《我所理解的流體力學(xué)（第2版）》是站在學(xué)習(xí)者的角度來(lái)寫的，目的是通過(guò)該書讓讀者更深入地理解流體力學(xué)的原理，使之成為自己真正掌握并可以運(yùn)用的知識(shí)。和現(xiàn)有教材及相關(guān)圖書相比，該書的一個(gè)特色是盡量使用力學(xué)基本概念并以通俗的方式表述，更易于為學(xué)習(xí)者所接受。另一個(gè)特色是作者專門繪制了大量既精美又保持了科學(xué)性的插圖，增加了學(xué)習(xí)的趣味性，并有助于對(duì)流動(dòng)的理解。另外，書中還對(duì)眾多生活中的流動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行了深入的分析，比如：下落中的雨滴是什么形狀的？朝天開(kāi)槍，落下來(lái)的子彈會(huì)不會(huì)打死人？用橡膠管放水時(shí)，捏扁出口為什么會(huì)使流速增加？等等。通過(guò)閱讀該書，讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)這些都是可以用基本的流體力學(xué)知識(shí)解釋的。
盡管不是一本傳統(tǒng)意義上的教材，該書各章節(jié)內(nèi)容仍然基本涵蓋了普通高等院校流體力學(xué)教學(xué)大綱的所有內(nèi)容，適合作為相關(guān)專業(yè)的專科生、本科生教材或教學(xué)輔助資料，也適合研究生和廣大工程技術(shù)人員自學(xué)和參考。
本書在2014年出版后，得到了廣大學(xué)生和技術(shù)人員的認(rèn)可，印刷了6次共12000冊(cè)。經(jīng)過(guò)幾年的讀者反饋，結(jié)合作者近幾年教學(xué)中的一些新的體會(huì)，對(duì)原書進(jìn)行了一些修訂形成了第2版。本書相較第1版主要增加了一些內(nèi)容，并對(duì)全文語(yǔ)言進(jìn)行了局部改動(dòng)�，F(xiàn)把主要改動(dòng)列出如下：
�。�1）在各章后面增加了擴(kuò)展知識(shí)和思考題兩部分內(nèi)容。擴(kuò)展知識(shí)部分在深度和相關(guān)工程應(yīng)用方面進(jìn)行了一些擴(kuò)展，讓讀者能對(duì)本學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀有更深入的認(rèn)識(shí)。每一章給出幾個(gè)思考題，有些涉及容易混淆的基本概念，有些嘗試從應(yīng)用方面加深流體力學(xué)理論的理解。
�。�2）第9章的流動(dòng)實(shí)例分析從21個(gè)增加到25個(gè)。其中的列車進(jìn)站和機(jī)翼升力原理兩個(gè)實(shí)例是科普中經(jīng)常舉例的流動(dòng)現(xiàn)象，屬于身邊的流體力學(xué)知識(shí)，但很多科普的解釋存在問(wèn)題。另兩個(gè)實(shí)例中的熱機(jī)和壓氣機(jī)是使用流體為工質(zhì)的流體機(jī)械。通常在相關(guān)專業(yè)書籍中講述這類機(jī)械時(shí)使用專門的理論，本書則嘗試從基本流體力學(xué)原理出發(fā)來(lái)理解它們的工作原理。
�。�3）部分正文增加了一些內(nèi)容，比如第4章能量方程部分增加了焓方程和熵方程，并討論了引起流體總焓變化的因素，以及軸功在具體流動(dòng)中的表現(xiàn)形式。在第4章最后還增加了一節(jié)介紹流動(dòng)方程的幾個(gè)解析解；
�。�4）改正了幾處錯(cuò)誤。比如第3.2節(jié)原來(lái)講脈線的部分?jǐn)⑹鲇绣e(cuò)誤，而脈線在講述流體力學(xué)原理上并不是十分有用，所以這一版刪去了這里的脈線部分，而在該章末尾的擴(kuò)展知識(shí)中對(duì)脈線做了一點(diǎn)補(bǔ)充。
�。�5）對(duì)一些圖進(jìn)行了重新繪制，希望表述更清晰。
（6）對(duì)全書進(jìn)行了重新編輯和排版，希望能更方便讀者閱讀學(xué)習(xí)。
