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| 編輯推薦： |
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本教材吸收选用国外先进流体力学教材中适合建环专业能源与动力专业以及道桥专业的部分知识，结合双碳背景下能源转型的迫切需求而编写的。教材知识结构中加入本专业新规范里的新材料、新公式、新参数，保持流体力学与专业新技术紧密结合的知识点。编者在这本教材中有机融入中华优秀传统文化，面向我国经济社会和科技发展对人才培养提出的新要求，全面准确阐述学科专业的基本理论、基础知识、基本方法和学术体系。根据工程实际需要，贯彻“少而精”的原则，并从工科本科生学习课程的实际出发，“填平补齐”，循序渐进，逐步提高。并适当加强理论基础。适当提高了理论起点，加强了系统性，避免了重复，而且物理概念清楚，学生易于接受。
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| 內容簡介： |
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《流体力学》是一本适用于中、少学时的通用教材。全书共分十章，包括基本概念、基本原理和工程应用。基本原理包括不可压缩流体的基本性质、数学模型、运动学和动力学基本原理及相似原理。本书尽可能将流体力学基础知识、流体静力学知识、流体动力学基础知识、一元气体动力学、明渠流应用知识及渗流应用知识分成知识点模块以章节的形式呈现。各章配有典型例题、思考题与习题，并给出了部分习题答案，直接附于题后。本书可作为高等学校建筑环境与能源应用工程专业、能源与动力工程专业、新能源科学与技术专业、道路桥梁与渡河工程专业、给水排水工程专业、环境工程专业以及大土木工程专业本科生的教材，还可作为考研用书、行业证书考试用书以及相关工程设计的参考书。
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| 關於作者： |
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郭仁东，男，1953年生，1986大连理工大学水工结构专业硕士研究生毕业，1991-1996国家公派意大利国访问学者，2002年任沈阳大学教授职称。主讲流体力学，水力学，流体输配管网，专业英语，水工艺设备基础，城市水工程仪表与控制，建筑消防，锅炉及锅炉房设计，给水排水，采暖通风等专业课程。沈阳大学硕士研究生导师。研究方向：1.非饱和土渗流数值计算；2.水管道能量损失计算及实验研究。兼职中国水文信息网网员，沈阳市政府采购评标专家。
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| 目錄：
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第1章 绪论 1
第一节 流体力学的任务和地位 1
一、流体力学研究的对象和任务 1
二、流体力学的地位 2
三、关于学好流体力学这门课的几点意见 2
第二节 流体力学模型与理论基础 3
一、流体质点的连续介质模型 3
二、不可压缩流体的力学模型 3
三、理想流体力学模型 4
四、静止（相对静止） 力学模型 4
五、流体力学理论基础 4
第三节 作用在流体上的力 4
一、用截面分离体法分析作用在流体上的力 5
二、质量力 5
三、表面力 6
第四节 流体的主要物理性质 7
一、惯性 7
二、重力特性 7
三、流体的压缩性和膨胀性 8
四、流体的黏滞性 12
思考题与习题 18
第2章 流体静力学 20
第一节 流体静压强 20
一、流体静压强的定义 20
二、流体静压强的特性 21
第二节 流体平衡微分方程式 22
一、平衡微分方程式 22
二、等压面概念 25
第三节 重力作用下流体平衡压强分布 25
一、重力作用下流体平衡压强分布规律 25
二、压强的表示方法 26
三、测压原理 27
四、静力奇象问题 28
五、压力传递及帕斯卡定律 29
第四节 静止流体对壁面的压力 29
一、平面壁上的总压力 29
二、曲面壁上的总压力 32
第五节 相对静止流体的压强分布规律 34
第六节 浮力及物体的沉浮 36
思考题与习题 37
第3章 流体运动学 40
第一节 描述流体运动的两种方法 40
一、系统和控制体 40
二、研究流体运动的拉格朗日法 41
三、欧拉法 43
四、欧拉变数和拉格朗日变数的互换 47
第二节 流体运动的基本概念 48
一、迹线、流线 49
二、流管、流束、过流断面、元流和总流 51
三、流量与净通量 52
四、断面平均流速 53
第三节 流体运动的分类 54
一、恒定流与非恒定流 54
二、均匀流和非均匀流 55
三、渐变（缓变） 流和急变流 55
第四节 连续性微分方程 56
一、连续性微分方程式的定义 56
二、任意形状控制体下连续性微分方程 57
三、恒定总流连续性方程式 58
第五节 流体微团运动分析 59
一、线变形率（线变率） 60
二、角变形率（角变率） 61
三、转角速度（角转速） 62
四、流体微团的组合表达 62
