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高等流體力學(研究生教學用書)

  • 作者：編者:鄭群//高傑//姜玉廷//姜斌|責編:劉博
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030684295
  • 出版日期：2021/04/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：313
人民幣：RMB 118 元      售價：元
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內容大鋼
    本書詳細講述了流體力學的基本理論，全書共九章，主要介紹了流體運動的基本概念、流體動力學積分形式和微分形式的基本方程、平面流動勢/流函數解法的基本理論、流體的旋渦運動、層流及湍流的基本理論、邊界層理論和計算流體力學基礎等。本書各章選擇的習題具有一定的代表性，有助於學習者對基本概念的理解。
    本書適合動力工程及工程熱物理、船舶與海洋工程、力學、航空航天、核能、機械工程、水力學等學科的碩士、博士研究生使用，同時可作為相關專業科研工作者和工程技術人員的參考用書。
作者介紹
編者:鄭群//高傑//姜玉廷//姜斌|責編:劉博
目錄
第1章  流體微團運動分析
  1.1  流體微團運動的幾何分析
    1.1.1  線變形、角變形和旋轉
    1.1.2  變形率張量和渦量張量
    1.1.3  亥姆霍茲速度分解定理及流動分類
  1.2  渦量場及其性質
    1.2.1  渦量及渦量場
    1.2.2  渦線、渦管、渦通量、環量
    1.2.3  渦管強度守恆定理
    1.2.4  封閉流體線的速度環量對於時間的變化率
  1.3  無旋流動與速度勢
    1.3.1  速度勢
    1.3.2  速度勢與環量的關係
    1.3.3  加速度有勢
  思考題及習題
第2章  流體動力學積分形式的基本方程
  2.1  質點導數
    2.1.1  拉格朗日場中的質點導數
    2.1.2  歐拉描述中的質點導數
    2.1.3  流動輸運方程
  2.2  積分形式的連續方程
  2.3  積分形式的動量方程
  2.4  積分形式的動量矩方程
  2.5  積分形式的能量方程
  2.6  基本方程的其他形式
    2.6.1  歐拉型基本方程的另一種形式
    2.6.2  非慣性系中的動量方程與動量矩方程
  2.7  歐拉型積分形式基本方程的應用
    2.7.1  不可壓縮流體對彎管管壁的作用力
    2.7.2  不可壓縮射流衝擊擋板
    2.7.3  葉柵中翼型升力的庫塔-茹科夫斯基定理
  思考題及習題
第3章  流體動力學微分形式的基本方程
  3.1  黏性流體的本構方程
    3.1.1  運動流體中的應力張量
    3.1.2  變形速率張量
    3.1.3  本構方程
  3.2  完全氣體狀態方程
  3.3  牛頓型流體的運動方程：納維-斯托克斯方程
    3.3.1  納維-斯托克斯方程
    3.3.2  不可壓縮牛頓型流體的連續方程和運動方程
    3.3.3  不可壓縮牛頓流體的能量方程
    3.3.4  定解條件
  3.4  N-S方程組的封閉性討論
  3.5  流體動力學基本方程和邊界條件的無量綱化
    3.5.1  流體力學基本方程的無量綱化
    3.5.2  邊界條件的無量綱化
  3.6  流體動力學基本方程的數學性質
  思考題及習題
第4章  平面流動勢、流函數解法的基本理論

  4.1  不可壓無旋流動的勢函數方程
    4.1.1  勢函數方程
    4.1.2  平面勢流的解
  4.2  散度旋度已知的可壓縮有旋流動方程
    4.2.1  基本方程
    4.2.2  基本方程的求解途徑
    4.2.3  點源
    4.2.4  泊松方程的特解
    4.2.5  線源
    4.2.6  面源
  4.3  無旋流動的基本方程
    4.3.1  蘭姆型方程
    4.3.2  理想正壓流體在有勢場中運動的兩個積分式
    4.3.3  柯西-拉格朗日積分
  4.4  平面流動的流函數及其性質
    4.4.1  流函數的定義
    4.4.2  不可壓平面流動的流函數及其性質
    4.4.3  不可壓理想流體平面無旋流動速度勢與流函數的關係
  4.5  不可壓理想流體平面無旋流動的流函數方程及其疊加法
    4.5.1  平面不可壓縮無旋流動的流函數方程及其定解條件
    4.5.2  平面不可壓縮無旋流動的復勢與復速度
    4.5.3  平面不可壓縮無旋流動的基本解及其復勢表達式
  4.6  不可壓縮流體繞圓柱的定常無旋流動
    4.6.1  無環量圓柱繞流
    4.6.2  有環量圓柱繞流
  4.7  布拉休斯公式
  4.8  茹科夫斯基翼型繞流
    4.8.1  物體繞流的保角變換方法的基本思想
    4.8.2  復勢與復速度
    4.8.3  庫塔-茹科夫斯基假定
    4.8.4  茹科夫斯基翼型上的升力
  思考題及習題
第5章  流體的旋渦運動
  5.1  無黏流和黏性流旋渦基本方程
    5.1.1  無黏流運動方程
    5.1.2  黏性流蘭姆型運動方程
    5.1.3  渦的拉#與彎曲
  5.2  開爾文定理及拉格朗日定理
    5.2.1  開爾文定理
    5.2.2  拉格朗日定理
    5.2.3  關於旋渦的形成與消失
  5.3  亥姆霍茲定理
    5.3.1  渦線的保持性定理
    5.3.2  渦管強度保持性定理
  5.4  旋渦的形成和伯耶克納斯定理
    5.4.1  伯耶克納斯定理——斜壓流場中旋渦的形成
    5.4.2  質量力無勢時旋渦的形成
    5.4.3  黏性流體中旋渦的擴散性
    5.4.4  渦旋場和散度場所感應的速度場
  5.5  葉輪機械中的旋渦流動