另外，在這一版中，頁(yè)腳的翻頁(yè)動(dòng)畫仍然保留，左側(cè)是隨雷諾數(shù)增大時(shí)圓柱繞流的流場(chǎng)脈線變化，右側(cè)是隨馬赫數(shù)增大時(shí)圓柱繞流的壓力分布變化。
最后，作者要借此機(jī)會(huì)感謝陳懋章老師在百忙之中為本書精彩作序。
第1章 流體與流體力學(xué)
1．1 流體的概念
1．2 流體的一些性質(zhì)
1．2．1 流體的粘性
1．2．2 液體的表面張力
1．2．3 氣體的狀態(tài)方程
1．2．4 氣體的壓縮性
1．2．5 氣體的導(dǎo)熱性
1．3 連續(xù)介質(zhì)的概念
1．4 流體中的作用力
擴(kuò)展知識(shí)
思考題
第2章 流體靜止時(shí)的力
2．1 流體靜止時(shí)的受力分析
2．2 重力作用下流體內(nèi)部的壓力分布
2．3 慣性力作用下流體內(nèi)部的壓力分布
2．4 流體與固體對(duì)力的傳遞的異同
擴(kuò)展知識(shí)
思考題
第3章 流體運(yùn)動(dòng)的描述
3．1 流體力學(xué)中描述運(yùn)動(dòng)的方法
3．2 跡線和流線
3．3 流體質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度和物質(zhì)導(dǎo)數(shù)
3．4 雷諾輸運(yùn)定理
3．5 雷諾輸運(yùn)定理和物質(zhì)導(dǎo)數(shù)之間的關(guān)系
3．6 不可壓縮假設(shè)
3．7 流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)與變形
3．7．1 流體微團(tuán)的線變形
3．7．2 流體微團(tuán)的整體旋轉(zhuǎn)
3．7．3 流體微團(tuán)的角變形
擴(kuò)展知識(shí)
思考題
第4章 流體動(dòng)力學(xué)基本方程
4．1 積分方法和微分方法
4．2 連續(xù)方程
4．2．1 積分形式的連續(xù)方程
4．2．2 從積分方程得到微分方程
4．2．3 對(duì)微控制體分析得到微分方程
4．3 動(dòng)量方程
4．3．1 積分形式的動(dòng)量方程
4．3．2 微分形式的動(dòng)量方程
4．4 伯努利方程
4．5 角動(dòng)量方程
4．5．1 積分形式的角動(dòng)量方程
4．5．2 微分形式的角動(dòng)量方程
4．6 能量方程
4．6．1 積分形式的能量方程
4．6．2 微分形式的能量方程
4．6．3 焓方程、熵方程、總焓方程和軸功
4．7 方程的求解
4．7．1 定解條件
4．7．2 流動(dòng)方程的幾個(gè)解析解
擴(kuò)展知識(shí)
思考題
第5章 無(wú)粘流動(dòng)和勢(shì)流方法
5．1 無(wú)粘流動(dòng)的特點(diǎn)
5．2 無(wú)粘旋渦運(yùn)動(dòng)
5．2．1 粘性力產(chǎn)生渦量
5．2．2 斜壓流體中渦量的產(chǎn)生
5．2．3 體積力無(wú)勢(shì)時(shí)渦量的產(chǎn)生
5．3 無(wú)旋流動(dòng)和速度勢(shì)
5．4 平面勢(shì)流簡(jiǎn)介
5．4．1 均勻流動(dòng)
5．4．2 點(diǎn)源和點(diǎn)匯
5．4．3 點(diǎn)渦
5．4．4 偶極子
5．4．5 均勻流繞圓柱流動(dòng)
5．5 平面勢(shì)流的復(fù)勢(shì)解法
5．5．1 表達(dá)式更加簡(jiǎn)潔
5．5．2 可以應(yīng)用保角變換
5．5．3 可以使用鏡像法
5．6 勢(shì)流法的工程應(yīng)用及現(xiàn)階段的地位
擴(kuò)展知識(shí)
思考題
第6章 粘性剪切流動(dòng)
6．1 粘性流體的剪切運(yùn)動(dòng)與流態(tài)
6．2 層流邊界層
6．2．1 普朗特層流邊界層方程
6．2．2 邊界層的幾種厚度
6．2．3 求解邊界層問(wèn)題的積分方法
6．3 湍流邊界層
6．4 管道流動(dòng)
6．4．1 進(jìn)口段
6．4．2 完全發(fā)展段
