方程的物理意義 72
二、理想流體恒定元流能量方程的幾何意義 73
三、畢托管 73
第四節 實際流體運動微分方程 75
第五節 實際流體元流與總流能量方程 78
一、實際流體恒定元流的能量方程 78
二、恒定總流過水斷面上的壓強分布 78
三、恒定總流的能量方程 79
四、有流量分流或匯流的能量方程 82
五、有能量輸入或輸出的能量方程 83
六、恒定氣流能量方程式 83
第六節 恒定總流動量方程和動量矩方程 85
一、恒定總流的動量方程 85
二、恒定總流動量方程和總流動量矩方程的應用 87
思考題與習題 90 第5章 相似性原理和量綱分析 92
**節 量綱概念與量綱和諧定理 92
一、量綱的概念 92
二、無量綱量 93
三、量綱和諧定理 94
第二節 相似概念及基本內容 94
一、幾何相似 94
二、時間相似 95
三、運動相似 95
四、動力相似 96
第三節 量綱分析和相似準則推導方法 97
一、應用π 定理進行量綱和相似準則分析推導 97
二、用動力相似的定義推導相似準則 101
第四節 模型律的應用舉例 105
一、弗勞德模型律的應用 105
二、雷諾模型律的應用 106
三、歐拉模型律的應用 107
思考題與習題 108 第6章 流動阻力和能量損失 109
**節 流動阻力和能量損失分類 109
一、沿程阻力和沿程水頭損失 109
二、局部阻力及局部水頭損失 110
第二節 雷諾實驗及流態判別 110
一、雷諾實驗 110
二、層流、紊流的判別標準 112
第三節 均勻流動方程式 113
一、沿程水頭損失 113
二、均勻流基本方程式 114
第四節 圓管中的層流運動 115
一、圓管層流的速度分布及平均流速 115
二、動能修正系數與動量修正系數 116
三、沿程阻力系數 116
第五節 流體的紊流運動 117
一、紊流運動要素的脈動及時均化 117
二、紊流切應力與普朗特混合長度理論 118
第六節 紊流沿程阻力損失計算 120
一、圓管層流底層與紊流核心 120
二、流速分布 121
三、尼古拉茲實驗曲線 122
四、工業管道的實驗曲線 124
五、沿程阻力系數的經驗公式 125
第七節 局部阻力損失計算 127
一、局部水頭損失發生的原因 127
二、圓管中水流突然擴大的局部水頭損失 127
三、管道流入水池局部損失系數 128
四、斷面突然收縮水頭損失計算 128
五、管路進口水頭損失計算 129
六、漸擴漸縮彎折管及管路配件局部水頭損失計算 129
七、非圓管的當量直徑計算 131
思考題與習題 132 第7章 孔口、管嘴和管路流動 135
**節 孔口、管嘴出流 135
一、小孔口自由出流 135
二、孔口淹沒出流 136
三、孔口的收縮系數及流量系數 137
四、大孔口的流量系數 138
五、圓柱形外管嘴出流 138
六、圓柱形外管嘴的真空作用 139
七、孔口（或管嘴） 的變水頭出流 140
第二節 短管的水力計算 140
一、簡單管路短管的計算方法 141
二、虹吸管的計算 141
三、水泵吸水管的計算 143
第三節 長管串聯管和并聯管水力計算 144
一、長管水力計算 144
二、串聯管路 147
三、并聯管路 147
第四節 管網計算基礎 149
一、枝狀管網 149
二、環狀管網 150
三、哈代-克羅斯（Hardy-Cross） 迭代法 151
第五節 有壓管路中的水擊 152
一、水擊現象 153
二、水擊壓強的計算 154
三、水擊波的傳播速度 155
四、防止水擊危害的措施 156
思考題與習題 156 第8章 一元氣體動力學 159
**節 聲速和馬赫數 159
一、聲速 159
二、馬赫數 161
第二節 一元氣流的流動特征 163
一、可壓縮氣體總流的連續性方程 163
二、可壓縮氣體運動微分方程 163
三、可壓縮氣體能量方程 164
第三節 等熵和絕熱氣流方程式 165
一、一元氣流的滯止參數 165
二、一元氣體等熵流動與馬赫數 167
第四節 收縮噴管與拉瓦爾噴管 169
一、收縮噴管 169
二、拉瓦爾噴管 172
思考題與習題 173 第9章 明渠流與堰流 175
