内容介绍
流体力学(上册)——高等学校教材 作 者:吴望一 编著 出 版 社:北京大学出版社 出版时间:1982-8-1 版 次:1 页 数:314 字 数:263000 印刷时间:2011-11-1 开 本:大32开 纸 张:胶版纸 印 次:13 I S B N:9787301001981 包 装:平装 定价:28.00元
《流体力学(上)》由吴望一编著,叙述深入浅出,思路清晰细致:既阐明物理概念,又有严格的数学处理。《流体力学(上)》可作为高等学校 力学及相关专业的专业基础课教材。 上册主要内容:场论和张量初步,流体力学的基本概念,流体力学基本方程组,流体的涡旋运动,流体静力学,以及伯努利积分和动量定理。 每章末附有习题,书末附有习题答案。 《流体力学(上)》可供大学力学专业师生,航空、水利、造船、机械、化工、应用数学等专业师生,以及有关科技人员参考。
di一章 场论和张量初步 (A)场论 1.1 场的定义及分类 1.2 场的几何表示 1.3 梯度——标量场不均匀性的量度 1.4 矢量a通过S面的通量.矢量a的散度.奥高定理 1.5 无源场及其性质 1.6 矢量a沿回线的环量.矢量a的旋度.斯托克斯定理 1.7 无旋场及其性质 1.8 基本运算公式 1.9 哈密顿算子 1.10 张量表示法 1.11 梯度.散度.旋度.拉普拉斯算子在曲线坐标系中的表达式 1.12 曲线坐标系中单位矢量对坐标的偏导数及其应用 习题一 (B) 张量初步 1.13 张量的定义 1.14 张量的代数运算 1.15 张量识别定理 1.16 二阶张量 1.17 二阶反对称张量的性质 1.18 二阶对称张量的性质 1.19 张量的微分运算 1.20 各向同性张量 习题二 第二章 流体力学的基本概念 2.1 流体力学的研究对象、研究方法及其应用 2.2 连续介质假设 2.3 流体的性质及分类 2.4 描写流体运动的两种方法一一拉格朗日方法和欧拉方法 2.5 轨迹和流线 2.6 速度分解定理 2.7 变形速度张量 2.8 涡旋运动的基本概念 2.9 流体运动的分类 2.10 质量力和面力.应力张量 2.11 理想流体和静止流体的应力张量 2.12 物质积分的随体导数 习题 第三章 流体力学基本方程组 3.1 连续性方程 3.2 运动方程 3.3 能量方程 3.4 本构方程 3.5 状态方程.内能及熵的表达式 3.6 流体力学基本方程组 3.7 初始条件和边界条件 习题 第四章 流体的涡旋运动 4.1 引言 4.2 涡旋的运动学性质 4.3 亥姆霍兹方程 4.4 凯尔文(Kelvin)定理 4.5 涡旋不生不灭定理(拉格朗日(Langrange)定理) 4.6 涡线及涡管强度保持定理(亥姆霍兹定理) 4.7 流体不正压及外力无势时涡旋的产生 4.8 粘性流体中涡旋的扩散性 4.9 涡旋场和散度场所感应的速度场 4.10 直线涡丝.圆形涡丝.涡层 习题 第五章 流体静力学 5.1 基本方程组.自由面的形状.外力限制条件 5.2 液体静力学规律 5.3 阿基米德定律.平面壁上和曲面壁上的压力 5.4 气体的平衡.国际标准大气 5.5 气状星球的平衡 5.6 旋转液体的平衡 习题 第六章 伯努利积分和动量定理 6.1 伯努利积分和拉格朗日积分 6.2 伯努利积分和拉格朗日积分的应用 6.3 动量定理.动量矩定理及其应用 习题 习题答案
上册勘误表
流体力学(下) 作 者:吴望一 编著 出 版 社:北京大学出版社 出版时间:1983-3-1 版 次:1 页 数:493 字 数:402000 印刷时间:2013-2-1 开 本:大32开 纸 张:胶版纸 印 次:13 I S B N:9787301001998 包 装:平装 定价:32.00元
