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粘性流体力学


作者:
朱克勤、许春晓
定价:
30.60 元
版面字数:
300.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
页数:
260
最新
印次时间:
暂无
ISBN:
978-7-04-026261-2
物料号:
26261-00
出版时间:
2009-06-01
读者对象:
高等教育
一级分类:
力学类
二级分类:
力学专业课程
三级分类:
其他专业课

本书从流体力学的基本方程出发,对粘性流体力学的基本理论进行了系统的讲述,对粘性流体运动的几类精确解问题进行了深入的分析和讨论,对流动稳定性和湍流的统计理论进行了系统的介绍。

本书的第1章和第2章首先对粘性流体的基本概念和方程进行了简明扼要的总结和归纳;第3章精心挑选粘性流体力学中有代表性的解析解的例子进行了详细讲解;第4章和第5章分别介绍了小雷诺数流动的蠕流问题和大雷诺数情况下的层流边界层,以帮助读者建立粘性流动的物理概念和认识粘性流动的基本规律;第6章对流动稳定性理论进行了介绍;第7章到第9章是对湍流基本方程、统计理论和切变湍流的介绍,为读者进一步认识和解决湍流问题提供必要的基础知识。

本书可作为力学、热能工程和工程热物理专业本科生教材,也可作为水利、气象、海洋、石油、化工、船舶、航空航天等非力学的工科专业研究生教学用书,并可供相关专业教师、科研人员和工程技术人员参考。

