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第一章流体力学实验研究的理论基础1

§1-1流体力学实验研究的中心问题和基本任务1

一、流体力学研究方法及其相互关系1

二、流体力学实验研究的中心问题和基本任务2

§1-2流动的力学相似3

一、几何相似3

二、运动相似4

三、动力相似4

§1-3模型相似准则5

一、重力相似准则6

二、阻力相似准则7

三、压力相似准则11

四、弹性力相似准则11

五、时间相似准则13

§1-4量纲分析和π定理的应用14

一、量纲和量纲和谐的概念14

二、量纲分析方法的应用15

三、π定理的应用17

§1-5相似理论的应用22

一、相似理论的基本定理22

二、模型实验的主要步骤23

习题26

参考书目27

第二章测量误差估计和实验结果处理29

§2-1测量误差的基本概念29

一、测量的作用和分类29

二、误差的基本概念29

三、测量误差及其主要来源30

四、误差的性质及其分类31

五、测量仪表的一般知识31

§2-2随机误差的估计34

一、随机误差的特点34

二、随机误差的正态分布34

三、最小二乘法原理与算术平均值的意义37

四、随机误差的表示方法38

五、测量结果的置信度及表示方法42

§2-3粗差的判别及剔除44

一、处理可疑测量值的基本原则44

二、粗差剔除准则44

§2-4系统误差的消除47

一、系统误差的特点及处理方法47

二、消除或减弱系统误差的典型测量技术和方法47

三、系统误差的消除准则50

四、系统误差的发现与检验51

§2-5间接测量误差的估计53

一、间接测量误差的基本问题53

二、误差传递的一般法则53

三、误差分配方法56

四、测量最有利条件的确定57

§2-6实验结果的数据处理59

一、有效数字的处理59

二、等精度测量结果的数据处理60

三、实验曲线的绘制和修匀62

四、经验公式的确定66

习题70

参考书目71

第三章流动显示72

§3-1概述72

§3-2水流显示方法72

一、着色法72

二、悬浮物法73

三、氢气泡法74

四、漂浮物法74

§3-3低速气流显示方法75

一、丝线法75

二、萤光微丝法76

三、吹动法77

四、烟流法77

§3-4高速流场光学显示方法78

一、光线通过流场后的偏折79

二、阴影法80

三、纹影法82

四、干涉法86

§3-5高速风洞常用纹影仪的调整使用87

一、透镜式会聚光系统小型纹影仪87

二、双反射镜平行光系统分离式纹影仪89

三、单反射镜会聚光重合式纹影仪91

§3-6高速摄影在流动显示中的应用92

一、高速摄影及其应用92

二、高速摄影基本方法93

三、高速纹影摄影及其应用96

参考书目96

第四章运动流体中压力测量与应用97

§4-1压力测量的一般知识97

§4-2液柱式压力计和精密压力计99

一、U形管压力计99

二、单管压力计和水银气压计101

三、斜管压力计和微压计102

四、多管压力计的原理与设计105

§4-3流道壁面静压的测量与应用107

一、测量流体静压的原理107

二、壁面静压的测量108

三、静压孔的应用109

§4-4运动流体中压力的测量111

一、测量流体压力的基本原理111

二、总压的测量112

三、静压的测量115

§4-5气流速度和方向的测量117

一、气流速度和M数的测量117

二、测量空间流动参数的基本原理121

三、三孔圆柱形探针原理122

四、五孔球形探针原理124

§4-6流速（压力）法测量流量126

一、测量流量的方法和仪表126

二、毕托管流速法测流量126

三、笛形管流速法测流量129

四、用水测速管测流量129

§4-7压力扫描装置和巡检系统130

一、压力扫描阀测量装置130

二、数字编码压力传感器和压力巡回检测仪131

三、超声波多管压力计133

参考书目135

第五章风洞实验136

§5-1风洞的功用与特点136

§5-2低速风洞137

一、收缩段137

二、实验段139

三、扩散段140

四、导流片141

五、蜂窝器与阻尼网141

六、回流段142

七、动力系统142

八、坐标架142

§5-3超音速风洞142

一、超音速风洞的分类142

二、超音速风洞的组成部分及其功用143

§5-4特殊风洞（专用风洞）145

一、二元风洞145

二、低紊流度风洞145

三、校正风洞145

四、烟风洞145

五、激波管和激波管风洞145

§5-5低速风洞实验145

一、低速风洞实验的种类145

二、实验的准备工作146

三、气动载荷的测量方法148

四、低速风洞的其它试验155

§5-6风洞的干扰及其实验数据的修正156

一、实验段气流特性的影响156

二、模型支架的干扰158

三、风洞壁的干扰159

参考书目159

第六章水电比拟实验和计算机实验160

§6-1水电比拟的基本原理160

一、电场和流场基本方程的相似性和模拟条件160

二、电拟装置和测量电路162

三、几种简单流动的电模拟164

§6-2任意翼型绕流的电模拟167

一、任意翼型绕流的直接模拟167

二、翼型绕流的转化计算169

三、任意翼型绕流的间接模拟173

§6-3平面叶栅绕流的电模拟175

一、平面叶栅无环量绕流的电模拟和转化计算175

二、平面叶栅有环量绕流的电模拟178

§6-4低速机翼升力面理论的电模拟179

一、电模拟的基本原理179

二、机翼电模型的制作和实验方法181

§6-5物体在流体中变速运动的电模拟183

一、物体在无界流体中变速平移运动的电模拟183

二、物体在流体中变速平移运动时附加质量的测定185

§6-6计算机实验188

一、数值模拟和计算机实验的基本概念188

二、计算机实验简介190

参考书目191

第七章动态测量与流体机械有关测试技术192

§7-1旋转流道中测量流动参数的方法192

一、测压法的基本原理192

二、在旋转流道中测量流动参数的压力感受器193

三、测压密封器的结构194

四、离心力对压力测量值的影响195

五、电测法的基本原理196

§7-2涡轮机转速的测量197

一、机械式转速表的工作原理197

二、电气式转速表的工作原理198

§7-3动态压力的测量201

一、动态压力的测量原理201

二、压力传感器的基本特性202

三、电阻应变式压力传感器及其测量电路204

四、电容式压力传感器及其测量电路209

五、压电式压力传感器及其测量电路212

六、动态压力的校准215

§7-4脉动速度的测量222

一、气流速度的测量与热线风速仪的工作原理222

二、热线风速仪的基本电路和特性225

三、热线风速仪的校准226

参考书目228

第八章激光多普勒测速技术229

§8-1激光多普勒测速的特点229

§8-2激光多普勒测速的基本原理230

一、光学多普勒效应230

二、光的混频233

三、干涉条纹效应234

§8-3激光多普勒测速仪的光路235

一、光路的分类235

二、光学发射头237

三、光学收集头239

四、光检测器240

§8-4激光多普勒测速的信号处理方法242

一、频谱分析法244

二、频率跟踪法244

三、频率计数法248

§8-5激光多普勒测速技术的应用249

一、管道内水流和平板附面层试验249

二、紊流参数的测量252

参考书目253

附录254

表Ⅰ流体力学中常见物理量的单位和量纲表254

表Ⅱ 误差函数表255

表Ⅲ 流体的粘性系数表257

表Ⅳ 气体动力函数表258