**節 明渠流的特點 175
第二節 明渠均勻流的計算公式 176
一、謝才公式 176
二、曼寧公式（曼寧系數） 177
三、巴甫洛夫斯基公式 178
第三節 明渠水力*優斷面和允許流速 179
一、水力*優斷面 179
二、邊坡系數已定前提下的梯形斷面水力*優條件 179
三、渠道的允許流速 180
第四節 明渠均勻流水力計算的基本問題 181
一、梯形斷面渠道水力計算的基本問題 181
二、無壓圓管均勻流的水力計算 183
第五節 明渠恒定非均勻漸變流的基本微分方程 185
第六節 斷面單位能量與臨界水深 187
一、斷面單位能量 187
二、臨界水深 187
三、緩流急流臨界流及其判別準則 188
第七節 水躍 189
一、水躍的基本方程 189
二、共軛水深與水躍長度計算 190
第八節 棱柱形渠道恒定非均勻漸變流水面曲線 191
一、漸變流水面曲線變化分析 191
二、渠道底坡變化時水面曲線的連接 193
三、棱柱形渠道中恒定非均勻漸變流水面曲線的計算 193
第九節 堰流的定義、分類和基本公式 197
一、堰流的定義 197
二、堰流的分類 197
三、堰流的基本公式 198
第十節 薄壁堰 198
一、完全堰 198
二、淹沒堰 199
三、側收縮堰 200
四、三角堰 201
五、梯形薄壁堰 201
第十一節 實用斷面堰 202
一、實用斷面堰及其分類 202
二、實用斷面堰的計算 202
第十二節 寬頂堰 203
一、自由式無側收縮寬頂堰 203
二、淹沒標準和無側收縮淹沒式寬頂堰 205
三、側收縮寬頂堰 205
第十三節 橋孔過流水力計算 207
一、小橋孔徑的水力計算公式 207
二、小橋孔徑水力計算原則 207
第十四節 閘下出流 209
一、自由式閘下出流 209
二、淹沒式閘下出流 210
思考題與習題 210 第10章 滲流 213
**節 滲流運動 213
一、滲流理論的應用 213
二、地下水的狀態 213
第二節 滲流基本定律 214
一、滲流模型 214
二、達西滲流定律 214
三、滲透系數 215
第三節 地下水的均勻流和非均勻流 215
一、恒定均勻流和非均勻漸變流流速沿斷面均勻分布 215
二、漸變滲流的基本微分方程和浸潤曲線 216
第四節 井和集水廊道 218
一、集水廊道 218
二、潛水井（無壓井） 219
三、自流井 220
四、大口井與基坑排水 221
五、井群 222
六、滲水井與河邊井 224
思考題與習題 226 參考文獻 228
**節 流體力學的任務和地位 1
一、流體力學研究的對象和任務 1
二、流體力學的地位 2
三、關于學好流體力學這門課的幾點意見 2
第二節 流體力學模型與理論基礎 3
一、流體質點的連續介質模型 3
二、不可壓縮流體的力學模型 3
三、理想流體力學模型 4
四、靜止（相對靜止） 力學模型 4
五、流體力學理論基礎 4
第三節 作用在流體上的力 4
一、用截面分離體法分析作用在流體上的力 5
二、質量力 5
三、表面力 6
第四節 流體的主要物理性質 7
一、慣性 7
二、重力特性 7
三、流體的壓縮性和膨脹性 8
四、流體的黏滯性 12
思考題與習題 18 第2章 流體靜力學 20
**節 流體靜壓強 20
一、流體靜壓強的定義 20
二、流體靜壓強的特性 21
第二節 流體平衡微分方程式 22
一、平衡微分方程式 22
二、等壓面概念 25
第三節 重力作用下流體平衡壓強分布 25
一、重力作用下流體平衡壓強分布規律 25
二、壓強的表示方法 26
三、測壓原理 27
四、靜力奇象問題 28
五、壓力傳遞及帕斯卡定律 29
第四節 靜止流體對壁面的壓力 29
一、平面壁上的總壓力 29
二、曲面壁上的總壓力 32
第五節 相對靜止流體的壓強分布規律 34
第六節 浮力及物體的沉浮 36
思考題與習題 37 第3章 流體運動學 40
**節 描述流體運動的兩種方法 40
一、系統和控制體 40
二、研究流體運動的拉格朗日法 41
三、歐拉法 43
四、歐拉變數和拉格朗日變數的互換 47
第二節 流體運動的基本概念 48
一、跡線、流線 49
二、流管、流束、過流斷面、元流和總流 51