《流体力学(下高等学校教材)》(作者吴望一)叙述深入浅出,思路清晰细致;既阐明物理概念,又有严格的数学处理。本书可作为高等学校力 学及相关专业的专业基础课教材。 《流体力学(下高等学校教材)》主要内容:理想不可压缩流体无旋运动,思想不可压缩流体波浪运动,粘性不可压缩流体运动,以及气体动力 学基础。每章末附有习题,书末附有习题答案。 本书可供大学力学专业师生,航空、水利、造船、机械、化工、应用数学等专业师生,以及有关科技人员参考。
第七章 理想不可压缩流体无旋运动 (A) 方程组及其基本性质 7.1 引言.基本方程组 7.2 速度势函数及无旋运动的性质 7.3 有界区域的wei一性定理 7.4 势函数φ在无穷远处的渐近展式 7.5 无界区域的wei一性定理 (B)理想不可压缩流体平面定常无旋运动 7.6 平面运动及其流函数 7.7 复位势及复速度 7.8 理想不可压缩流体平面定常无旋运动问题的数学提法 7.9 基本流动 7.10 圆柱的无环量绕流问题 7.11 圆柱的有环量绕流问题 7.12 虚像法.映射定理和圆周定理 7.13 机翼的几何参数及空气动力特性曲线 7.14 保角映射方法.任意物体绕流问题.复位势的一般表达式环量的确定 7.15 举力和力矩公式.茹柯夫斯基定理 7.16 椭圆和平板的绕流问题 7.17 茹柯夫斯基剖面
掌握流体世界的奥秘:从基础理论到前沿应用 流体力学,作为一门研究流体(液体和气体)运动规律及其与周围环境相互作用的学科,在现代科学技术和工程实践中扮演着至关重要的角色。从宏观的航空航天、气象预报、海洋开发,到微观的生物医学、能源转化、微流控芯片,流体力学无处不在,深刻影响着我们的生活和科技的进步。本书旨在为读者构建一个扎实的流体力学知识体系,带领读者深入理解流体运动的本质,并掌握分析和解决实际问题的能力。 一、 基础理论的坚实基石:构建清晰的认识框架 本书将从流体力学的基本概念出发,层层递进,为读者打下坚实的理论基础。 流体的基本概念与性质: 我们将首先探讨流体的定义,区分连续介质与微观粒子模型。随后,将深入讲解流体的关键物理性质,如密度、比重、粘度、表面张力、可压缩性等。理解这些性质对于准确描述流体的行为至关重要。例如,粘度决定了流体内部的摩擦阻力,影响着流动形态;表面张力则在液体表面现象中扮演关键角色,如毛细现象。 流体的静力学: 在宏观的流体运动之前,理解流体在静止状态下的受力情况是必不可少的。本章将详细介绍压力、压强及其分布规律,包括静压强随深度的变化、帕斯卡原理以及浮力原理。我们将通过实际案例,如水坝的设计、船体的漂浮、潜水艇的下潜等,来展示静力学原理的应用。 流体动力学基础: 这是本书的核心内容之一。我们将引入流体运动的基本概念,如流线、迹线、涡线,以及描述流体运动的矢量场。重要的流体动力学方程,如连续性方程(质量守恒)和动量方程(牛顿第二定律在流体中的体现),将进行详细推导和讲解。这些方程是分析和预测流体运动的基础。 伯努利方程及其应用: 伯努利方程是流体动力学中一个非常重要的导出方程,它建立了恒定总压、动压和位压之间的关系。我们将深入理解伯努利方程的物理意义,并探讨其在各种工程问题中的应用,例如飞机机翼的升力产生机制、文丘里管流量测量、喷雾器的工作原理等。 不可压缩粘性流的流动: 现实中的流体大多具有粘性,粘性的存在使得流体内部存在能量耗散和剪切应力。本节将重点讨论不可压缩粘性流体的流动,包括层流与紊乱流的区别与判据(如雷诺数),以及在管道中的流动阻力计算。我们将介绍普朗特边界层理论,它解释了粘性对近壁面流动的影响,并为理解飞机阻力、管道损失等提供了理论基础。 