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| 內容簡介： |
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流体力学研究流体的宏观运动规律和流体与物体之间的相互作用，本书着重讨论不可压缩流体的速度分布、压力分布、剪应力分布以及流体对物体的作用力等问题，阐明浮力、升力、阻力等产生的原因和一般计算方法。本书共11 章内容，按照由浅入深、由易到难的思路阐释了流体力学的基本概念、基本原理和基本方法。主要内容有：流体力学的基本概念和数学基础，流体静力学，流体运动学，流体动力学基本方程及其应用，相似理论，管道中的黏性流动，漩涡运动基本理论，势流理论，波浪理论，边界层理论。本书可作为机械、船舶、能源、化工、环境等专业的本科教学用书，也可作为相关行业工程技术人员的参考用书。
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| 關於作者： |
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韩兆林，北京理工大学车辆工程专业博士毕业，2005年到青岛科技大学任教，就职于机电学院船舶工程系，长期从事船舶与海洋工程专业的《船舶流体力学》和机械工程及相关专业的《流体力学》的教学。
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| 目錄：
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第0章 绪论 1
0.1 流体力学定义与分类 1
0.2 流体力学的发展 2
0.3 流体质点与连续介质假设 4
0.4 流体的基本物理量和力学性质 5
0.5 流体的黏性 7
0.5.1 牛顿内摩擦定律 7
0.5.2 黏性系数 7
0.5.3 速度梯度 8
0.5.4 流体的分类 9
0.5.5 流体的边界条件 10
0.6 作用在流体上的力 11
0.6.1 质量力 12
0.6.2 表面力 12
习题0 13
第1章 流体力学的数学基础 15
1.1 张量与场 15
1.2 张量指标和张量基本运算 16
1.2.1 张量指标 16
1.2.2 向量运算的常用公式 17
1.2.3 向量分量的坐标转换 18
1.2.4 二阶张量及其基本运算 18
1.3 标量场的梯度 19
1.3.1 方向导数 19
1.3.2 梯度 19
1.3.3 梯度的性质及应用 20
1.3.4 哈密尔顿算子的运算公式 20
1.4 向量场的散度 21
1.5 向量场的旋度 22
1.6 正交曲线坐标系 24
习题1 26
第2章 流体静力学 27
2.1 流体静止的特征 27
2.2 静止流体的平衡微分方程 27
2.3 静力学基本方程及其应用 28
2.3.1 静力学基本方程 29
2.3.2 压力的表示和压力的单位 29
2.3.3 静力学基本方程的应用 30
2.4 非惯性系中的静力学方程 30
2.4.1 等加速直线运动的非惯性系 31
2.4.2 等角速度旋转的非惯性系 31
2.5 静止流体对物体的作用力 32
2.5.1 静止流体对平壁面的作用力 32
2.5.2 静止流体对圆柱壁面的作用力 34
2.5.3 静止流体对任意曲面的作用力 37
2.6 浮力与稳定性 37
习题2 38
第3章 流体运动学 40
3.1 流动观察实验 40
3.1.1 雷诺实验 40
3.1.2 烟风洞实验 41
3.1.3 卡门涡街实验 42
3.2 描述流体运动的方法 42
3.2.1 拉格朗日法 42
3.2.2 欧拉法 43
3.2.3 拉格朗日法和欧拉法的相互转换 43
3.3 质点导数 44
3.4 迹线和流线 46
3.5 描述流体运动的基本概念 48
习题3 50
第4章 流体动力学基本方程及其应用 51
4.1 输运方程 51
4.1.1 系统和控制体 51
4.1.2 系统导数与输运方程 51
4.1.3 系统上的守恒定律 52
4.2 连续方程 53
