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流體力學(上冊)——高等學校教材 作 者:吳望一 編著 齣 版 社:北京大學齣版社 齣版時間:1982-8-1 版 次:1 頁 數:314 字 數:263000 印刷時間:2011-11-1 開 本:大32開 紙 張:膠版紙 印 次:13 I S B N:9787301001981 包 裝:平裝 定價:28.00元
《流體力學(上)》由吳望一編著,敘述深入淺齣,思路清晰細緻:既闡明物理概念,又有嚴格的數學處理。《流體力學(上)》可作為高等學校 力學及相關專業的專業基礎課教材。 上冊主要內容:場論和張量初步,流體力學的基本概念,流體力學基本方程組,流體的渦鏇運動,流體靜力學,以及伯努利積分和動量定理。 每章末附有習題,書末附有習題答案。 《流體力學(上)》可供大學力學專業師生,航空、水利、造船、機械、化工、應用數學等專業師生,以及有關科技人員參考。
di一章 場論和張量初步 (A)場論 1.1 場的定義及分類 1.2 場的幾何錶示 1.3 梯度——標量場不均勻性的量度 1.4 矢量a通過S麵的通量.矢量a的散度.奧高定理 1.5 無源場及其性質 1.6 矢量a沿迴綫的環量.矢量a的鏇度.斯托剋斯定理 1.7 無鏇場及其性質 1.8 基本運算公式 1.9 哈密頓算子 1.10 張量錶示法 1.11 梯度.散度.鏇度.拉普拉斯算子在麯綫坐標係中的錶達式 1.12 麯綫坐標係中單位矢量對坐標的偏導數及其應用 習題一 (B) 張量初步 1.13 張量的定義 1.14 張量的代數運算 1.15 張量識彆定理 1.16 二階張量 1.17 二階反對稱張量的性質 1.18 二階對稱張量的性質 1.19 張量的微分運算 1.20 各嚮同性張量 習題二 第二章 流體力學的基本概念 2.1 流體力學的研究對象、研究方法及其應用 2.2 連續介質假設 2.3 流體的性質及分類 2.4 描寫流體運動的兩種方法一一拉格朗日方法和歐拉方法 2.5 軌跡和流綫 2.6 速度分解定理 2.7 變形速度張量 2.8 渦鏇運動的基本概念 2.9 流體運動的分類 2.10 質量力和麵力.應力張量 2.11 理想流體和靜止流體的應力張量 2.12 物質積分的隨體導數 習題 第三章 流體力學基本方程組 3.1 連續性方程 3.2 運動方程 3.3 能量方程 3.4 本構方程 3.5 狀態方程.內能及熵的錶達式 3.6 流體力學基本方程組 3.7 初始條件和邊界條件 習題 第四章 流體的渦鏇運動 4.1 引言 4.2 渦鏇的運動學性質 4.3 亥姆霍茲方程 4.4 凱爾文(Kelvin)定理 4.5 渦鏇不生不滅定理(拉格朗日(Langrange)定理) 4.6 渦綫及渦管強度保持定理(亥姆霍茲定理) 4.7 流體不正壓及外力無勢時渦鏇的産生 4.8 粘性流體中渦鏇的擴散性 4.9 渦鏇場和散度場所感應的速度場 4.10 直綫渦絲.圓形渦絲.渦層 習題 第五章 流體靜力學 5.1 基本方程組.自由麵的形狀.外力限製條件 5.2 液體靜力學規律 5.3 阿基米德定律.平麵壁上和麯麵壁上的壓力 5.4 氣體的平衡.國際標準大氣 5.5 氣狀星球的平衡 5.6 鏇轉液體的平衡 習題 第六章 伯努利積分和動量定理 6.1 伯努利積分和拉格朗日積分 6.2 伯努利積分和拉格朗日積分的應用 6.3 動量定理.動量矩定理及其應用 習題 習題答案
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流體力學(下) 作 者:吳望一 編著 齣 版 社:北京大學齣版社 齣版時間:1983-3-1 版 次:1 頁 數:493 字 數:402000 印刷時間:2013-2-1 開 本:大32開 紙 張:膠版紙 印 次:13 I S B N:9787301001998 包 裝:平裝 定價:32.00元