6．5 射流與尾跡
6．5．1 射流
6．5．2 尾跡
6．6 邊界層分離現(xiàn)象
6．7 流動(dòng)阻力和流動(dòng)損失
6．7．1 流動(dòng)阻力
6．7．2 流動(dòng)損失
擴(kuò)展知識(shí)
思考題
第7章 可壓縮流動(dòng)基礎(chǔ)
7．1 聲速和馬赫數(shù)
7．1．1 聲速
7．1．2 馬赫數(shù)
7．2 定常絕能等熵流動(dòng)關(guān)系式
7．2．1 靜參數(shù)與總參數(shù)
7．2．2 臨界狀態(tài)和速度系數(shù)
7．2．3 氣動(dòng)函數(shù)
7．3 膨脹波、壓縮波和激波
7．3．1 流體中的壓力波
7．3．2 正激波
7．3．3 斜激波
7．4 等熵變截面管流分析
7．4．1 收縮噴管
7．4．2 拉瓦爾噴管
擴(kuò)展知識(shí)
思考題
第8章 流動(dòng)相似與無(wú)量綱數(shù)
8．1 流動(dòng)相似的概念
8．2 無(wú)量綱數(shù)
8．2．1 雷諾數(shù)
8．2．2 馬赫數(shù)
8．2．3 斯特勞哈爾數(shù)
8．2．4 弗勞德數(shù)
8．2．5 歐拉數(shù)
8．2．6 韋伯?dāng)?shù)
8．3 控制方程的無(wú)量綱化
8．4 流動(dòng)建模與分析
8．4．1 低速不可壓縮流動(dòng)
8．4．2 高速可壓縮流動(dòng)
8．4．3 生活中的例子——水花
擴(kuò)展知識(shí)
思考題
第9章 一些流動(dòng)現(xiàn)象的分析
9．1 物體在外太空的形狀——流體的特性
9．2 覆杯實(shí)驗(yàn)的原理——與液體的不易壓縮性有關(guān)
9．3 氣塞現(xiàn)象——?dú)怏w的易壓縮性
9．4 氣球放氣時(shí)的推力——?jiǎng)恿慷ɡ砼c力
9．5 水火箭的推力——推力與介質(zhì)無(wú)關(guān)
9．6 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力——作用在什么部件上？
9．7 總壓的意義和測(cè)量——總壓不是流體的性質(zhì)
9．8 收縮為何加速？——定常流動(dòng)是平衡狀態(tài)
9．9 沖力與滯止壓力——?jiǎng)恿糠匠膛c伯努利方程的關(guān)系
9．10 射流的壓力——壓力主導(dǎo)流動(dòng)
9．11 水龍頭對(duì)流速的控制——管內(nèi)總壓決定射流速度
9．12 捏扁膠管出口增加流速——總壓決定射流速度
9．13 吸氣與吹氣——壓力主導(dǎo)流動(dòng)
9．14 建筑與風(fēng)——復(fù)雜的三維非定常流動(dòng)
9．15 科恩達(dá)效應(yīng)——粘性作用必不可少
9．16 雨滴的形狀——由表面張力和大氣壓力決定
9．17 賽車中的真空效應(yīng)——主要與來(lái)流速度相關(guān)
9．18 質(zhì)量越大射程越遠(yuǎn)——尺度效應(yīng)
9．19 河流傾向于走彎路——壓力主導(dǎo)的通道渦
9．20 旋轉(zhuǎn)茶水中的茶葉向中心匯聚——也是通道渦
9．21 河底的鐵牛逆流而上——壓力主導(dǎo)的馬蹄渦
9．22 列車通過(guò)引起的壓力變化——不只是伯努利方程
9．23 機(jī)翼升力原理——科恩達(dá)效應(yīng)是關(guān)鍵
9．24 熱機(jī)的原理——利用工質(zhì)的壓縮性
9．25 壓氣機(jī)的增壓原理——非定常壓力做功
參考文獻(xiàn)
Tips
泰勒展開(kāi)的意義
小心表面張力！
看懂張量表示法
流體中的高斯定理
非牛頓流體
氣體被壓縮時(shí)溫度為什么會(huì)升高？
推動(dòng)功、流動(dòng)功和體積功
正壓流體
科氏力
布拉修斯解
關(guān)于雷諾應(yīng)力
進(jìn)口段與完全發(fā)展段之間存在過(guò)渡段
有趣的空氣阻力問(wèn)題
理想氣體的熵和過(guò)程參數(shù)變化
激波管
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