流体力学是现代理工科许多专业大学生必备的知识之一,为适应大众教育的要求,在“强化概念、扎实基础,深入浅出、拓宽专业知识面,与时俱进、实用与创新并重”思想指导下,作者编写了《流体力学》。全书涵盖了工程流体力学的基本理论及部分测试技术,共9章,内容包括流体的物理性质、流体静力学、流体运动学、流体动力学基础、量纲分析和相似理论、管中流动、边界层和绕流及缝隙流、孔口出流与射流及过滤流、气体的一维流动。
《流体力学》可作为大机械类机械制造、车辆、仪器仪表、材料成型、能源动力、船舶轮机等专业的本科教育教材,也可作为各类工程技术人员的参考书。
“问渠哪得清如许,为有源头活水来。”为了使流体力学这门古老的学科依然生机勃勃,适应21世纪具有创新意识复合型人才培养的需要,教材内容改革和创新势在必行。
流体力学是力学的一个重要分支学科,是以包括液体和气体在内的流体为研究对象的力学,是研究流体平衡和运动规律的一门科学。“流体力学”课程是机械、能源、化工、动力、建筑、生物、航天等专业重要的专业基础课或基础理论课程之一,德国等西方发达国家,普遍将流体力学作为工科机械类、理科力学类及相关专业本科教育的必修课程开设,可见流体力学应当是现代理工科许多专业大学生必备的知识之一,其最大特点是理论性较强,抽象概念多,数学公式演绎推导多,本书内容力求反映大机械类机械制造、车辆、仪器仪表、材料成型、能源动力、船舶轮机等专业学科既要重视理论又要密切联系工程实际应用的特点,比较全面而又细致地阐述了流体力学的基本内容,本教材针对性强,完整性、逻辑性和系统性都较好。
“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家。”面对我国高等教育从精英教育向大众教育转型的新形势,一本通俗易懂、深入浅出,强化基础、开拓视野,实用与创新并重的教材呼之欲出,本书正是在这样的背景下诞生的。为了便于消化理解和巩固所学内容,本书配备了较多的例题和大量的习题,并且给出了全部习题参考答案。
本书由浙江科技学院沙毅教授在其多年知识积累和教学、科研成果的基础上撰写而成,得到浙江省自然科学基金项目(Y1110468)和浙江省高等教育教学改革项目(jg2015117)的支持,在此一并表示感谢!限于作者学识和水平,书中疏漏和不足之处在所难免,恳请读者批评指正。
“长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。”流体力学的研究领域无限宽广,在科学技术的发展和工程实际应用中发挥着越来越重要的作用。愿有志者携手共勉,为它的发展和进步贡献出我们的智慧和力量。
沙毅
2015年10月于杭州
前言
第1章 流体的物理性质与基本概念
1.1 流体力学及其应用
1.2 连续介质模型
1.3 量纲和单位及作用在流体上的力
1.4 流体的物理性质
1.5 流体的粘性
1.6 流体的表面张力与汽化压强
习题1
第2章 流体静力学
2.1 流体的静压强
2.2 流体平衡微分方程式
2.3 重力场中的平衡流体
2.4 静止流体对壁面的作用力
2.5 流体的相对平衡
2.6 流体压力测量
习题2
第3章 流体运动学
3.1 研究流体运动的两种方法
3.2 流体运动的基本概念
3.3 连续性方程
3.4 粘性流体的两种流动状态
3.5 流体微团的运动分析
3.6 理想流体的旋涡流动
3.7 平面势流
习题3
第4章 流体动力学基础
4.1 流体运动微分方程
4.2 伯努利能量方程
4.3 动量方程和动量矩方程
习题4
第5章 量纲分析和相似理论
5.1 量纲分析
5.2 丌定理及其应用
5.3 相似原理
习题5
第6章 管中流动
6.1 平直圆管中的层流
6.2 平直圆管中的湍流
6.3 管路中的沿程损失
6.4 管路的局部损失
6.5 管路计算
6.6 泵与风机特性及管网联合运行工况
习题6
第7章 边界层、绕流和缝隙流
7.1 边界层概念
7.2 流体绕流物体的阻力
7.3 缝隙流动
7.4 环形缝隙与平行圆盘缝隙流动
习题7
第8章 孔口出流、过滤流和水击
第9章 气体的一维流动
参考文献