第六节 无涡流和有涡流 63
一、无涡流 64
二、有涡流 64
思考题与习题 66
第4章 流体动力学 69
第一节 欧拉运动微分方程 69
第二节 理想流体恒定元流能量方程 71
第三节 理想流体恒定元流能量方程的应用 72
一、理想流体恒定元流能量方程的物理意义 72
二、理想流体恒定元流能量方程的几何意义 73
三、毕托管 73
第四节 实际流体运动微分方程 75
第五节 实际流体元流与总流能量方程 78
一、实际流体恒定元流的能量方程 78
二、恒定总流过水断面上的压强分布 78
三、恒定总流的能量方程 79
四、有流量分流或汇流的能量方程 82
五、有能量输入或输出的能量方程 83
六、恒定气流能量方程式 83
第六节 恒定总流动量方程和动量矩方程 85
一、恒定总流的动量方程 85
二、恒定总流动量方程和总流动量矩方程的应用 87
思考题与习题 90
第5章 相似性原理和量纲分析 92
第一节 量纲概念与量纲和谐定理 92
一、量纲的概念 92
二、无量纲量 93
三、量纲和谐定理 94
第二节 相似概念及基本内容 94
一、几何相似 94
二、时间相似 95
三、运动相似 95
四、动力相似 96
第三节 量纲分析和相似准则推导方法 97
一、应用π 定理进行量纲和相似准则分析推导 97
二、用动力相似的定义推导相似准则 101
第四节 模型律的应用举例 105
一、弗劳德模型律的应用 105
二、雷诺模型律的应用 106
三、欧拉模型律的应用 107
思考题与习题 108
第6章 流动阻力和能量损失 109
第一节 流动阻力和能量损失分类 109
一、沿程阻力和沿程水头损失 109
二、局部阻力及局部水头损失 110
第二节 雷诺实验及流态判别 110
一、雷诺实验 110
二、层流、紊流的判别标准 112
第三节 均匀流动方程式 113
一、沿程水头损失 113
二、均匀流基本方程式 114
第四节 圆管中的层流运动 115
一、圆管层流的速度分布及平均流速 115
二、动能修正系数与动量修正系数 116
三、沿程阻力系数 116
第五节 流体的紊流运动 117
一、紊流运动要素的脉动及时均化 117
二、紊流切应力与普朗特混合长度理论 118
第六节 紊流沿程阻力损失计算 120
一、圆管层流底层与紊流核心 120
二、流速分布 121
三、尼古拉兹实验曲线 122
四、工业管道的实验曲线 124
五、沿程阻力系数的经验公式 125
第七节 局部阻力损失计算 127
一、局部水头损失发生的原因 127
二、圆管中水流突然扩大的局部水头损失 127
三、管道流入水池局部损失系数 128
四、断面突然收缩水头损失计算 128
五、管路进口水头损失计算 129
六、渐扩渐缩弯折管及管路配件局部水头损失计算 129
七、非圆管的当量直径计算 131
思考题与习题 132
第7章 孔口、管嘴和管路流动 135
第一节 孔口、管嘴出流 135
一、小孔口自由出流 135
二、孔口淹没出流 136
三、孔口的收缩系数及流量系数 137
四、大孔口的流量系数 138
五、圆柱形外管嘴出流 138
六、圆柱形外管嘴的真空作用 139
七、孔口（或管嘴） 的变水头出流 140
第二节 短管的水力计算 140
一、简单管路短管的计算方法 141
二、虹吸管的计算 141
三、水泵吸水管的计算 143
第三节 长管串联管和并联管水力计算 144
一、长管水力计算 144
二、串联管路 147
三、并联管路 147
第四节 管网计算基础 149
一、枝状管网 149
二、环状管网 150
三、哈代-克罗斯（Hardy-Cross） 迭代法 151
第五节 有压管路中的水击 152
一、水击现象 153
二、水击压强的计算 154
三、水击波的传播速度 155
四、防止水击危害的措施 156
思考题与习题 156
第8章 一元气体动力学 159
第一节 声速和马赫数 159
一、声速 159
二、马赫数 161
第二节 一元气流的流动特征 163
一、可压缩气体总流的连续性方程 163
二、可压缩气体运动微分方程 163
三、可压缩气体能量方程 164
第三节 等熵和绝热气流方程式 165
一、一元气流的滞止参数 165
二、一元气体等熵流动与马赫数 167
第四节 收缩喷管与拉瓦尔喷管 169
一、收缩喷管 169
二、拉瓦尔喷管 172
思考题与习题 173
第9章 明渠流与堰流 175
第一节 明渠流的特点 175
第二节 明渠均匀流的计算公式 176
一、谢才公式 176
二、曼宁公式（曼宁系数） 177
三、巴甫洛夫斯基公式 178
第三节 明渠水力最优断面和允许流速 179
一、水力最优断面 179
二、边坡系数已定前提下的梯形断面水力最优条件 179
三、渠道的允许流速 180
第四节 明渠均匀流水力计算的基本问题 181
一、梯形断面渠道水力计算的基本问题 181
二、无压圆管均匀流的水力计算 183
第五节 明渠恒定非均匀渐变流的基本微分方程 185
第六节 断面单位能量与临界水深 187
一、断面单位能量 187
二、临界水深 187
三、缓流急流临界流及其判别准则 188
第七节 水跃 189
一、水跃的基本方程 189
二、共轭水深与水跃长度计算 190