    5.5.1  軸流葉輪
    5.5.2  離心葉輪
  思考題及習題
第6章  黏性流體層流流動
  6.1  黏性流動的基本性質
    6.1.1  黏性流動的有旋性
    6.1.2  黏性流動中旋渦的擴散性
    6.1.3  黏性流動中能量的耗散性
  6.2  黏性流體運動的相似律
    6.2.1  相似定律
    6.2.2  相似準則
    6.2.3  相似理論的應用
  6.3  黏性不可壓流動解析解
    6.3.1  平行定常流動中的速度分佈
    6.3.2  同軸旋轉圓筒間的定常流動
    6.3.3  平行非定常流動
    6.3.4  緩慢流動的近似解
  6.4  剪切層近似
    6.4.1  剪切層概念
    6.4.2  二維流動中的薄剪切層近似
    6.4.3  軸對稱和三維流動中的薄剪切層近似
  思考題及習題
第7章  邊界層理論
  7.1  層流邊界層
    7.1.1  剪切層的相似概念
    7.1.2  法沃克納-斯坎（Falkner-Skan）變換
    7.1.3  層流邊界層的相似解
    7.1.4  布拉休斯解
    7.1.5  非相似層流邊界層的計算方法
    7.1.6  二維可壓縮定常層流邊界層
  7.2  二維平板邊界層微分方程
  7.3  溫度邊界層
  7.4  邊界層轉捩
    7.4.1  流動穩定性的一般理論
    7.4.2  二維平行剪切流的線性穩定性理論
    7.4.3  三維波動
    7.4.4  非線性穩定性理論
    7.4.5  二維混合層的失穩和轉捩過程
    7.4.6  二維邊界層的轉捩
    7.4.7  影響邊界層轉捩的其他因素
    7.4.8  邊界層轉捩的預估
  7.5  邊界層分離
    7.5.1  分離發生的必要條件
    7.5.2  分離發生的機理
    7.5.3  分離流動舉例
    7.5.4  與分離有關的計算問題
  思考題及習題
第8章  黏性流體湍流運動
  8.1  湍流的基本概念
    8.1.1  湍流的現象及特性

    8.1.2  湍流能量級聯傳遞過程
    8.1.3  湍流輸運
    8.1.4  湍流的特徵尺度
    8.1.5  湍流的統計平均方法
  8.2  湍流平均運動的基本方程
    8.2.1  連續方程
    8.2.2  動量方程
    8.2.3  能量方程
  8.3  湍流統計理論簡述
    8.3.1  湍流的Kolmogorov理論
    8.3.2  湍流的擬序結構
    8.3.3  湍流的間歇性
    8.3.4  湍流的譜分析
  8.4  湍流模型
    8.4.1  代數模型
    8.4.2  湍流動能運輸方程模型
  8.5  湍流邊界層
    8.5.1  湍流邊界層的物理特徵
    8.5.2  光滑表面上的平均速度分佈
    8.5.3  粗糙表面上的平均速度分佈
    8.5.4  平板湍流邊界層的簡單估算方法
    8.5.5  有壓力梯度的湍流邊界層解法
    8.5.6  耦合湍流邊界層方程
    8.5.7  零壓力梯度耦合二維湍流邊界層的近似估算
    8.5.8  有壓力梯度的耦合二維湍流邊界層解法
  8.6  湍流實驗測量
  思考題及習題
第9章  計算流體力學基礎
  9.1  概述
  9.2  網格生成技術
    9.2.1  網格分類
    9.2.2  數值模擬對網格的要求
    9.2.3  網格適用性分析
    9.2.4  網格生成方法
  9.3  控制方程離散與求解
    9.3.1  離散方法概述
    9.3.2  控制方程的通用形式
    9.3.3  通用控制方程離散
    9.3.4  基於同位網格的SIMPLE演算法
    9.3.5  離散方程的求解
    9.3.6  誤差來源及控制
  9.4  高級數值模擬方法簡介
    9.4.1  湍流的直接數值模擬
    9.4.2  大渦數值模擬方法
  思考題及習題
參考文獻

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