  • 目录
    • 第1章 引论
      • 第1节 流体的粘性
        • 1.1.1 粘性流体和理想流体
          • 1.1.2 粘度
            • 1.1.3 流体粘性的微观机理
            • 第2节 流体运动的描述
              • 1.2.1 迹线、脉线、流线和时间线
                • 1.2.2 Helmholtz微元速度分解定理
                  • 1.2.3 应变率张量
                    • 1.2.4 涡量
                    • 第3节 作用在流体上的力
                      • 1.3.1 质量力
                        • 1.3.2 表面力
                          • 1.3.3 应力张量
                            • 1.3.4 表面张力
                            • 第4节 牛顿流体的本构关系
                              • 第5节 相关的场论及张量分析知识
                                • 1.5.1 自由标、哑标和求和公约
                                  • 1.5.2 Kronecker符号和置换符号
                                    • 1.5.3 Nabla算子
                                      • 1.5.4 张量的代数运算
                                        • 1.5.5 广义高斯公式
                                      • 第2章 粘性流体运动的基本方程
                                        • 第1节 连续方程
                                          • 第2节 动量方程
                                            • 2.2.1 动量方程的一般形式
                                              • 2.2.2 Navier-Stokes方程
                                              • 第3节 流体的动量矩方程
                                                • 第4节 流体的能量方程
                                                  • 第5节 流体力学方程组及其在常用坐标系中的表达式
                                                    • 2.5.1 流体力学方程组
                                                      • 2.5.2 在直角坐标系中的表达式
                                                        • 2.5.3 在柱坐标系中的表达式
                                                          • 2.5.4 在球坐标系中的表达式
                                                          • 第6节 非惯性系中的动量方程
                                                            • 第7节 流体力学方程组的定解条件
                                                              • 2.7.1 固壁边界条件
                                                                • 2.7.2 液体-流体界面的边界条件
                                                              • 第3章 粘性流体运动方程的精确解
                                                                • 第1节 平行平板间的定常剪切流
                                                                  • 第2节 同轴圆筒间的定常流
                                                                    • 3.2.1 同轴旋转圆筒间的Couette流
                                                                      • 3.2.2 同轴圆筒间的轴向流
                                                                      • 第3节 充分发展了的管流
                                                                        • 3.3.1 圆管中的Poiseuille流
                                                                          • 3.3.2 矩形截面管中的Poiseuille流
                                                                            • 3.3.3 椭圆截面管中的Poiseuille流
                                                                            • 第4节 非定常平行剪切流
                                                                              • 3.4.1 平板突然起动
                                                                                • 3.4.2 平板振荡流
                                                                                  • 3.4.3 圆管内Poiseuille流的起动过程
                                                                                    • 3.4.4 圆管振荡流
                                                                                    • 第5节 气泡的径向运动
                                                                                      • 第6节 非线性问题
                                                                                        • 3.6.1 楔形槽道内的平面径向流
                                                                                          • 3.6.2 轴对称驻点流
                                                                                            • 3.6.3 旋盘流
                                                                                            • 第7节 附录:量纲理论基础
                                                                                              • 3.7.1 量纲
                                                                                                • 3.7.2 量纲齐次性原理及应用
                                                                                                  • 3.7.3 π定理
                                                                                                    • 3.7.4 几个重要的相似参数
                                                                                                  • 第4章 极低雷诺数的流动
                                                                                                    • 第1节 小球的极慢运动
                                                                                                      • 4.1.1 控制方程
                                                                                                        • 4.1.2 速度分布
                                                                                                          • 4.1.3 阻力公式
                                                                                                          • 第2节 二维扩散槽内的径向流
                                                                                                            • 第3节 楔形狭缝内的Couette流
                                                                                                              • 第4节 偏心圆筒间狭缝内的流动
                                                                                                                • 第5节 圆盘间的挤压流
                                                                                                                  • 第6节 Oseen近似
                                                                                                                    • 第7节 狭缝流的平均惯性法
                                                                                                                      • 第8节 雷诺数不很小的圆球定常绕流
                                                                                                                        • 4.8.1 流函数方程
                                                                                                                          • 4.8.2 流函数的Galerkin解
                                                                                                                            • 4.8.3 表面分离点的位置和驻涡的长度
                                                                                                                          • 第5章 不可压缩层流边界层
                                                                                                                            • 第1节 边界层的基本特征
                                                                                                                              • 第2节 边界层方程和边界层厚度
                                                                                                                                • 5.2.1 二维边界层方程
                                                                                                                                  • 5.2.2 边界层厚度
                                                                                                                                  • 第3节 平板边界层
                                                                                                                                    • 5.3.1 Blasius方程
                                                                                                                                      • 5.3.2 Blasius方程的求解
                                                                                                                                      • 第4节 边界层的相似性解
                                                                                                                                        • 5.4.1 Falkner-Skan方程
                                                                                                                                          • 5.4.2 二维收缩槽内的相似性解
                                                                                                                                            • 5.4.3 平面自由射流
                                                                                                                                            • 第5节 边界层的积分关系及应用
                                                                                                                                              • 5.5.1 卡门动量积分关系
                                                                                                                                                • 5.5.2 平板边界层的近似解
                                                                                                                                                  • 5.5.3 吸气平板边界层
                                                                                                                                                    • 5.5.4 沿曲面边界层的近似解
                                                                                                                                                    • 第6节 非定常层流边界层
                                                                                                                                                      • 5.6.1 在静止流体中物体突然起动
                                                                                                                                                        • 5.6.2 小幅高频振荡物体外的边界层
                                                                                                                                                      • 第6章 湍流的产生和流动稳定性理论
                                                                                                                                                        • 第1节 湍流的产生
                                                                                                                                                          • 6.1.1 雷诺圆管流动显示实验
                                                                                                                                                            • 6.1.2 流动稳定性和转捩
                                                                                                                                                              • 6.1.3 流动不稳定性的机理和典型的流动稳定性问题
                                                                                                                                                              • 第2节 流动稳定性问题的建立
                                                                                                                                                                • 6.2.1 流动稳定性问题中流动的数学定义
                                                                                                                                                                  • 6.2.2 流动稳定性的定义和临界雷诺数
                                                                                                                                                                    • 6.2.3 扰动方程
                                                                                                                                                                    • 第3节 定常平面平行流的线性稳定性理论
                                                                                                                                                                      • 6.3.1 定常平面平行流
                                                                                                                                                                        • 6.3.2 定常平面平行流线性扰动方程
                                                                                                                                                                          • 6.3.3 Orr-Sommerfeld方程及其本征值问题
                                                                                                                                                                            • 6.3.4 Squire变换和Squire定理
                                                                                                                                                                              • 6.3.5 O-S方程的无粘近似———Rayleigh方程及Rayleigh定理
                                                                                                                                                                                • 6.3.6 典型流动线性稳定性结果
                                                                                                                                                                                • 第4节 流动的非线性稳定性理论
                                                                                                                                                                                  • 6.4.1 Landau方程