4.2.1 积分形式的连续方程 53
4.2.2 微分形式的连续方程 54
4.3 积分形式的动量方程 55
4.4 动量矩方程 56
4.5 理想流体的欧拉运动微分方程 58
4.6 伯努利方程 60
4.6.1 定常流动的伯努利方程 60
4.6.2 无旋非定常流动的伯努利方程 62
4.6.3 动坐标系中的伯努利方程 62
4.6.4 伯努利方程的应用 63
4.7 积分形式方程的综合应用 67
4.8 微分形式的动量方程 69
4.8.1 应力形式的微分方程 70
4.8.2 本构方程 70
4.8.3 N-S方程 71
4.8.4 N-S方程的应用 72
习题4 75
第5章 相似理论 78
5.1 力学相似 78
5.2 动力相似准则 80
5.2.1 合力相似与牛顿数 80
5.2.2 黏性力相似与雷诺数 81
5.2.3 重力相似与弗劳德数 81
5.2.4 局部惯性力相似与斯特罗哈数 82
5.2.5 压力相似与欧拉数 83
5.2.6 弹性力相似与柯西数 83
5.3 相似准则数和相似条件 84
5.4 量纲分析法 85
5.4.1 量纲与量纲分析 85
5.4.2 量纲分析法基本定理 86
5.4.3 量纲分析法的应用 88
习题5 90
第6章 管道中的黏性流动 92
6.1 管道流动的基本概念 92
6.2 圆管层流 94
6.2.1 速度分布 94
6.2.2 圆管层流的特征 95
6.2.3 沿程损失系数 96
6.3 湍流基本理论 97
6.3.1 湍流及其运动特征 97
6.3.2 湍流雷诺方程 98
6.3.3 普朗特混合长度理论 100
6.4 圆管湍流及其速度分布 101
6.4.1 圆管湍流的基本概念 101
6.4.2 圆管湍流的速度分布 102
6.5 圆管流动的摩擦阻力系数 106
6.5.1 尼古拉兹实验曲线 106
6.5.2 莫迪图 108
6.5.3 非圆形截面管道沿程损失的计算 109
6.6 管路计算 110
6.6.1 局部损失系数 110
6.6.2 管路问题 113
6.6.3 管路类型 115
习题6 117
第7章 漩涡运动基本理论 119
7.1 流体微团的运动分析 119
7.1.1 亥姆霍兹速度分解定理 119
7.1.2 流体微团运动的几何分析 120
7.2 有旋运动 123
7.2.1 亥姆霍兹方程 124
7.2.2 漩涡扩散方程 125
7.2.3 黏性流动的基本特征 125
7.3 漩涡运动的基本概念与定理 125
7.4 涡线的诱导速度与点涡场 129
习题7 131
第8章 势流理论 133
8.1 速度势、流函数和复势 133
8.1.1 无旋场的速度势 133
8.1.2 二维流场的流函数 134
8.1.3 复平面、复势和复速度 136
8.2 势流问题 138
8.3 奇点叠加法 139
8.3.1 均匀流 139
8.3.2 平面点源 140
8.3.3 平面偶极 141
8.3.4 平面点涡 142
8.3.5 奇点叠加法的应用 143
8.4 圆柱绕流 144
8.4.1 圆柱无环量的绕流 144
8.4.2 圆柱有环量的绕流 147
8.5 平面势流的保角变化法 150
8.5.1 保角变换与流动关系 150
8.5.2 常用的几种保角变换 151
8.5.3 平板有攻角的绕流 152
8.6 奇点映像法 156
8.6.1 平壁面映像 156
8.6.2 圆柱壁面映像 157
8.7 空间势流问题 158
8.7.1 空间势流的基本解 158
8.7.2 空间均匀流与偶极的叠加 160
8.7.3 圆球的定常绕流 161
8.8 物体的非定常绕流162
8.8.1 相对运动和绝对运动 162
8.8.2 速度势和单位速度势 163
8.8.3 圆球的非定常绕流 164
8.9 附加惯性力与附加质量 166
习题8 168
第9章 波浪理论 170
9.1 平面波 170
9.2 波浪的基本方程和边界条件 171
9.3 平面驻波 173
9.3.1 有限水深平面驻波的解 173
9.3.2 平面驻波的运动特征 175
9.3.3 无限水深的平面驻波 176
9.4 平面进行波 177
