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1流体概述1

1.1 流体力学2

1.2 流体的定义3

1.3 流体的力学模型4

1.3.1 连续介质模型4

1.3.2 理想流体4

1.3.3 不可压缩流体4

1.4 流体的主要物理力学性质5

1.4.1 惯性5

1.4.2 万有引力7

1.4.3 黏性7

1.4.4 压缩性与膨胀性8

1.4.5 表面张力特性10

1.5 作用在流体上的力12

1.5.1 表面力12

1.5.2 质量力12

1.6 流体力学发展简史（选学）14

1.7 流体力学在工程中的应用17

1.8 流体力学的研究方法18

1.8.1 理论分析方法18

1.8.2 实验研究方法18

1.8.3 数值分析方法18

独立思考19

习题19

参考文献20

2流体静力学21

2.1 流体静止时的压强特性22

2.2 静止流体平衡微分方程24

2.2.1 欧拉平衡微分方程24

2.2.2 有势力场中静压强的分布25

2.2.3 静止流体中的等压面26

2.3 重力场中流体静压强的分布规律27

2.3.1 静力学基本方程27

2.3.2 压强的计量28

2.3.3 水头与能量守恒30

2.3.4 压强的测量31

2.4 流体的相对平衡34

2.5 静止流体作用在平面上的总压力36

2.5.1 静压强分布图36

2.5.2 解析法37

2.5.3 图解法39

2.6 静止流体作用在曲面上的总压力42

独立思考45

习题45

参考文献48

3流体运动学49

3.1 流体运动的描述方法50

3.1.1 拉格朗日法50

3.1.2 欧拉法51

3.1.3 流体质点加速度51

3.2 欧拉法的基本概念53

3.2.1 一维流动、二维流动、三维流动53

3.2.2 恒定流与非恒定流53

3.2.3 流线与迹线54

3.2.4 流管、流束、元流和总流54

3.2.5 过流断面、流量与断面平均流速55

3.2.6 均匀流与非均匀流56

3.3 连续性方程57

3.3.1 三维流动的连续性微分方程57

3.3.2 恒定一维流动的连续性方程59

独立思考61

习题61

参考文献62

4流体动力学63

4.1 流体运动微分方程64

4.1.1 理想流体运动微分方程（欧拉方程）64

4.1.2 纳维-斯托克斯方程65

4.2 元流的能量方程67

4.2.1 理想流体元流的伯努利方程67

4.2.2 伯努利方程的几何及物理意义68

4.2.3 黏性流体元流的伯努利方程68

4.3 总流的能量方程69

4.3.1 总流伯努利方程69

4.3.2 总流伯努利方程的物理及几何意义70

4.3.3 水头线70

4.3.4 测量仪器71

4.3.5 总流伯努利方程的扩展74

4.4 恒定总流的动量方程79

4.4.1 推导79

4.4.2 应用80

独立思考83

习题83

参考文献84

5流体能量损失及流态85

5.1 流动阻力与水头损失86

5.1.1 沿程阻力与沿程水头损失86

5.1.2 局部阻力与局部水头损失86

5.1.3 水头损失计算公式87

5.2 沿程水头损失与切应力89

5.2.1 均匀流基本方程89

5.2.2 圆管过流断面上的切应力分布90

5.3 流态91

5.3.1 雷诺实验91

5.3.2 雷诺数92

5.4 圆管层流94

5.4.1 流动特征94

5.4.2 流速分布94

5.4.3 沿程水头损失与沿程水头损失系数95

5.5 紊流的运动特征97

5.5.1 紊流的随机性与规律性97

5.5.2 黏性底层98

5.5.3 紊流切应力99

5.6 紊流的沿程水头损失101

5.6.1 尼古拉兹实验101

5.6.2 紊流的速度分布102

5.6.3 λ的经验公式104

5.6.4 阻力区的判别104

5.6.5 管道沿程水头损失105

5.7 局部水头损失109

5.7.1 分析109

5.7.2 局部水头损失系数109

5.7.3 水头线的绘制111

5.8 边界层与绕流阻力113

5.8.1 边界层的概念113

5.8.2 边界层分离114

5.8.3 卡门涡街与绕流阻力116

独立思考117

习题117

参考文献119