面向21世纪课程教材:流体力学.pdf

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《面向21世纪课程教材:流体力学(下册)(第2版)》不仅可作为理工科力学、工程热物理、空气动力和地球物理等专业本科生流体力学基础课的教材,而且还可以作为土木、化工、水利、热能、机械和环保等有关专业研究生流体力学课的教材或参考书。

目录
上册目录
第七章 液体表面波
7.1基本方程组、边界条件及初始条件
(一)基本方程
(二)边界条件
(三)初始条件
7.2量级估计与线性近似
7.3平面小振幅简谐进行波
7.4驻波、波的反射
7.5有限等深度液体中的波动
(一)有限等深度液体中的进行波
(二)有限等深度液体中的驻波
(三)浅水情况
7.6界面波
(一)基本方程及边界条件
(二)求解
(三)讨论
7.7群速度
7.8波动的能量、波阻
(一)波动的动能
(二)波动的势能
(三)能量的传递
(四)波阻
7.9初始扰动引起的波动
*7.10斯托克斯波简介
7.11浅水长波
(一)浅水波方程
(二)线性长波解
(三)KdV方程及孤立波
7.12水波对竖桩的作用
(一)莫里森公式
(二)应用举例
小结
*实验中的发现
(十一)孤立波
习题
第八章 粘性不可压缩流体的层流运动
8.1粘性不可压缩流动的基本方程组
8.2相似律
8.3粘性流动的一般性质
(一)粘性流体运动的有旋性
(二)粘性流体运动机械能的耗散性
(三)粘性流体运动中涡旋的扩散性
8.4粘性流体的流动图案
8.5层流流动的精确解
(一)两平行平板间的粘性流动
(二)无限长直圆管中的粘性流动
* (三)平板在自身平面内振动所引起的流动
8.6低雷诺数流动
(一)斯托克斯流动
(二)斯托克斯阻力公式
(三)斯托克斯近似的局限性和奥森近似
(四)润滑理论
8.7边界层的概念和它的厚度
(一)位移厚度
(二)动量厚度
(三)温度与浓度边界层的名义厚度
8.8平面层流速度与温度边界层方程组
8.9动量与热量之间的雷诺类比
8.10相似性解的概念和它的存在条件
8.11沿半无穷加热恒温平板的层流速度与温度边界层
(一)速度边界层
(二)温度边界层
8.12垂直半无穷加热恒温平板层流自由对流的速度与温度边界层
8.13不存在相似性解的层流边界层
8.14定常平面层流边界层的动量与能量积分关系式
(一)动量积分关系式
(二)能量积分关系式
小结
*实验中的发现
(十二)流体的粘性剪应力
(十三)雷诺数
习题
第九章 粘性不可压缩流体的湍流运动
9.1层流运动的稳定性和它向湍流运动的过渡
9.2湍流运动的雷诺方程组
9.3混合长理论
*9.4湍流的统计理论和模式理论简介
(一)湍流统计理论
(二)湍流模式理论
(三)湍流的高级数值模拟
(四)湍流实验研究
9.5光滑圆管中的湍流运动
9.6粗糙圆管中的湍流运动
9.7平面湍流速度与温度边界层方程组
9.8平面湍流速度边界层的多层模型和它的时均速度分布
9.9平面湍流速度边界层内一些重要湍流特性的实验结果
(一)相对湍流度
(二)雷诺应力
(三)湍流 (或涡)动量扩散率 (或系数)
(四)间歇因子
(五)拟序运动
9.10沿半无穷加热恒温平板的湍流速度与温度边界层
(一)速度边界层
(二)温度边界层
9.11平面湍流速度与温度边界层的连续壁律模型
9.12沿半无穷平板的层流一湍流组合边界层
(一)普朗特法
(二)朱考斯卡斯法
9.13层流边界层的稳定性和它向湍流边界层的过渡
9.14边界层的分离
*9.15自由湍流和它的一些性质
*9.16平面湍射流
小结
*实验中的发现
(十四)湍剪切流的拟序结构
习题
第十章 气体动力学初步
10.1无粘性可压缩流体运动方程组
10.2小扰动在可压缩流体中的传播声速和马赫数
(一)小扰动在可压缩流体中的传播和声速
(二)马赫数
10.3伯努利方程和气体动力学函数
(一)无粘性可压缩流体定常等熵流动的伯努利方程
(二)气体动力学函数 (一维等熵关系式)
(三)速度系数λ
10.4一维定常等熵管流
(一)变截面管道内流动分析
(二)管截面积和流动马赫数的关系
(三)流量函数
10.5正激波
(一)激波现象
(二)正激波基本方程组
(三)静止正激波
* (四)运动正激波
10.6拉瓦尔喷管内的流动
小结
*实验中的发现
(十五)声障现象
(十六)激波
习题
……
第十一章 传质理论初步
回顾与展望
结束语
附录