9.4.1 波形和波速 177
9.4.2 质点的运动速度和轨迹 178
9.4.3 压力分布 180
9.5 波群与波能转移 181
9.6 船行波与兴波阻力 183
习题9 185
第10章 边界层理论 186
10.1 边界层概念 186
10.1.1 边界层思想 186
10.1.2 边界层厚度 187
10.1.3 边界层特征 189
10.2 边界层微分方程 189
10.2.1 普朗特边界层微分方程 189
10.2.2 边界层微分方程的近似推广 191
10.3 平板层流边界层的布拉休斯解 192
10.3.1 布拉休斯解 192
10.3.2 平板层流边界层的特征 195
10.3.3 布拉休斯解的特点 196
10.4 动量积分方程及应用 197
10.4.1 边界层动量积分方程 197
10.4.2 平板层流边界层 199
10.4.3 平板湍流边界层 201
10.4.4 平板混合边界层 204
10.5 边界层流动的分离205
10.5.1 边界层的分离 206
10.5.2 物体的绕流阻力 208
10.5.3 边界层分离的控制 208
10.6 圆柱和圆球的绕流阻力 210
习题10 212
参考文献 214
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| 內容試閱：
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现代高等工程教育的任务，就是要为国家培养造就出一大批既具有宽广、深厚、扎实的基础理论知识，又具有创新性和创造性的高级工程技术人才，以适应科学的发展与社会的进步对人才的需求。因此，大学生在校学习期间，拓宽基础知识面，打好坚实的理论基础是十分必要的。
“流体力学” 是一门基础性很强，应用范围也非常广泛的技术基础课程，也是联系数学、物理类基础课程以及相关专业课程的纽带。其研究领域随着生产的发展和科学的进步也在不断更新、深化和扩大，可以说已渗透到国民经济和社会生产的各个领域。
本书是作者在结合多年教学实践经验并参考了众多前辈已出版教材的基础上编写而成的。全书共11章内容，其中，第0章~第4章和第7章主要讲述流体力学的基本概念、基本理论和基本公式；第5章、第6章和第8章~第10章则结合具体的工程实例和数量可观的例题，重点阐述流体力学的工程应用。
本书的编写主要突出体现以下几个特点。
一是知识体系清晰，内容讲解由易到难、由简到繁，精心选择与知识点相匹配的例题和习题。从绪论的基本概念到静力学、运动学，再到动力学，以及后续各章的工程应用，构成了层层递进的知识体系。
二是注重基本概念和基本理论的阐释，公式推导简洁明了，突出强调了流体力学的核心定律和公式的应用，并在第4章特别指明流体力学所依据的三大基本守恒定律以及由此推导出的三个基本方程。
三是突出强调了流体力学的研究目的，即流体对物体的作用，流体力学的主要内容是研究流体的宏观运动规律，但最终目的是要获得流体对物体作用力的计算方法，这一概念在绪论中明确强调，后续各章节内容的安排也都体现了这一思想。
本书建议教学学时为64学时。各章建议学时：第0章绪论，4学时；第1章流体力学的数学基础，4学时；第2章流体静力学，4学时；第3章流体运动学，3学时；第4章流体动力学基本方程及其应用，9学时；第5章相似理论，4学时；第6章管道中的黏性流动，8学时；第7章漩涡运动基本理论，4学时；第8章势流理论，10学时；第9章波浪理论，4学时；第10章边界层理论，10学时。32学时课程建议讲授第0章、第2~6章，其他不同学时的课程可根据需要选择不同的章节。
为便于教学的实施和读者的学习，本书还配有电子教学课件PPT 和教学视频，读者购书后可发邮件至huangying0436@163.com 或致电010-64519275领取。
本书可作为机械、船舶、能源、化工、环境等专业本科教学用书，也可作为相关行业工程技术人员的参考用书。
由于编者知识体系有限，书中难免存在疏漏和不足，恳请广大读者批评指正。
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