流體力學（第3版）

《流體力學（第3版）》是2015年清華大學出版社出版的書籍，作者是張兆順、崔桂香。

基本介紹

• 書名：流體力學（第3版）
• 作者：張兆順、崔桂香
• ISBN：9787302397854
• 定價：49
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2015.07.01

內容提要

本書是為工程力學專業本科專業基礎課程“流體力學”編寫的教材，也可作為大學工科相關專業和研究生學習流體力學的教材和參考書.內容包括流體力學的基本概念、原理、套用和一部分重要的近代流體力學知識.全書共分10章，第1～4章是流體力學的基本原理，包括流體的物理性質、流體運動學、流體動力學的基本原理、理想流體動力學；第5、6章是理想不可壓縮流體動力學的主要套用，包括理想不可壓縮流體的二維無旋和有旋流動、水波動力學；第7章著重介紹氣體動力學基礎；第8～10章是粘性流體動力學，包括粘性流體力學基礎、湍流和邊界層理論基礎.書中每章列舉豐富的例題和提供大量的習題，書後給出部分習題的答案.認真學完本書後，讀者將具備進一步學習流體力學專門知識或著手研究和解決工程及自然界流動問題的紮實基礎.

本書是2006年版《流體力學》（第2版）的修訂版，內容有更新和修改.

前言

本書自問世以來，被很多高等院校師生所採用，修訂後的第2版又印刷6次，發行1.4萬餘冊.

為了進一步提高可讀性，增加啟發性；滿足讀者和任課教師對流體力學概念與基本原理“加深理解，拓展思維，引領創新”的需要，本書進行了以下修改和補充：

（1）每章習題後增加了少量“思考題”，以引導學生思考和討論，加深理解，拓展思維；

（2）修改了部分書中附圖以改善視覺效果；

（3）第2章2.6節補充了“Fpple定理”，以便更好地理解繞流問題中旋渦生成的運動學機制；

（4）訂正了原書中書寫和印刷錯誤.

再次感謝廣大讀者在使用本教材過程中提出的寶貴意見和建議.

作者

2015年4月於清華園

目錄

第1章流體的物理性質1

1.1流體的連續介質模型1

1.2作用在流體上的體積力和表面力表面力3

1.3流體的粘性和壓縮性8

1.4流體的界面現象和性質10

習題14

思考題15

第2章流體運動學流體運動學16

2.1描述流體運動的兩種方法16

2.2流場的幾何描述20

2.3質點的加速度公式和質點導數26

2.4流體微團運動分析29

2.5流場的旋度39

2.6給定流場的散度和旋度求速度場42

習題51

思考題55

第3章流體動力學的基本原理56

3.1流體動力學的積分型方程56

3.2伯努利公式的套用65

3.3定常流控制體積控制體積分型守恆方程的套用68

3.4流體動力學的微分型控制方程控制方程80

3.5流體靜力學86

習題97

思考題107

第4章理想流體動力學108

4.1理想流體運動的基本方程和初邊值條件108

4.2理想流體在勢力場中運動的主要性質114

4.3蘭姆型方程和理想流體運動的幾個積分118

4.4理想不可壓縮無旋流動問題的數學提法及主要性質120

4.5不可壓縮無旋流動速度勢方程的基本解疊加法129

4.6物體在不可壓縮理想流體中運動時的附加慣性135

4.7理想不可壓縮流體中的渦動力學146

習題148

思考題151

第5章理想不可壓縮流體的二維無旋和有旋流動152

5.1不可壓縮平面流動和軸對稱流動的流函式流函式152

5.2不可壓縮軸對稱定常無旋流動156

5.3解不可壓縮平面無旋流動問題的複變函數方法161

5.4不可壓縮流體繞圓柱的定常無旋流動169

5.5解平面不可壓縮無旋繞流的保角映像法175

5.6翼型氣動力氣動力特性和庫塔儒可夫斯基條件庫塔儒可夫斯基條件184

5.7奇點鏡像法192

5.8理想不可壓縮流體的二維有旋流動196

習題202

思考題205

第6章水波動力學207

6.1水波動力學的基本方程和邊界條件207

6.2等深度水域中小振幅波的線性近似210

6.3線性水波的色散關係221

6.4緩變水深中線性水波的傳播225

6.5線性淺水長波229

習題231

思考題232

第7章氣體動力學基礎233

7.1氣體動力學基本方程233

7.2聲傳播方程和馬赫數235

7.3理想氣體等熵流動的主要性質240

7.4激波理論及套用245

7.5定常超聲速氣流繞凸角流動（普朗特邁耶流動普朗特邁耶流動）261

7.6完全氣體在變截面絕熱管內的準一維定常流動264

習題275

思考題278

第8章粘性流體力學基礎279

8.1粘性流體的本構方程279

8.2牛頓型流體的運動方程：納維斯托克斯方程納維斯托克斯方程287

8.3粘性流體運動的相似律相似律292

8.4不可壓縮粘性流體的解析解298

8.5小雷諾數粘性流體運動的近似解306

習題315

思考題316

第9章湍流317

9.1湍流的發生317

9.2流動的穩定性分析319

9.3湍流的統計理論325

9.4湍流封閉模式336

9.5圓管中的定常湍流340

9.6切變湍流的擬序結構擬序結構348

習題351

思考題352

第10章邊界層理論基礎353

10.1牛頓流體大雷諾數的定常繞流353

10.2不可壓縮流體層流邊界層的相似性解相似性解361

10.3卡門動量積分關係式375

10.4邊界層內的流動與分離378

10.5可壓縮流體定常層流邊界層的主要特性381

10.6繞平板定常湍流邊界層384

習題388

思考題389

附錄390

Ⅰ張量(包括向量)運算基礎390

Ⅱ高斯公式和斯托克斯公式394

Ⅲ正交曲線坐標系396

Ⅳ流體的變形速率張量和牛頓流體本構方程401

Ⅴ牛頓型流體運動的基本方程(納維斯托克斯方程)403

附表408

1.常見液體物性參數表408

2.常壓下空氣和水的ρ，μ，ν值409

3.標準大氣409

4.完全氣體等熵流動函式表410

5.完全氣體正激波前後參數表419

6.完全氣體的普朗特邁耶函式表424

部分習題參考答案427

參考書目436