- 机械工业出版社
- 9787111790426
- 1-1
- 2026-01-14
- 448
- 工学
- 力学类
- 力学
- 本科
内容简介
本书是著名流体力学家中山泰喜（Yasuki Nakayama）教授编写的一本流体力学入门教材。全书共16章，主要介绍了流体的基本性质、流体静力学与动力学的基本概念、一维流动的守恒方程、量纲分析与相似性原理、流体在管道及明渠内的流动、流动带来的阻力与升力、流速与流量的测量方法、黏性流体动力学基础、理想流体动力学基础、可压缩流动、非稳态流动、计算流体力学、流动可视化等内容。
本书系统地阐述了流体力学的基本规律与应用，由简入繁，层层递进，深入浅出地讲解了相关基础概念与数学方法，有利流体力学零基础的读者快速入门。尤其是“计算流体力学”与“流动可视化”两章，在国内的流体力学入门教材中鲜有提到，为本书的一大特色。另外，本书还配备了丰富的插图与例题，有助于读者对相关内容形成更深入的认识。
本书可作为动力、能源、机械、化工、水利等专业的本科生教材或辅助教材，也可供相关工程技术人员参考。
本书系统地阐述了流体力学的基本规律与应用，由简入繁，层层递进，深入浅出地讲解了相关基础概念与数学方法，有利流体力学零基础的读者快速入门。尤其是“计算流体力学”与“流动可视化”两章，在国内的流体力学入门教材中鲜有提到，为本书的一大特色。另外，本书还配备了丰富的插图与例题，有助于读者对相关内容形成更深入的认识。
本书可作为动力、能源、机械、化工、水利等专业的本科生教材或辅助教材，也可供相关工程技术人员参考。
目录
目录
译者序
前言
第1章流体力学的历史
1.1日常生活中的流体力学
1.2流体力学的起源
第2章流体的基本性质
2.1流体
2.2单位和量纲
2.2.1绝对单位制
2.2.2量纲
2.3密度、比重和比热容
2.4黏度
2.5牛顿流体和非牛顿流体
2.5.1宾汉流体（塑性流体）
2.5.2拟塑性流体（假塑性流体）
2.6表面张力
2.7可压缩性
2.8理想气体的特性
2.9练习题
第3章流体静力学
3.1压强
3.1.1压强的单位
3.1.2绝对压强和表压强
3.1.3压强的特点
3.1.4静止流体中的压强
3.1.5压力的测量
3.2液体容器上的作用力
3.2.1作用在堤岸或闸门上的水压
3.2.2将圆柱体管壁撕裂的力
3.3阿基米德原理
3.4相对稳定状态
3.4.1匀加速直线运动
3.4.2旋转运动
3.5练习题
目录目录第4章流动基础
4.1流线、脉线、迹线和流管
4.2定常流动和非定常流动
4.3三维、二维和一维流动
4.4层流与湍流
4.5雷诺数
4.6不可压缩和可压缩流体
4.7液体的旋转和自旋
4.8环量
4.9练习题
第5章一维流动的流动特性守恒机制
5.1连续性方程
5.2能量守恒
5.2.1伯努利方程
5.2.2伯努利方程的应用
5.3动量守恒
5.3.1动量方程
5.3.2动量方程的应用
5.4角动量守恒
5.4.1角动量方程
5.4.2水泵或水车的功率
5.5练习题
第6章黏性流体的流动
6.1连续性方程
6.2纳维-斯托克斯方程
6.2.1体积力
6.2.2表面力
6.2.3黏性力
6.3层流的速度分布
6.3.1平行板间的流动
6.3.2圆形管中的流动
6.4湍流的速度分布
6.5边界层
6.5.1边界层的发展
6.5.2边界层的运动方程
6.5.3边界层的分离
6.6润滑理论
6.7练习题
第7章管内流动
7.1入口处的流动
7.2管道摩擦损失
7.2.1层流
7.2.2湍流
7.3非圆管道的管道摩擦损失
7.4管路中的损失
7.4.1截面突变引起的损失
7.4.2渐变面积引起的损失
7.4.3流动方向改变引起的损失
7.4.4分支管道与合流管道
7.4.5阀门与龙头
7.4.6管路的总损失
7.5扬程
7.6练习题
第8章明渠的流动
8.1具有恒定截面和流速的明渠中的流动
8.2水道的最佳横截面形状
8.2.1圆形水道
8.2.2矩形水道
8.3比能
8.3.1恒定流量
8.3.2恒定比能
8.3.3恒定水深
8.4水跃
8.5练习题
第9章阻力和升力
9.1物体周围的流动
9.2作用在物体上的力
9.3物体的阻力
9.3.1阻力系数
9.3.2圆柱体的阻力
9.3.3球体的阻力
9.3.4平板的阻力
9.3.5旋转圆盘上的摩擦力矩
9.4物体的升力