《流體力學(下高等學校教材)》(作者吳望一)敘述深入淺齣,思路清晰細緻;既闡明物理概念,又有嚴格的數學處理。本書可作為高等學校力 學及相關專業的專業基礎課教材。 《流體力學(下高等學校教材)》主要內容:理想不可壓縮流體無鏇運動,思想不可壓縮流體波浪運動,粘性不可壓縮流體運動,以及氣體動力 學基礎。每章末附有習題,書末附有習題答案。 本書可供大學力學專業師生,航空、水利、造船、機械、化工、應用數學等專業師生,以及有關科技人員參考。
第七章 理想不可壓縮流體無鏇運動 (A) 方程組及其基本性質 7.1 引言.基本方程組 7.2 速度勢函數及無鏇運動的性質 7.3 有界區域的wei一性定理 7.4 勢函數φ在無窮遠處的漸近展式 7.5 無界區域的wei一性定理 (B)理想不可壓縮流體平麵定常無鏇運動 7.6 平麵運動及其流函數 7.7 復位勢及復速度 7.8 理想不可壓縮流體平麵定常無鏇運動問題的數學提法 7.9 基本流動 7.10 圓柱的無環量繞流問題 7.11 圓柱的有環量繞流問題 7.12 虛像法.映射定理和圓周定理 7.13 機翼的幾何參數及空氣動力特性麯綫 7.14 保角映射方法.任意物體繞流問題.復位勢的一般錶達式環量的確定 7.15 舉力和力矩公式.茹柯夫斯基定理 7.16 橢圓和平闆的繞流問題 7.17 茹柯夫斯基剖麵
掌握流體世界的奧秘:從基礎理論到前沿應用 流體力學,作為一門研究流體(液體和氣體)運動規律及其與周圍環境相互作用的學科,在現代科學技術和工程實踐中扮演著至關重要的角色。從宏觀的航空航天、氣象預報、海洋開發,到微觀的生物醫學、能源轉化、微流控芯片,流體力學無處不在,深刻影響著我們的生活和科技的進步。本書旨在為讀者構建一個紮實的流體力學知識體係,帶領讀者深入理解流體運動的本質,並掌握分析和解決實際問題的能力。 一、 基礎理論的堅實基石:構建清晰的認識框架 本書將從流體力學的基本概念齣發,層層遞進,為讀者打下堅實的理論基礎。 流體的基本概念與性質: 我們將首先探討流體的定義,區分連續介質與微觀粒子模型。隨後,將深入講解流體的關鍵物理性質,如密度、比重、粘度、錶麵張力、可壓縮性等。理解這些性質對於準確描述流體的行為至關重要。例如,粘度決定瞭流體內部的摩擦阻力,影響著流動形態;錶麵張力則在液體錶麵現象中扮演關鍵角色,如毛細現象。 流體的靜力學: 在宏觀的流體運動之前,理解流體在靜止狀態下的受力情況是必不可少的。本章將詳細介紹壓力、壓強及其分布規律,包括靜壓強隨深度的變化、帕斯卡原理以及浮力原理。我們將通過實際案例,如水壩的設計、船體的漂浮、潛水艇的下潛等,來展示靜力學原理的應用。 流體動力學基礎: 這是本書的核心內容之一。我們將引入流體運動的基本概念,如流綫、跡綫、渦綫,以及描述流體運動的矢量場。重要的流體動力學方程,如連續性方程(質量守恒)和動量方程(牛頓第二定律在流體中的體現),將進行詳細推導和講解。這些方程是分析和預測流體運動的基礎。 伯努利方程及其應用: 伯努利方程是流體動力學中一個非常重要的導齣方程,它建立瞭恒定總壓、動壓和位壓之間的關係。我們將深入理解伯努利方程的物理意義,並探討其在各種工程問題中的應用,例如飛機機翼的升力産生機製、文丘裏管流量測量、噴霧器的工作原理等。 不可壓縮粘性流的流動: 現實中的流體大多具有粘性,粘性的存在使得流體內部存在能量耗散和剪切應力。本節將重點討論不可壓縮粘性流體的流動,包括層流與紊亂流的區彆與判據(如雷諾數),以及在管道中的流動阻力計算。我們將介紹普朗特邊界層理論,它解釋瞭粘性對近壁麵流動的影響,並為理解飛機阻力、管道損失等提供瞭理論基礎。 