二、 深入探索与进阶理论:拓展视野,提升能力 在掌握了基础理论之后,本书将进一步深入探索流体力学的各个方面,为读者提供更广阔的视野和更强大的分析工具。 可压缩流动的基本原理: 许多流体在高速流动或压强变化较大的情况下会表现出显著的可压缩性。本章将介绍可压缩流动的基本概念,如声速、马赫数,以及等熵流动的分析方法。这将为理解超音速飞行、气体膨胀等现象提供理论支撑。 流体的相似理论与模型试验: 在进行大规模或难以直接测量的流体流动研究时,相似理论的应用显得尤为重要。我们将介绍几何相似、运动相似和动力相似的概念,以及无量纲参数(如雷诺数、马赫数、傅汝德数)在模型试验中的作用。通过模型试验,我们可以有效预测原型结构在实际运行中的流体动力学特性。 流动稳定性与转捩: 流体流动并非总是稳定不变,它会受到扰动的影响,并可能从层流转变为紊乱流。本节将探讨流动稳定性分析的基本方法,以及层流向紊乱流转捩的机理。理解流动稳定性对于预测和控制流体行为至关重要,例如在化工反应器、管道输送等场合。 流体机械原理: 流体机械是利用流体能量或改变流体能量的装置,是流体力学在工程领域的重要应用。我们将介绍流体机械的基本分类,如泵、风机、涡轮机等,并阐述它们的工作原理。通过对能量方程和动量方程的运用,我们将分析流体机械的性能参数,如效率、扬程、流量等。 流体与边界的相互作用: 流体在运动过程中不可避免地会与固体边界发生相互作用,产生摩擦阻力、形状阻力等。本章将深入探讨流体与边界的相互作用,特别是边界层内的流动特性,以及如何通过改变边界形状来减小阻力或增强升力。 三、 前沿应用与工程实践:连接理论与现实 流体力学不仅仅是一门理论学科,更是解决众多工程难题和推动科技创新的关键。本书将通过介绍流体力学在各个领域的应用,展示其强大的生命力和实用价值。 航空航天工程中的流体力学: 飞机、火箭、卫星等航天器的设计和运行都离不开流体力学的支持。我们将探讨翼型设计、升力与阻力的产生、推进系统的工作原理,以及高超声速流动的挑战。 水利与海洋工程中的流体力学: 无论是江河湖海的治理、水坝的设计、船舶的航行,还是海洋资源的开发,都涉及复杂的流体力学问题。我们将分析水流的动力学特性、波浪的传播、海流的影响,以及如何利用流体力学原理进行防洪、灌溉、通航等。 生物医学中的流体力学: 人体的血液循环、呼吸过程、器官功能等都与流体力学密切相关。我们将介绍血流动力学、肺部气体交换、微流控技术在药物输送和疾病诊断中的应用。 环境工程与气象学中的流体力学: 大气环流、天气预报、污染物扩散、风能利用等都是流体力学的研究范畴。我们将探讨大气动力学、海洋环流模型、空气动力学在环境保护中的作用。 化工与能源工程中的流体力学: 化工反应器的设计、管道输送、燃烧过程、新能源技术的开发,都离不开对流体行为的精确理解。我们将介绍多相流、传热传质、燃烧流体力学等相关内容。 四、 学习方法与建议 本书在编写过程中,力求逻辑清晰,条理分明,并通过大量的例题和习题帮助读者巩固和理解所学知识。为了更好地掌握流体力学这门学科,我们建议读者: 重视基础概念: 流体力学是一门逻辑性很强的学科,基础概念的清晰理解是后续学习的关键。 勤于思考与推导: 尝试自己动手推导重要的方程,理解其物理意义,而非仅仅记忆。 联系实际应用: 在学习理论的同时,积极思考这些理论在实际工程问题中的应用,有助于加深理解。 多做习题: 通过练习题的解答,检验自己对知识的掌握程度,发现薄弱环节。 查阅相关文献: 对于感兴趣的领域,可以进一步查阅相关的学术论文和专著,拓展视野。 通过本书的学习,我们期望读者能够建立起扎实的流体力学理论基础,掌握分析和解决流体相关问题的基本方法,并对流体力学在现代科技和工程中的重要作用有深刻的认识。这不仅是对一门学科的学习,更是对我们理解和改造自然世界能力的提升。