9.4.1升力的发展
9.4.2翼
9.5空化
9.6练习题
补充数据
第10章量纲分析和相似性原理
10.1量纲分析
10.2白金汉π理论
10.3量纲分析的应用举例
10.3.1球体的流动阻力
10.3.2管路摩擦造成的压力损失
10.4相似性原理
10.4.1决定流动相似性的无量纲组
10.4.2模型测试
10.5练习题
第11章流速和流量的测量
11.1流速的测量
11.1.1皮托管
11.1.2热线风速仪
11.1.3激光多普勒风速仪
11.2流量的测量
11.2.1容器收集法
11.2.2流量限制法
11.2.3面积流量计
11.2.4容积式流量计
11.2.5涡轮流量计
11.2.6涡街流量计
11.2.7超声波流量计
11.2.8磁流量计
11.2.9科里奥利流量计
11.2.10热质量流量计
11.2.11流体流量计
11.2.12堰
11.3练习题
第12章理想流体流动
12.1欧拉运动方程
12.2速度势
12.3流函数
12.4复势
12.5势流案例
12.5.1简单案例
12.5.2流动的叠加
12.6保角映射
12.7练习题
第13章可压缩流体的流动
13.1热力学特性
13.2声速
13.3马赫数
13.4一维可压缩流动的基本方程
13.4.1皮托管的修正
13.5等熵流动
13.5.1管流（截面变化的影响）
13.5.2收缩喷管
13.5.3收缩-扩张喷管
13.6激波
13.7范诺流和瑞利流
13.8练习题
第14章非稳态流动
14.1U形管中液柱的振荡
14.1.1无摩擦阻力
14.1.2层流摩擦阻力
14.2管道中的压力传播
14.3管道中的瞬态流动
14.4管道中压力波的速度
14.5水锤
14.5.1阀门瞬时关闭的情况
14.5.2阀门缓慢关闭的情况
14.6流体振荡
14.7练习题
第15章计算流体力学
15.1离散化方法
15.1.1基于欧拉法的解法
15.1.2基于拉格朗日法的解法
15.1.3基于元胞自动机法的解
15.2不可压缩流体
15.2.1有限差分法
15.2.2有限体积法
15.2.3有限元法
15.2.4涡量法
15.2.5格子玻尔兹曼法
15.3可压缩流体
15.3.1时间步进法
15.3.2边界元法
15.3.3特征线法
15.4湍流
15.4.1直接数值模拟
15.4.2数值黏度法
15.4.3大涡模拟
15.4.4雷诺平均模型
15.5自由界面流动
15.5.1标记网格法
15.5.2流体体积法
15.5.3粒子法
补充数据
参考文献
第16章流动可视化
16.1技术分类
16.2实验可视化方法
16.2.1壁面示踪法
16.2.2丝线法
16.2.3直接注入示踪法
16.2.4化学反应示踪法
16.2.5电控示踪法
16.2.6光学示踪法
16.3计算机辅助可视化方法
16.3.1可视化图像分析法
16.3.2测量数据可视化法
16.3.3数值分析数据可视化法
16.3.4数值数据表示法
参考答案
符号表
索引
译者序
前言
第1章流体力学的历史
1.1日常生活中的流体力学
1.2流体力学的起源
第2章流体的基本性质
2.1流体
2.2单位和量纲
2.2.1绝对单位制
2.2.2量纲
2.3密度、比重和比热容
2.4黏度
2.5牛顿流体和非牛顿流体
2.5.1宾汉流体（塑性流体）
2.5.2拟塑性流体（假塑性流体）
2.6表面张力
2.7可压缩性
2.8理想气体的特性
2.9练习题
第3章流体静力学
3.1压强
3.1.1压强的单位
3.1.2绝对压强和表压强
3.1.3压强的特点
3.1.4静止流体中的压强
3.1.5压力的测量
3.2液体容器上的作用力
3.2.1作用在堤岸或闸门上的水压
3.2.2将圆柱体管壁撕裂的力
3.3阿基米德原理
3.4相对稳定状态
3.4.1匀加速直线运动
3.4.2旋转运动
3.5练习题
目录目录第4章流动基础
4.1流线、脉线、迹线和流管
4.2定常流动和非定常流动
4.3三维、二维和一维流动
4.4层流与湍流
4.5雷诺数
4.6不可压缩和可压缩流体
4.7液体的旋转和自旋
4.8环量
4.9练习题
第5章一维流动的流动特性守恒机制
5.1连续性方程
5.2能量守恒
5.2.1伯努利方程
5.2.2伯努利方程的应用
5.3动量守恒
5.3.1动量方程
5.3.2动量方程的应用
5.4角动量守恒
5.4.1角动量方程
