《工程流体力学》求取 ⇩

1.流体特性1

1.1 流体与流体力学1

1.1.1 流体力学的研究对象和研究方法1

1.1.2 流体的连续介质假设1

1.2 流体的粘滞性2

1.3 流体的压缩性和热胀性4

1.4 汽化压强5

1.5 流体的状态方程5

1.5.2 气体的状态方程6

1.5.1 液体的状态方程6

1.5.3 气体的状态变化过程7

2.流体力学的基本概念8

2.1 研究流体的运动的方法8

2.2 流线与迹线9

2.3 流体运动的分类11

2.3.1 恒定流和非恒定流11

2.3.2 均匀流和非均匀流12

2.3.3 一维、二维、三维流动13

2.3.4 有压流和无压流13

2.3.5 有旋流和无旋流13

2.4.1 质点加速度14

2.4 流体运动的加速度、流量和断面平均流速14

2.4.2 流量15

2.4.3 断面平均流速15

2.5 流体微团运动分析15

2.5.1 平移运动16

2.5.2 线变形速度16

2.5.3 角变形速度(剪切变形速度)17

2.5.4 旋转运动的平均旋转角速度18

2.6 有涡流动和无涡流动20

2.6.1 有涡流动20

2.6.2 无涡流动22

2.7.1 平面流与流函数25

2.7 恒定平面势流25

2.7.2 流网28

2.7.3 几个基本的平面势流29

2.7.4 势流的叠加原理32

2.8 应力与应变的关系38

2.8.1 粘性流体的应力38

2.8.2 广义牛顿内摩擦定律40

3.流体力学的基本方程43

3.1 质点与控制体的概念43

3.1.1 质点与微元控制体43

3.2 流体运动的连续性微分方程44

3.1.2 有限控制体44

3.3 欧拉运动微分方程45

3.4 粘性流体的运动微分方程47

3.4.1 以应力形式表示的粘性流体的运动微分方程47

3.4.2 纳维埃-斯托克司(Navier-Stokes)方程(简称N-S方程)48

3.5 不可压缩流体一维流动的基本方程组52

3.5.1 连续性方程52

3.5.2 理想流体元流的伯努利方程54

3.5.3 粘性流体无流的伯努利方程55

3.5.4 粘性流体恒定总流的伯努利方程56

3.5.6 伯努利方程的应用60

3.5.5 伯努利方程的几何表示60

3.5.7 恒定总流的动量方程67

3.5.8 恒定总流的动量矩方程74

4.流体静力学77

4.1 流体静力学规律78

4.1.1 流体平衡的微分方程式78

4.1.2 微分方程式的积分78

4.1.3 等压面79

4.2 重力场中流体的平衡80

4.2.1 重力作用下流体平衡方程80

4.2.2 绝对压强、相对压强、真空81

4.2.3 位置水头、压强水头、测压管水头82

4.3 液体的相对平衡84

4.3.1 等加速直线运动中液体的平衡84

4.3.2 等角速转动液体的平衡85

4.4 液体作用在平面上的总压力87

4.4.1 压强分布图87

4.4.2 图算法求矩形平面的总压力87

4.4.3 解析法88

4.4.4 流体作用在弯管上的静压力90

4.5 液体作用在曲面上的总压力92

4.6.1 阿基米德原理95

4.6 潜体及浮体的平衡和稳定95

4.6.2 物体在静止液体中的浮沉96

4.6.3 潜体的平衡与稳定97

4.6.4 浮体的平衡与稳定97

4.7 可压缩流体的压强变化99

5.相似原理理与量纳分析102

5.1 流动相似的概念102

5.1.1 几何相似102

5.1.2 运动相似103

5.1.3 动力相似104

5.2.1 重力相似准则105

5.2 相似准则105

5.2.2 粘滞力相似准则107

5.2.3 压力相似准则109

5.2.4 弹性力相似准则110

5.2.5 表面张力相似准则110

5.3 准数方程111

5.4 量纲分析112

5.4.1 量纲和量纲和谐原理113

5.4.2 雷列法114

5.4.3 π定理115

5.5 相似条件118

6.1.1 层流和紊流121

6.流动阻力和能量损失121

6.1 流体的两种流动型态121

6.1.2 层流向紊流的过渡123

6.2 沿程损失的表示式124

6.2.1 均匀流基本方程124

6.2.2 沿程损失的另一表示式125

6.3 圆管内层流沿程损失的分析和计算126

6.4 紊流运动128

6.4.1 紊流运动要素的脉动和时均法128

6.4.2 紊流的基本方程--雷诺方程130

6.4.3 紊流的半经验理论131

6.4.4 边界层概念及其分离现象134

6.5 紊流沿程损失的分析和计算137

6.5.1 尼古拉兹实验137

6.5.2 光滑管区沿程阻力系数的确定138

6.5.3 粗糙管区沿程阻力系数的确定142

6.5.4 实用管道沿程阻力系数的确定144

6.5.5 非圆形管道沿程损失的计算147

6.5.6 计算沿程损失的经验公式147

6.6 局部损失的分析和计算148

6.6.2 局部损失的计算149

6.6.1 局部损失的分析149

7.边界层和绕流运动152

7.1 边界层微分方程--普朗特边界层方程153

7.2 边界层的动量积分方程155