二、 深入探索與進階理論:拓展視野,提升能力 在掌握瞭基礎理論之後,本書將進一步深入探索流體力學的各個方麵,為讀者提供更廣闊的視野和更強大的分析工具。 可壓縮流動的基本原理: 許多流體在高速流動或壓強變化較大的情況下會錶現齣顯著的可壓縮性。本章將介紹可壓縮流動的基本概念,如聲速、馬赫數,以及等熵流動的分析方法。這將為理解超音速飛行、氣體膨脹等現象提供理論支撐。 流體的相似理論與模型試驗: 在進行大規模或難以直接測量的流體流動研究時,相似理論的應用顯得尤為重要。我們將介紹幾何相似、運動相似和動力相似的概念,以及無量綱參數(如雷諾數、馬赫數、傅汝德數)在模型試驗中的作用。通過模型試驗,我們可以有效預測原型結構在實際運行中的流體動力學特性。 流動穩定性與轉捩: 流體流動並非總是穩定不變,它會受到擾動的影響,並可能從層流轉變為紊亂流。本節將探討流動穩定性分析的基本方法,以及層流嚮紊亂流轉捩的機理。理解流動穩定性對於預測和控製流體行為至關重要,例如在化工反應器、管道輸送等場閤。 流體機械原理: 流體機械是利用流體能量或改變流體能量的裝置,是流體力學在工程領域的重要應用。我們將介紹流體機械的基本分類,如泵、風機、渦輪機等,並闡述它們的工作原理。通過對能量方程和動量方程的運用,我們將分析流體機械的性能參數,如效率、揚程、流量等。 流體與邊界的相互作用: 流體在運動過程中不可避免地會與固體邊界發生相互作用,産生摩擦阻力、形狀阻力等。本章將深入探討流體與邊界的相互作用,特彆是邊界層內的流動特性,以及如何通過改變邊界形狀來減小阻力或增強升力。 三、 前沿應用與工程實踐:連接理論與現實 流體力學不僅僅是一門理論學科,更是解決眾多工程難題和推動科技創新的關鍵。本書將通過介紹流體力學在各個領域的應用,展示其強大的生命力和實用價值。 航空航天工程中的流體力學: 飛機、火箭、衛星等航天器的設計和運行都離不開流體力學的支持。我們將探討翼型設計、升力與阻力的産生、推進係統的工作原理,以及高超聲速流動的挑戰。 水利與海洋工程中的流體力學: 無論是江河湖海的治理、水壩的設計、船舶的航行,還是海洋資源的開發,都涉及復雜的流體力學問題。我們將分析水流的動力學特性、波浪的傳播、海流的影響,以及如何利用流體力學原理進行防洪、灌溉、通航等。 生物醫學中的流體力學: 人體的血液循環、呼吸過程、器官功能等都與流體力學密切相關。我們將介紹血流動力學、肺部氣體交換、微流控技術在藥物輸送和疾病診斷中的應用。 環境工程與氣象學中的流體力學: 大氣環流、天氣預報、汙染物擴散、風能利用等都是流體力學的研究範疇。我們將探討大氣動力學、海洋環流模型、空氣動力學在環境保護中的作用。 化工與能源工程中的流體力學: 化工反應器的設計、管道輸送、燃燒過程、新能源技術的開發,都離不開對流體行為的精確理解。我們將介紹多相流、傳熱傳質、燃燒流體力學等相關內容。 四、 學習方法與建議 本書在編寫過程中,力求邏輯清晰,條理分明,並通過大量的例題和習題幫助讀者鞏固和理解所學知識。為瞭更好地掌握流體力學這門學科,我們建議讀者: 重視基礎概念: 流體力學是一門邏輯性很強的學科,基礎概念的清晰理解是後續學習的關鍵。 勤於思考與推導: 嘗試自己動手推導重要的方程,理解其物理意義,而非僅僅記憶。 聯係實際應用: 在學習理論的同時,積極思考這些理論在實際工程問題中的應用,有助於加深理解。 多做習題: 通過練習題的解答,檢驗自己對知識的掌握程度,發現薄弱環節。 查閱相關文獻: 對於感興趣的領域,可以進一步查閱相關的學術論文和專著,拓展視野。 通過本書的學習,我們期望讀者能夠建立起紮實的流體力學理論基礎,掌握分析和解決流體相關問題的基本方法,並對流體力學在現代科技和工程中的重要作用有深刻的認識。這不僅是對一門學科的學習,更是對我們理解和改造自然世界能力的提升。