5.4.2水泵或水车的功率
5.5练习题
第6章黏性流体的流动
6.1连续性方程
6.2纳维-斯托克斯方程
6.2.1体积力
6.2.2表面力
6.2.3黏性力
6.3层流的速度分布
6.3.1平行板间的流动
6.3.2圆形管中的流动
6.4湍流的速度分布
6.5边界层
6.5.1边界层的发展
6.5.2边界层的运动方程
6.5.3边界层的分离
6.6润滑理论
6.7练习题
第7章管内流动
7.1入口处的流动
7.2管道摩擦损失
7.2.1层流
7.2.2湍流
7.3非圆管道的管道摩擦损失
7.4管路中的损失
7.4.1截面突变引起的损失
7.4.2渐变面积引起的损失
7.4.3流动方向改变引起的损失
7.4.4分支管道与合流管道
7.4.5阀门与龙头
7.4.6管路的总损失
7.5扬程
7.6练习题
第8章明渠的流动
8.1具有恒定截面和流速的明渠中的流动
8.2水道的最佳横截面形状
8.2.1圆形水道
8.2.2矩形水道
8.3比能
8.3.1恒定流量
8.3.2恒定比能
8.3.3恒定水深
8.4水跃
8.5练习题
第9章阻力和升力
9.1物体周围的流动
9.2作用在物体上的力
9.3物体的阻力
9.3.1阻力系数
9.3.2圆柱体的阻力
9.3.3球体的阻力
9.3.4平板的阻力
9.3.5旋转圆盘上的摩擦力矩
9.4物体的升力
9.4.1升力的发展
9.4.2翼
9.5空化
9.6练习题
补充数据
第10章量纲分析和相似性原理
10.1量纲分析
10.2白金汉π理论
10.3量纲分析的应用举例
10.3.1球体的流动阻力
10.3.2管路摩擦造成的压力损失
10.4相似性原理
10.4.1决定流动相似性的无量纲组
10.4.2模型测试
10.5练习题
第11章流速和流量的测量
11.1流速的测量
11.1.1皮托管
11.1.2热线风速仪
11.1.3激光多普勒风速仪
11.2流量的测量
11.2.1容器收集法
11.2.2流量限制法
11.2.3面积流量计
11.2.4容积式流量计
11.2.5涡轮流量计
11.2.6涡街流量计
11.2.7超声波流量计
11.2.8磁流量计
11.2.9科里奥利流量计
11.2.10热质量流量计
11.2.11流体流量计
11.2.12堰
11.3练习题
第12章理想流体流动
12.1欧拉运动方程
12.2速度势
12.3流函数
12.4复势
12.5势流案例
12.5.1简单案例
12.5.2流动的叠加
12.6保角映射
12.7练习题
第13章可压缩流体的流动
13.1热力学特性
13.2声速
13.3马赫数
13.4一维可压缩流动的基本方程
13.4.1皮托管的修正
13.5等熵流动
13.5.1管流（截面变化的影响）
13.5.2收缩喷管
13.5.3收缩-扩张喷管
13.6激波
13.7范诺流和瑞利流
13.8练习题
第14章非稳态流动
14.1U形管中液柱的振荡
14.1.1无摩擦阻力
14.1.2层流摩擦阻力
14.2管道中的压力传播
14.3管道中的瞬态流动
14.4管道中压力波的速度
14.5水锤
14.5.1阀门瞬时关闭的情况
14.5.2阀门缓慢关闭的情况
14.6流体振荡
14.7练习题
第15章计算流体力学
15.1离散化方法
15.1.1基于欧拉法的解法
15.1.2基于拉格朗日法的解法
15.1.3基于元胞自动机法的解
15.2不可压缩流体
15.2.1有限差分法
15.2.2有限体积法
15.2.3有限元法
15.2.4涡量法
15.2.5格子玻尔兹曼法
15.3可压缩流体
15.3.1时间步进法
15.3.2边界元法
15.3.3特征线法
15.4湍流
15.4.1直接数值模拟
15.4.2数值黏度法
15.4.3大涡模拟
15.4.4雷诺平均模型
15.5自由界面流动
15.5.1标记网格法
15.5.2流体体积法
15.5.3粒子法
补充数据
参考文献
第16章流动可视化
16.1技术分类
16.2实验可视化方法
16.2.1壁面示踪法
16.2.2丝线法
16.2.3直接注入示踪法
16.2.4化学反应示踪法
16.2.5电控示踪法
16.2.6光学示踪法
16.3计算机辅助可视化方法
16.3.1可视化图像分析法
16.3.2测量数据可视化法
16.3.3数值分析数据可视化法
16.3.4数值数据表示法
参考答案
符号表
索引
