流体力学 下 高志球，王宝瑞 著 2017年版

流体力学 下
作者： 高志球，王宝瑞 著
出版时间：2017年版
内容简介
《流体力学（下册）》主要论述流体力学的基础概念和基本规律。《流体力学（下册）》分上、下册，上册主要讨论流体的基本性质、流体运动学、流体动力学和理想流体的简单运动。下册重点介绍涡旋运动、不可压缩流体的黏性运动及流体的波动。并在附录中介绍了场论、哈密顿算符和曲线坐标系等知识。
目录
目录
前言
第5章 涡旋运动 1
5.1 基本概念 1
5.1.1 涡量场 1
5.1.2 相对涡度之垂直分量 2
5.1.3 涡线 4
5.1.4 涡面和涡管 5
5.2 亥姆霍兹涡管定理 6
5.3 开尔文环流定理 8
5.3.1 速度环流 8
5.3.2 环流定理 9
5.4 涡旋守恒定理 11
5.4.1 流体的正压性和斜压性 11
5.4.2 开尔文环流守恒定理 12
5.4.3 拉格朗日涡旋守恒定理 13
5.4.4 亥姆霍兹涡线保持定理 14
5.4.5 亥姆霍兹涡管强度守恒定理 14
5.5 涡度定理 15
5.5.1 绝对涡度定理 15
5.5.2 相对涡度定理 16
5.5.3 绝对涡度守恒定理 17
5.6 皮叶克尼斯定理 17
5.6.1 皮叶克尼斯定理的推导 17
5.6.2 力管强度 18
5.6.3 应用 19
5.7 非位势力作用下涡旋的产生 21
习题 24
第6章 不可压缩流体的黏性流动 27
6.1 基本方程组 27
6.2 常用正交曲线坐标系中基本方程组的正交分解式 28
6.3 黏性流动的基本特性 30
6.3.1 能量的耗散性 30
6.3.2 黏性流动的有旋性 31
6.3.3 黏性流动的涡旋扩散性 31
6.4 不可压缩黏性流体的定常平行直线流动——黏性流动的准确解 33
6.4.1 二维平板间平行直线流动 33
6.4.2 直圆管中的平行直线流动 36
6.5 两共轴转动圆柱面之间的不可压缩黏性流体的定常圆周运动 38
6.6 二维平板非定常流动的瑞利问题 40
6.6.1 突然加速平板表面附近的层流 40
6.6.2 瑞利问题的一般情况 43
6.7 基本方程组的无量纲化与相似分析 45
6.7.1 基本方程组的无量纲化 45
6.7.2 相似分析 49
6.7.3 特征无量纲数的物理意义 51
6.8 小雷诺数条件下绕小球流动 52
6.8.1 近似方法 52
6.8.2 问题及其求解 52
6.8.3 小球所受之阻力 55
6.9 大雷诺数流动——边界层理论 57
6.9.1 大雷诺数的流动特征及其近似处理 57
6.9.2 边界层概念 58
6.9.3 边界层厚度的各种定义 60
6.9.4 不可压缩流体层流边界层基本方程组 62
6.10 普朗特方程的布拉休斯解 66
6.10.1 方程的建立 66
6.10.2 方程的求解 68
6.10.3 方程解的分析 70
6.11 卡门边界层动量积分方程 72
6.11.1 方程的建立 72
6.11.2 动量积分方程的物理意义 76
6.11.3 波尔豪森法 77
6.12 层流边界层 77
6.13 边界层分离 79
6.13.1 边界层分离 79
6.13.2 纵向压力梯度对边界层的影响 79
6.13.3 逆压力梯度与边界层流动分离 79
6.14 湍流 80
6.14.1 两种流动状态 81
6.14.2 层流与湍流间的相互转变 81
6.14.3 湍流的脉动性 83
6.14.4 平均值 83
6.14.5 平均值的计算规则 85
6.14.6 湍流运动基本方程组 85
6.14.7 普朗特动量传递理论 90
6.14.8 流经无界平面固壁的定常平面平行直线流动的时均速度分布 94
6.14.9 湍流能量方程 98
6.14.10 湍流流场运动中应力及能量耗散的量纲分析 103
习题 104
第7章 流体的波动 109
7.1 波动的基本概念 109
7.2 基本方程组 110
7.2.1 不可压缩理想流体在重力作用下的波动是无旋的势流运动 110
7.2.2 重力表面波的基本方程组 111
7.2.3 边界条件和初始条件 112
7.3 二维表面波 114
7.4 驻波 116
7.4.1 波形 116
7.4.2 波长和周期 117
7.4.3 驻波中个别流体质点的运动情况 118
7.4.4 驻波的压力分布 120
7.5 行进波 120
7.5.1 波形 121
7.5.2 行进波中个别流体质点的运动情况 121
7.5.3 行进波的压力分布 124
7.6 波动能量及其传递 124
7.6.1 波动的势能 124
7.6.2 波动的动能 125
7.6.3 驻波及行进波的能量计算 126
7.6.4 波动能量的传递 127
习题 128
答案 130
主要参考文献 179
附录1 场论 180
附录2 哈密顿算符 193
附录3 曲线坐标系 199
后记 209