                                                                                                                                                                                    • 6.4.2 能量稳定性理论
                                                                                                                                                                                    • 第5节 二维平板层流边界层的稳定性和转捩
                                                                                                                                                                                    • 第7章 湍流运动的基本方程及其封闭模式
                                                                                                                                                                                      • 第1节 湍流运动的不规则性
                                                                                                                                                                                        • 第2节 湍流的统计方法
                                                                                                                                                                                          • 7.2.1 时间平均法
                                                                                                                                                                                            • 7.2.2 空间平均法
                                                                                                                                                                                              • 7.2.3 系综平均法
                                                                                                                                                                                                • 7.2.4 各态遍历假设
                                                                                                                                                                                                  • 7.2.5 平均值和脉动值的运算法则
                                                                                                                                                                                                  • 第3节 平均运动方程和脉动运动方程
                                                                                                                                                                                                    • 7.3.1 雷诺方程
                                                                                                                                                                                                      • 7.3.2 脉动方程
                                                                                                                                                                                                      • 第4节 雷诺应力和雷诺应力输运方程
                                                                                                                                                                                                        • 7.4.1 雷诺应力的物理意义
                                                                                                                                                                                                          • 7.4.2 雷诺应力和湍动能的输运方程
                                                                                                                                                                                                            • 7.4.3 雷诺应力和湍动能的输运过程
                                                                                                                                                                                                            • 第5节 湍流统计方程的封闭模式
                                                                                                                                                                                                              • 7.5.1 涡粘模式
                                                                                                                                                                                                                • 7.5.2 雷诺应力模式
                                                                                                                                                                                                              • 第8章 均匀各向同性湍流和湍流统计理论
                                                                                                                                                                                                                • 第1节 相关函数和Fourier谱分析
                                                                                                                                                                                                                  • 8.1.1 相关函数
                                                                                                                                                                                                                    • 8.1.2 湍流脉动的谱
                                                                                                                                                                                                                    • 第2节 均匀湍流场常用的相关函数和谱张量
                                                                                                                                                                                                                      • 8.2.1 均匀湍流中常用的相关函数和谱张量
                                                                                                                                                                                                                        • 8.2.2 均匀湍流场二阶速度相关及其谱张量的性质
                                                                                                                                                                                                                        • 第3节 均匀各向同性湍流场的相关函数和谱张量
                                                                                                                                                                                                                          • 8.3.1 均匀各向同性湍流
                                                                                                                                                                                                                            • 8.3.2 均匀各向同性湍流的相关函数
                                                                                                                                                                                                                              • 8.3.3 不可压缩均匀各向同性湍流的相关函数及性质
                                                                                                                                                                                                                              • 第4节 不可压缩均匀各向同性湍流的动力学方程
                                                                                                                                                                                                                                • 8.4.1 不可压缩均匀湍流的基本方程
                                                                                                                                                                                                                                  • 8.4.2 不可压缩均匀湍流两点二阶速度相关函数的动力学方程
                                                                                                                                                                                                                                    • 8.4.3 不可压缩各向同性湍流的Karman-Howarth方程
                                                                                                                                                                                                                                      • 8.4.4 湍动能的耗散方程和Taylor微尺度
                                                                                                                                                                                                                                      • 第5节 不可压缩均匀各向同性湍流中的湍动能传输链
                                                                                                                                                                                                                                        • 8.5.1 不可压缩各向同性湍流中湍动能的传输方程
                                                                                                                                                                                                                                          • 8.5.2 不可压缩各向同性湍流中湍动能的传输链
                                                                                                                                                                                                                                            • 8.5.3 各向同性湍流中的特征尺度
                                                                                                                                                                                                                                            • 第6节 局部各向同性湍流及其性质
                                                                                                                                                                                                                                              • 8.6.1 Kolmogorov的局部各向同性假定和能谱的-5/3幂次律
                                                                                                                                                                                                                                                • 8.6.2 结构函数
                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.6.3 Kolmogorov局部各向同性湍流的标度律
                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.6.4 各向同性湍流结构函数的动力学方程
                                                                                                                                                                                                                                                  • 第9章 切变湍流统计特性和湍流相干结构
                                                                                                                                                                                                                                                    • 第1节 槽道湍流的统计特性
                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.1.1 流动的描述
                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.1.2 平均运动方程
                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.1.3 近壁区特征尺度及分层模型
                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.1.4 平均速度分布
                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.1.5 摩擦因数和雷诺数
                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.1.6 雷诺应力
                                                                                                                                                                                                                                                                • 第2节 湍流边界层
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.2.1 流动的描述
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.2.2 薄剪切层近似的平均运动方程
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.2.3 平均速度分布
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.2.4 雷诺应力
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 第3节 自由切变湍流的统计特性
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.3.1 流动的描述
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.3.2 自由切变湍流的自相似性
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 第4节 切变湍流的相干结构
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.4.1 壁湍流中的相干结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.4.2 自由切变湍流的相干结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 第5节 湍流的控制
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.5.1 雷诺应力与湍流壁面摩擦阻力的关系
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.5.2 壁湍流减阻的被动控制
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.5.3 壁湍流减阻的主动控制
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 参考文献

                                                                                                                                                                                                                                                                                    相关图书