7.3 平板上的层流边界层157

7.4 平板上的紊流边界层160

7.4.1 光滑平板上的紊流边界层160

7.4.2 光滑平板上的混合边界层162

7.4.3 粗糙平板上的紊流边界层163

7.5 绕流运动164

7.5.1 一般分析165

7.5.3 三维物体的阻力166

7.5.2 二维物体的阻力166

8.有压管中的恒定流168

8.1 短管中的水力计算168

8.1.1 自由出流168

8.1.2 淹没出流169

8.1.3 短管计算实例170

8.2 长管的水力计算172

8.2.1 简单管路172

8.2.2 串联管路177

8.2.3 并联管路178

8.3 沿途均匀泄流的管路180

8.4 枝状管网181

8.4.1 干线水力计算181

8.4.2 支线的水力计算183

8.5 环状管网184

8.5.1 环网水力计算原则185

8.5.2 环网方程求解方法185

8.5.3 哈代-克罗斯法186

8.6 电算法求解环状管网189

8.6.1 程序中各变量符号所代表的意义189

8.6.2 上机前需准备的输入资料189

8.6.3 对程序的一些说明190

9.1 明渠均匀流的特征及基本公式198

9.明渠恒定流198

9.2 水力最佳断面201

9.2.1 最佳断面的条件201

9.2.2 梯形断面水力最佳条件202

9.3 渠道中的允许流速203

9.4 明渠均匀流水力计算的几类问题204

9.4.1 校核渠道的输水能力204

9.4.2 求渠道底坡205

9.4.3 设计渠道断面尺寸205

9.5.1 圆形断面的水力要素207

9.5 无压圆管均匀流的水力计算207

9.5.2 充满度与流速和流量的关系208

9.6 明渠非均匀流概述211

9.6.1 明渠非均匀流的几类现象211

9.6.2 渠道的三种底坡212

9.7 明渠非均匀流的水流状态212

9.7.1 明渠中弱扰动波传播速度212

9.7.2 急流、缓流、临界流213

9.7.3 弗劳德数213

9.8.1 断面比能214

9.8.2 临界水深214

9.8 断面比能与临界水深214

9.8.3 临界底坡216

9.9 明渠非均匀渐变流的基本微分方程217

9.9.1 一些假设217

9.9.2 一般形式的非均匀渐变流的基本微分方程218

9.9.3 以特性流量与弗劳德数表示的渐变流基本微分方程219

9.9.4 以断面比能e表示的基本微分方程219

9.10 棱柱体明渠中恒定渐变流水面曲线型式的分析219

9.10.1 顺坡渠道(i>0)219

9.10.2 平坡渠道(i=0)221

9.10.4 小结222

9.10.3 逆坡渠道(i>0)222

9.11 棱柱体渠道中水面曲线的计算223

9.11.1 分段求和法223

9.11.2 数值积分法225

9.12 电算法求解水面曲线226

9.12.1 电算法所使用的基本公式226

9.12.2 程序中各变量符号所代表的意义229

9.12.3 上机前的准备工作230

9.12.4 对程序的一些说明232

9.13.2 完全水跃的基本方程236

9.13.1 水跃现象236

9.13 水跃236

9.13.3 共轭水深的求法238

9.13.4 水跃能量损失与水跃长度239

10.孔口、管嘴、闸孔出流及堰流241

10.1 孔口出流241

10.1.1 小孔口自由出流241

10.1.2 大孔口自由出流243

10.1.3 孔口淹没出流244

10.2 管嘴出流246

10.2.1 圆柱形外管嘴自由出流246

10.2.2 圆柱形外管嘴淹没出流247

10.2.3 其他类型管嘴的出流248

10.3 闸孔出流249

10.3.1 无底坎闸孔出流流动现象的分析249

10.3.2 无底坎闸孔自由出流的基本公式251

10.3.3 无底坎闸孔淹没出流的基本公式251

10.4 堰流254

10.4.1 宽顶堰溢流254

10.4.2 薄壁堰溢流259

10.4.3 实用堰溢流简介262

10.5 水工构筑物下游的水流衔接与消能262

10.5.1 收缩断面水深的计算263

10.5.2 消力池的水力计算265

11.管、渠非恒定流269

11.1 一维非恒定流动的基本方程269

11.1.1 连续方程269

11.1.2 运动方程270

11.2 孔口管嘴或短管的非恒定流271

11.2.1 有恒定水源横断面不变的畜水池的非恒定出流271

11.2.2 上下游水面均变化时的出流272

11.3 水锤现象与水锤波的传播276

11.3.1 水锤现象276

11.3.3 水锤波的传播过程277

11.3.2 水锤波的波速277

11.3.4 直接水锤和间接水锤279

11.4 水锤基本方程280

11.4.1 水锤运动方程280

11.4.2 水锤连续方程280

11.4.3 水锤波动方程282

11.5 水锤压强的计算282

11.5.1 水锤波动方程的求解282

11.5.2 水锤联锁方程284

11.5.3 边界条件285

11.5.4 水锤压强的解析计算法286