三、流量與凈通量 52
四、斷面平均流速 53
第三節 流體運動的分類 54
一、恒定流與非恒定流 54
二、均勻流和非均勻流 55
三、漸變（緩變） 流和急變流 55
第四節 連續性微分方程 56
一、連續性微分方程式的定義 56
二、任意形狀控制體下連續性微分方程 57
三、恒定總流連續性方程式 58
第五節 流體微團運動分析 59
一、線變形率（線變率） 60
二、角變形率（角變率） 61
三、轉角速度（角轉速） 62
四、流體微團的組合表達 62
第六節 無渦流和有渦流 63
一、無渦流 64
二、有渦流 64
思考題與習題 66 第4章 流體動力學 69
**節 歐拉運動微分方程 69
第二節 理想流體恒定元流能量方程 71
第三節 理想流體恒定元流能量方程的應用 72
一、理想流體恒定元流能量方程的物理意義 72
二、理想流體恒定元流能量方程的幾何意義 73
三、畢托管 73
第四節 實際流體運動微分方程 75
第五節 實際流體元流與總流能量方程 78
一、實際流體恒定元流的能量方程 78
二、恒定總流過水斷面上的壓強分布 78
三、恒定總流的能量方程 79
四、有流量分流或匯流的能量方程 82
五、有能量輸入或輸出的能量方程 83
六、恒定氣流能量方程式 83
第六節 恒定總流動量方程和動量矩方程 85
一、恒定總流的動量方程 85
二、恒定總流動量方程和總流動量矩方程的應用 87
思考題與習題 90 第5章 相似性原理和量綱分析 92
**節 量綱概念與量綱和諧定理 92
一、量綱的概念 92
二、無量綱量 93
三、量綱和諧定理 94
第二節 相似概念及基本內容 94
一、幾何相似 94
二、時間相似 95
三、運動相似 95
四、動力相似 96
第三節 量綱分析和相似準則推導方法 97
一、應用π 定理進行量綱和相似準則分析推導 97
二、用動力相似的定義推導相似準則 101
第四節 模型律的應用舉例 105
一、弗勞德模型律的應用 105
二、雷諾模型律的應用 106
三、歐拉模型律的應用 107
思考題與習題 108 第6章 流動阻力和能量損失 109
**節 流動阻力和能量損失分類 109
一、沿程阻力和沿程水頭損失 109
二、局部阻力及局部水頭損失 110
第二節 雷諾實驗及流態判別 110
一、雷諾實驗 110
二、層流、紊流的判別標準 112
第三節 均勻流動方程式 113
一、沿程水頭損失 113
二、均勻流基本方程式 114
第四節 圓管中的層流運動 115
一、圓管層流的速度分布及平均流速 115
二、動能修正系數與動量修正系數 116
三、沿程阻力系數 116
第五節 流體的紊流運動 117
一、紊流運動要素的脈動及時均化 117
二、紊流切應力與普朗特混合長度理論 118
第六節 紊流沿程阻力損失計算 120
一、圓管層流底層與紊流核心 120
二、流速分布 121
三、尼古拉茲實驗曲線 122
四、工業管道的實驗曲線 124
五、沿程阻力系數的經驗公式 125
第七節 局部阻力損失計算 127
一、局部水頭損失發生的原因 127
二、圓管中水流突然擴大的局部水頭損失 127
三、管道流入水池局部損失系數 128
四、斷面突然收縮水頭損失計算 128
五、管路進口水頭損失計算 129
六、漸擴漸縮彎折管及管路配件局部水頭損失計算 129
七、非圓管的當量直徑計算 131
思考題與習題 132 第7章 孔口、管嘴和管路流動 135
**節 孔口、管嘴出流 135
一、小孔口自由出流 135
二、孔口淹沒出流 136
三、孔口的收縮系數及流量系數 137
四、大孔口的流量系數 138
五、圓柱形外管嘴出流 138
六、圓柱形外管嘴的真空作用 139
七、孔口（或管嘴） 的變水頭出流 140
第二節 短管的水力計算 140
一、簡單管路短管的計算方法 141
二、虹吸管的計算 141
三、水泵吸水管的計算 143
第三節 長管串聯管和并聯管水力計算 144
一、長管水力計算 144
二、串聯管路 147
三、并聯管路 147
第四節 管網計算基礎 149
一、枝狀管網 149
二、環狀管網 150