第八节 棱柱形渠道恒定非均匀渐变流水面曲线 191
一、渐变流水面曲线变化分析 191
二、渠道底坡变化时水面曲线的连接 193
三、棱柱形渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线的计算 193
第九节 堰流的定义、分类和基本公式 197
一、堰流的定义 197
二、堰流的分类 197
三、堰流的基本公式 198
第十节 薄壁堰 198
一、完全堰 198
二、淹没堰 199
三、侧收缩堰 200
四、三角堰 201
五、梯形薄壁堰 201
第十一节 实用断面堰 202
一、实用断面堰及其分类 202
二、实用断面堰的计算 202
第十二节 宽顶堰 203
一、自由式无侧收缩宽顶堰 203
二、淹没标准和无侧收缩淹没式宽顶堰 205
三、侧收缩宽顶堰 205
第十三节 桥孔过流水力计算 207
一、小桥孔径的水力计算公式 207
二、小桥孔径水力计算原则 207
第十四节 闸下出流 209
一、自由式闸下出流 209
二、淹没式闸下出流 210
思考题与习题 210
第10章 渗流 213
第一节 渗流运动 213
一、渗流理论的应用 213
二、地下水的状态 213
第二节 渗流基本定律 214
一、渗流模型 214
二、达西渗流定律 214
三、渗透系数 215
第三节 地下水的均匀流和非均匀流 215
一、恒定均匀流和非均匀渐变流流速沿断面均匀分布 215
二、渐变渗流的基本微分方程和浸润曲线 216
第四节 井和集水廊道 218
一、集水廊道 218
二、潜水井（无压井） 219
三、自流井 220
四、大口井与基坑排水 221
五、井群 222
六、渗水井与河边井 224
思考题与习题 226
参考文献 228
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| 內容試閱：
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本书是山东华宇工学院建筑环境与能源应用工程省级一流本科专业建设成果教材，由校内外专家共同评审、山东华宇工学院教材编写委员会批准立项的本科专业教材之一。该书是一本为适应能源动力、土木工程、道路桥梁工程、市政工程和环境工程等专业不同学时需要而编写的专业基础课教材。
流体力学是一门专业基础课或技术基础课，高等数学、大学物理、工程力学是它的前修课程，它又是许多工程专业课的前修课程，它也可直接用于解决工程实际问题。因此它是一门非常重要的通用理工科课程。本书在吸收世界先进科学技术的同时也有机融入了我国流体力学在现代工程技术发展中的重大成果，包含了爱国主义内容和大国工匠典型工程案例。希望更多的理工科大学生和工程技术人员了解喜爱这本有趣的教材，从而更加喜欢流体力学课程。
本书的编写体系，与以前大多数流体力学教材体系有所不同。编写过程中，本书采用从一般到特殊的推理方法，即从自然界普遍适用的三维方程出发，再加以特定条件进行简化，直到常用的一维流动。对于流体静力学部分数学模型的建立则从三维流体平衡微分方程出发，推导各种静止或相对静止条件下的流体静力平衡方程式。
编者认为第一章绪论中流体的物理力学性质，特别是流体的密度及黏滞性对初学者比较难以掌握，又因为它们都是各专业必学内容，所以在本书中有针对性地增加了有关流体密度计算的新方法，讲解也更为详尽。并且把后续章节才学到的基本知识前置到绪论的一些例题中，以便激发初学者的好奇心与学习兴趣。
值得探讨的是计算机在流体力学中应用的问题，多年来有些教材插入了计算机程序，但是计算机的程序语言更新速度很快，这使所编教材的时效性受到了很大限制，因此本书不考虑编入计算机程序。
在此需要说明的是，为了减少读者学习阅读的困扰，使教材更加通俗易懂，本书只在特别提到某些物理量是矢量的情况下，该物理量用黑体表示，而后续内容不是专门提到该物理量是矢量时，该物理量用普通字体表示。习惯上，大多数流体力学教材中的矢量物理量也是采用普通字体表示，也算是约定从俗吧。
全书共分为十章，由山东华宇工学院郭仁东老师、山东华宇工学院温志梅老师、山东华宇工学院相培老师主编。山东华宇工学院刘春花老师、刘宝君老师、王雅静老师、李红老师、曲壮壮老师、高丽丽老师与沈阳城市建设学院的张云栗老师、武利老师参加了编写。郭仁东老师编写了第十章，温志梅老师编写了第五章、相培老师编写了第三章、刘春花老师编写了第六章、刘宝君老师编写了第四章、王雅静老师和李红老师编写了第二章、曲壮壮老师编写了第七章、高丽丽老师编写了第一章、张云栗老师编写了第八章、武利老师编写了第九章。全书由郭仁东老师统稿，课题组其他老师对全书的文字、公式、图表进行了校对修改。
本书承蒙沈阳建筑大学李亚峰教授主审，李亚峰老师提出了大量宝贵的修改意见，在此表示衷心的感谢。
本书的出版还要感谢化学工业出版社的大力支持，感谢山东华宇工学院、沈阳建筑大学、沈阳城市建设学院诸多老师的大力支持。
由于编者水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。
编者
2024年6月
于山东德州
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