11.6 明渠非恒定流的基本方程289

11.6.1 明渠非恒定流的特性289

11.6.2 明渠非恒定流动的连续方程289

11.6.3 明渠非恒定流动的运动方程290

12.紊动射流和紊动扩散293

12.1 紊动射流的物性293

12.1.1 射流边界的直线扩散294

12.1.2 各断面轴向流速分布的相似性294

12.1.3 动量通量的守恒性295

12.2.2 断面流量296

12.2.1 轴心流速296

12.2 圆形断面淹没射流296

12.2.3 断面平均流速297

12.2.4 质量平均流速297

12.2.5 极点的位置297

12.3 平面淹没射流299

12.4 温差或浓差射流299

12.5 分子扩散定律--费克(Fick)定律301

12.6 紊动扩散方程303

12.7 简单边界条件下扩散方程的求解304

12.7.1 一维瞬时平面源305

12.7.2 静止流体中三维瞬时点源306

12.7.4 均匀紊流中的二维连续源308

12.7.3 均匀紊流中的一维瞬时平面源308

12.8 一维剪切紊流中的离散310

13.渗流313

13.1 渗流模型313

13.2 渗流基本定律--达西安律314

13.2.1 达西定律314

13.2.2 达西定律的运用范围315

13.2.3 渗流系数及其确定方法315

13.3.1 地下明渠中的恒定均匀渗流316

13.3 地下明渠中的恒定均匀渗流和非均匀渐变渗流316

13.3.2 恒定非均匀渐变渗流基本公式--裘布依公式317

13.4 棱柱体地下明渠中恒定渐变渗流浸润曲线型式的分析和计算317

13.4.1 渐变渗流的基本微分方程318

13.4.2 渐变渗流侵润曲线型式的分析和计算318

13.5 集水廊道和单井的渗流322

13.5.1 集水廊道322

13.5.2 潜水井323

13.5.3 承压井325

13.5.4 渗井327

13.5.5 大口井327

13.6.1 渗流阻力的表达式328

13.6 涌流运动的微分方程328

13.6.2 渗流的运动方程329

13.6.3 渗流的连续性方程329

13.6.4 渗流的流速势和拉普拉斯方程330

13.6.5 恒定无压渐变渗流运动的微分方程330

13.7 井群332

13.8 河边井的渗流334

14. 可压缩流体的流动336

14.1 无粘性可压缩流体一维恒定流基本方程336

14.1.1 连续方程336

14.1.2 运动微分方程336

14.1.3 能量方程337

14.2 音速、马赫数339

14.2.1 音速339

14.2.2 音速与流速的关系341

14.2.3 马赫数343

14.3 气流速度与断面的关系344

14.3.1 亚音速流345

14.3.2 临界流345

14.3.3 超音速流345

14.4 气体经喷嘴的外射流动346

14.4.1 亚音速气流经收缩式喷嘴的外射流动346

14.4.2 气流经拉伐尔管的流动350

14.5 可压缩流体在等温管道中的流动351

14.6 可压缩流体在绝热管道中的流动354

15.两相流动358

15.1 固体颗粒的主要性质358

15.1.1 固体颗粒的密度、容重和比重358

15.1.2 固体颗粒的粒径358

15.2 固体颗粒的沉降速度359

15.2.1 圆球形颗粒在静止流体中的自由沉降末速359

15.2.2 非球形固体颗粒自由沉降末速361

15.2.3 浓度对沉降末速的影响362

15.2.4 运动流体中的固体颗粒沉降364

15.3.1 混合液主要的物理性质366

15.3 料渣的水力输送366

15.3.2 圆管两相流的水力计算367

15.3.3 明槽两相流的水力计算371

15.4 变态液体的有压流动373

15.4.1 圆管结构流的沿程水头损失373

15.4.2 圆管变态液体紊流的沿程水头损失376

15.4.3 圆管变态液体紊流的局部水头损失376

15.5 液、固两相流的悬移质运动378

15.5.1 固体颗粒的悬浮378

15.5.2 悬移质浓度沿水深的分布378

15.6.1 床面颗粒的临界推动力与起动流速381

15.6 液、固两相流动的推移质运动381

15.5.3 悬移质对水流速度分布的影响381

15.6.2 泥石流的计算384

15.7 液、气两相流动385

15.7.1 液、气两相流运动参数及其意义385

15.7.2 均流模型的基本方程式386

16.流体量测391

16.1 压强量测391

16.1.1 液柱式测压计391

16.2 流速量测395

16.2.1 毕托管测流速395

16.1.2 金属压力表395

16.2.2 旋浆式小流速仪396

16.2.3 超声波测速仪396

16.2.4 激光多善勒流速计397

16.3 流量的量测398

16.3.1 节流流量计398

16.3.2 量水堰测量流量400

16.3.3 量水槽测流量400

16.3.4 浮子流量计401

16.3.5 翼轮式流量计402

16.3.6 电磁式流量计403

16.3.7 体积法或重量法404