三、哈代-克羅斯（Hardy-Cross） 迭代法 151
第五節 有壓管路中的水擊 152
一、水擊現象 153
二、水擊壓強的計算 154
三、水擊波的傳播速度 155
四、防止水擊危害的措施 156
思考題與習題 156 第8章 一元氣體動力學 159
**節 聲速和馬赫數 159
一、聲速 159
二、馬赫數 161
第二節 一元氣流的流動特征 163
一、可壓縮氣體總流的連續性方程 163
二、可壓縮氣體運動微分方程 163
三、可壓縮氣體能量方程 164
第三節 等熵和絕熱氣流方程式 165
一、一元氣流的滯止參數 165
二、一元氣體等熵流動與馬赫數 167
第四節 收縮噴管與拉瓦爾噴管 169
一、收縮噴管 169
二、拉瓦爾噴管 172
思考題與習題 173 第9章 明渠流與堰流 175
**節 明渠流的特點 175
第二節 明渠均勻流的計算公式 176
一、謝才公式 176
二、曼寧公式（曼寧系數） 177
三、巴甫洛夫斯基公式 178
第三節 明渠水力*優斷面和允許流速 179
一、水力*優斷面 179
二、邊坡系數已定前提下的梯形斷面水力*優條件 179
三、渠道的允許流速 180
第四節 明渠均勻流水力計算的基本問題 181
一、梯形斷面渠道水力計算的基本問題 181
二、無壓圓管均勻流的水力計算 183
第五節 明渠恒定非均勻漸變流的基本微分方程 185
第六節 斷面單位能量與臨界水深 187
一、斷面單位能量 187
二、臨界水深 187
三、緩流急流臨界流及其判別準則 188
第七節 水躍 189
一、水躍的基本方程 189
二、共軛水深與水躍長度計算 190
第八節 棱柱形渠道恒定非均勻漸變流水面曲線 191
一、漸變流水面曲線變化分析 191
二、渠道底坡變化時水面曲線的連接 193
三、棱柱形渠道中恒定非均勻漸變流水面曲線的計算 193
第九節 堰流的定義、分類和基本公式 197
一、堰流的定義 197
二、堰流的分類 197
三、堰流的基本公式 198
第十節 薄壁堰 198
一、完全堰 198
二、淹沒堰 199
三、側收縮堰 200
四、三角堰 201
五、梯形薄壁堰 201
第十一節 實用斷面堰 202
一、實用斷面堰及其分類 202
二、實用斷面堰的計算 202
第十二節 寬頂堰 203
一、自由式無側收縮寬頂堰 203
二、淹沒標準和無側收縮淹沒式寬頂堰 205
三、側收縮寬頂堰 205
第十三節 橋孔過流水力計算 207
一、小橋孔徑的水力計算公式 207
二、小橋孔徑水力計算原則 207
第十四節 閘下出流 209
一、自由式閘下出流 209
二、淹沒式閘下出流 210
思考題與習題 210 第10章 滲流 213
**節 滲流運動 213
一、滲流理論的應用 213
二、地下水的狀態 213
第二節 滲流基本定律 214
一、滲流模型 214
二、達西滲流定律 214
三、滲透系數 215
第三節 地下水的均勻流和非均勻流 215
一、恒定均勻流和非均勻漸變流流速沿斷面均勻分布 215
二、漸變滲流的基本微分方程和浸潤曲線 216
第四節 井和集水廊道 218
一、集水廊道 218
二、潛水井（無壓井） 219
三、自流井 220
四、大口井與基坑排水 221
五、井群 222
六、滲水井與河邊井 224
思考題與習題 226 參考文獻 228
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流體力學 作者簡介
郭仁東，男，1953年生，1986大連理工大學水工結構專業碩士研究生畢業，1991-1996國家公派意大利國訪問學者，2002年任沈陽大學教授職稱。主講流體力學，水力學，流體輸配管網，專業英語，水工藝設備基礎，城市水工程儀表與控制，建筑消防，鍋爐及鍋爐房設計，給水排水，采暖通風等專業課程。沈陽大學碩士研究生導師。研究方向：1.非飽和土滲流數值計算；2.水管道能量損失計算及實驗研究。兼職中國水文信息網網員，沈陽市政府采購評標專家。
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