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流體力學(簡體書)
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目次

書摘/試閱

《普通高等教育“十二五”規劃教材:流體力學》是根據高等院校土建類各相關專業50學時流體力學課程教學基本要求而編寫的。全書共分十章,系統地闡述了流體靜力學和流體動力學基礎理論,流動阻力及能量損失,孔口、管嘴出流和有壓管路,明渠均勻流和明渠非均勻流,堰流及閘孔出流,滲流,流體力學中非線性方程的求根問題等內容。每章之前有導讀,正文之後有思考題、計算題。
《普通高等教育“十二五”規劃教材:流體力學》可作為高等院校土建類各相關專業的教材,也可作為水文地質與T程地質、水文與水資源等專業的參考教材和全國註冊土木工程師考試的參考書,也可供有關專業的工程技術人員參考。.
《普通高等教育"十二五"規劃教材:流體力學》是根據高等院校土建類各相關專業50學時流體力學課程教學基本要求而編寫的。《普通高等教育"十二五"規劃教材:流體力學》可作為高等院校土建類各相關專業的教材,也可作為水文地質與工程地質、水文與水資源等專業的參考教材和全國注冊土木工程師考試的參考書,也可供有關專業的工程技術人員參考。
前言
第一章 緒論
第一節 概述
第二節 流體的連續介質模型
第三節 流體的主要物理性質
第四節 作用在流體上的力
思考題
計算題

第二章 流體靜力學
第一節 流體靜壓強及其特性
第二節 重力作用下流體靜壓強的分佈規律
第三節 測量壓強的儀器
第四節 作用在平面上的靜水總壓力
第五節 作用在曲面上的靜水總壓力
思考題
計算題

第三章 流體動力學
第一節 描述流體運動的兩種方法
第二節 歐拉法的幾個基本概念
第三節 恒定一元流連續性方程
第四節 理想流體及實際流體恒定元流能量方程
第五節 實際流體恒定總流能量方程
第六節 總水頭線和測壓管水頭線的繪製
第七節 恒定氣流能量方程
第八節 恒定總流動量方程
思考題
計算題

第四章 流動阻力及能量損失
第一節 能量損失的物理概念及其分類
第二節 流體運動的兩種形態~
第三節 均勻流沿程損失與切應力的關係
第四節 圓管中的層流運動
第五節 紊流運動
第六節 圓管中的紊流
第七節 圓管中沿程阻力係數的變化規律及影響因素
第八節 非圓管的沿程損失
第九節 局部損失
思考題
計算題

第五章 孔口、管嘴出流和有壓管路
第一節 液體經薄壁7L口的恒定出流
第二節 液體經管嘴的恒定出流
第三節 短管計算
第四節 長管計算
第五節 管網計算基礎
思考題
計算題

第六章 明渠均勻流
第一節 概述
第二節 明渠均勻流的計算公式
第三節 明渠水力最優斷面和允許流速
第四節 明渠均勻流水力計算的基本問題
第五節 無壓圓管均勻流的水力計算
第六節 複式斷面渠道的水力計算
思考題
計算題

第七章 明渠非均勻流
第一節 概述
第二節 斷面單位能量和臨界水深_
第三節 緩流、急流、臨界流及其判別準則
第四節 水躍
第五節 明渠恒定非均勻漸變流的基本微分方程
第六節 棱柱形渠道恒定非均勻漸變流水面曲線的分析
第七節 明渠水面曲線的計算
思考題
計算題

第八章 堰流及閘孔出流
第九章 滲流
第十章 流體力學中非線性方程的求根問題
部分計算題答案
附錄
參考文獻.


現在再來看看流體質點沿圓柱面流動的情況:
在理想流體情況下,流體質點由A點流到C點,由于圓柱面的彎曲,流體被擠壓,流速沿程增加,壓強沿程減小(即部分壓能轉化為動能)。從C點到B點,由于圓柱面的彎曲,使流體轉為擴散,流速逐漸減小,壓強逐漸增大(即部分動能轉化為壓能)。因為理想流體是沒有黏滯性的,流體質點沿圓柱面流動過程中只有動能與壓能的相互轉化,沒有能量損失。從A點到C點所獲得的動能則足以提高從C點到B點的壓能。因此,當流體質點前進到B點時,其流速與壓強仍保持A點時的數值。
對于實際的圓柱繞流流體,情況則完全不同。從A點到C點為增速降壓區,從C點到B點為降速增壓區,但實際流體是有黏滯性的,流體沿圓柱面流動時會損失一部分能量,所以從C點到B點時不可能同理想流體一樣有足夠的動能去恢復全部應有的壓能,可能到一定位置,例如D點,流體質點的動能已全部轉化為壓能,流速降低到零。以后繼續流來的質點就要改變流向,減緩擴散程度,使部分壓能轉化為動能,沿另一流線流去,這樣就使主流脫離了圓柱面,圓柱面后面的流體隨即填補主流所空出的區域,形成漩渦。這些漩渦隨流帶走,由于流體的黏滯作用,漩渦經過一段距離后,逐漸消失。在漩渦區中,渦體(共同旋轉的質點群)的形成、運轉和分裂,以及流速分布改組過程中流體質點相對運動的加強,都使內摩擦增加,產生較大的能量損失,這種由于固體邊界急劇改變而產生的阻力稱為局部阻力,它引起的局部范圍之內的能量損失稱為局部損失,常用hm表示。
對于氣體,局部損失用局部壓強損失Pm表示,pm與局部損失hm的關系為Pm=γhm。
在實際工程中產生漩渦區的情況是經常遇到的,當流體沿縱向邊界流動時,只要局部區域邊界的形狀或大小改變(如管道或河渠中的斷面突然擴大或縮小,或流向有急劇變化),或有局部障礙(如管道中的閥門等),流體內部結構就要急劇調整,流速分布進行改組,流線發生彎曲,并產生漩渦,在這些局部區域都有局部損失,如圖4—1—3所示。在有些局部區域邊界形狀及大小改變的情況下,流體內部結構在調整過程中,并不伴生漩渦,但是也會產生局部損失(如流線型的管道進口、管道或河渠中斷面逐漸擴大或縮小等),這是因為流線發生彎曲,流速分布進行改組的過程中,都會加劇流體質點之間的相對運動的緣故。

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