内容简介

王洪伟，本硕博毕业于北京航空航天大学，研究方向为流体力学。截至2022年，作为核心成员参加多项自然科学基金、航空基金、重点实验室基金，以及来自各科研院所的项目。参与211和985工程建设和重点实验室建设等。在国内外期刊发表研究论文十余篇并获得多项专利。出版教材一本，科普著作一本。

作品目录

第1章流体与流体力学
1.1流体的概念
1.2流体的一些性质
1.2.1流体的粘性
1.2.2液体的表面张力
1.2.3气体的状态方程
1.2.4气体的压缩性
1.2.5气体的导热性
1.3连续介质的概念
1.4流体中的作用力
第2章流体静止时的力
2.1流体静止时的受力分析
2.2重力作用下流体内部的压力分布
2.3惯性力作用下流体内部的压力分布
2.4流体与固体对力的传递的异同
第3章流体运动的描述
3.1流体力学中描述运动的方法
3.2迹线、流线和脉线
3.3流体质点的速度、加速度和物质导数
3.4雷诺输运定理
3.5雷诺输运定理和物质导数之间的关系
3.6不可压缩假设
3.7流体微团的运动与变形
3.7.1流体微团的线变形
3.7.2流体微团的整体旋转
3.7.3流体微团的角变形
第4章流体动力学基本方程
4.1积分方法和微分方法
4.2连续方程
4.2.1积分形式的连续方程
4.2.2从积分方程得到微分方程
4.2.3对微控制体分析得到微分方程
4.3动量方程
4.3.1积分形式的动量方程
4.3.2微分形式的动量方程
4.4伯努利方程
4.5角动量方程
4.5.1积分形式的角动量方程
4.5.2微分形式的角动量方程
4.6能量方程
4.6.1积分形式的能量方程
4.6.2微分形式的能量方程
4.7定解条件
第5章无粘流动和势流方法
5.1无粘流动的特点
5.2无粘旋涡运动
5.2.1粘性力产生涡量
5.2.2斜压流体中涡量的产生
5.2.3体积力无势时涡量的产生
5.3无旋流动和速度势
5.4平面势流简介
5.4.1均匀流动
5.4.2点源和点汇
5.4.3点涡
5.4.4偶极子
5.4.5均匀流绕圆柱流动
5.5平面势流的复势解法
5.5.1表达式更加简洁
5.5.2可以应用保角变换
5.5.3可以使用镜像法
5.6势流法的工程应用及现阶段的地位
言6章粘性剪切流动
6.1粘性流体的剪切运动与流态
6.2层流边界层
6.2.1普朗特层流边界层方程
6.2.2边界层的几种厚度
6.2.3求解边界层问题的积分方法
6.3湍流边界层
6.4管道流动
6.4.1进口段
6.4.2完全发展段
6.5射流与尾迹
6.5.1射流
6.5.2尾迹
6.6边界层分离现象
6.7流动阻力和流动损失
6.7.1流动阻力
6.7.2流动损失
第7章可压缩流动基础
7.1声速和马赫数
7.1.1声速
7.1.2马赫数
7.2定常绝能等熵流动关系式
7.2.1静参数与总参数
7.2.2临界状态和速度系数
7.2.3气动函数
7.3膨胀波、压缩波和激波
7.3.1流体中的压力波
7.3.2正激波
7.3.3斜激波
7.4等熵变截面管流分析
7.4.1收缩喷管
7.4.2拉瓦尔喷管
第8章流动相似与无量纲数
8.1流动相似的概念
8.2无量纲数
8.2.1雷诺数
8.2.2马赫数
8.2.3斯特劳哈尔数
8.2.4弗劳德数
8.2.5欧拉数
8.2.6韦伯数
8.3控制方程的无量纲化
8.4流动建模与分析
8.4.1低速不可压缩流动
8.4.2高速可压缩流动
8.4.3生活中的例子——水花
第9章一些流动现象有分析
9.1物体在外太空的形状——流体的特性
9.2覆杯实验的原理——与液体的不易压缩性有关
9.3气塞现象——气体的易压缩性
9.4气球放气时的推力——动量定理与力
9.5水火箭的推力——推力与介质无关
9.6涡轮喷气发动机的推力——作用在什么部件上？
9.7总压的意义和测量——总压不是流体的性质
9.8压力随流速变化的理解——基于力或能量
9.9冲力与滞止压力——动量方程与伯努利方程的关系
9.10射流的压力——压力主导流动
9.11水龙头对流速的控制——管内总压决定射流速度
9.12捏扁胶管出口增加流速——总压决定射流速度
9.13吸气与吹气——压力主导流动
9.14建筑与风——复杂的三维非定常流动
9.15科恩达效应——粘性作用必不可少
9.16雨滴的形状——由表面张力和大气压力决定
9.17赛车中的真空效应——主要与来流速度相关
9.18质量越大射程越远——尺度效应
9.19河流倾向于走弯路——压力主导的通道涡
9.20旋转茶水中的茶叶向中心汇聚——也是通道涡
9.21河底的铁牛逆流而上——压力主导的马蹄涡
参考文献
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作者简介

王洪伟，本硕博毕业于北京航空航天大学，研究方向为流体力学。截至2022年，作为核心成员参加多项自然科学基金、航空基金、重点实验室基金，以及来自各科研院所的项目。参与211和985工程建设和重点实验室建设等。在国内外期刊发表研究论文十余篇并获得多项专利。出版教材一本，科普著作一本。