文摘
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面向21世纪课程教材:流体力学

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面向21世纪课程教材:流体力学

第十一章 传质理论初步
在自然界和各种工程技术中,除了存在第八、九两章所讨论过的动量与能量传递以外,还广泛存在着另一种质量传递现象,如食糖与盐块之溶于水,污染物在空气或水中的弥散以及水的蒸发等均是它们与化工、能源、动力、冶金、农业和环境保护等有着密切的关系,一般说来,质量传递远较动量与能量传递复杂得多,本章仅限于讨论最简单的与不具有化学反应的单向质量传递,即质量扩散问题。
这里主要包括分子扩散和对流传质问题,其中11.1至11.3节讲解一些基本概念,11.4与11.6节建立双组分质量守恒与湍流扩散方程,11.5与11.7节列举一些简单的应用例子,11.8至11.12节系统地介绍浓度边界层,其中11.8,11.9与11.11节分别建立浓度边界层方程,推导雷诺类比和质量积分关系式,11.10与11.12节以沿半无穷平板的层流与湍流浓度边界层为例求它们的解。
11.1质量传递的基本概念和它的主要传递方式
前面所讨论的动量或能量传递是在单组分的流体(如空气或水)中进行的,产生这种传递的原因是由于流场中出现了局部速度或温度差,以致高速度或高温度区的流体将动量或能量传递至低速度或低温度区,使流体的速度或温度有渐趋平衡的趋势,而质量传递则是在气体、液体和可溶固体等所构成的多组分混合物中进行的,当混合物中的一种或多种组分(或成分)在流场中出现局部浓度差时,各组分相对于混合物,均有从高浓度区将其质量传递至低浓度区的趋势,使流场中各组分的浓度渐趋平衡,同时,在传递过程中还可能伴随以物理或化学变化,显然,质量传递是一个非常复杂的问题,即使对双组分混合物,在一般情况下,它也是两组分相互(或双向)传递的,只有当混合物中的一种组分为静止或运动的均质流体时才可能出现单向传递现象,从工程的观点,质量传递通常发生在各组分的界面上,如气一固,气一液与液一固界面等。
质量传递的方式主要有三种,即分子传质(或扩散),涡(或湍流)传质(或扩散)和对流传质,分子扩散几乎存在于一切传质现象中,它的大小和重要程度却视问题而定,涡扩散仅存在于湍流运动中,它的数值和重要程度往往大于分子扩散,而对流传质则是由于流体的稳定运动(包括时均情况)引起的,在许多实际问题中,质量传递多为二或三种方式相结合的形式,如对流与涡传质等。

内容简介
《面向21世纪课程教材:流体力学(下册)(第2版)》是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果,是面向21世纪课程教材和普通高等教育“九五”国家级重点教材。全书分上、下两册出版,《面向21世纪课程教材:流体力学(下册)(第2版)》为下册。内容包括:第七章,液体表面波;第八章,粘性不可压缩流体的层流运动;第九章,粘性不可压缩流体的湍流运动;第十章,气体动力学初步;第十一章,传质理论初步。每章后附有实验中的发现,共六篇。书末附有(A)至(K)共十一篇附录。

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