第一章粘性流动的基本概念与方程1

11粘性流体流动1

111引言1

112粘性流动举例3

113流体的粘性10

12粘性流动的基本方程式13

121研究流体运动的两种方法13

122雷诺输运方程17

123连续方程19

124雷诺第二输运方程20

125动量方程20

126能量方程26

127粘性流动中一点的偏应力张量27

128粘性流动基本方程式29

129变形速率张量30

1210本构方程36

1211纳维斯托克斯方程39

1212纳维斯托克斯方程的边界条件和

初始条件41

13明槽流动的纳维斯托克斯方程44

131不可压缩粘性流体在无界流场内

的流动44

132纳维斯托克斯方程中的压强项改变为

流体动压强45

133明槽水流纳维斯托克斯方程47

14粘性流动的相似律48

15涡量方程49

第二章纳维斯托克斯方程的解58

21平行流动58

211库埃特流动59

212泊肃叶流动62

22运动平板引起的流动67

221突然加速平板引起的流动

(斯托克斯第一问题)67

222振动平板引起的流动(斯托

克斯第二问题)68

23平面驻点流动(希门茨流动)71

24重力作用下的平行流动77

25平行平面间的脉冲流动80

26奇异摄动法简介82

27低雷诺数流动87

271斯托克斯方程88

272斯托克斯方程的一些基本解91

273绕过球体的均匀流动94

274奥辛近似98

28边界层流动101

第三章边界层微分方程式109

31边界层的基本特征109

32边界层微分方程式114

321二维平面边界层微分方程式115

322沿二维弯曲壁面及轴对称曲面的

边界层方程119

33边界层厚度125

331边界层位移厚度126

332边界层动量损失厚度127

333边界层能量损失厚度128

334举例128

34边界层方程的相似性解129

35边界层的分离现象135

351分离现象135

352边界层流速分布特点与分离现象137

第四章边界层微分方程式的精确解143

41绕顺流放置平板的边界层流动143

42绕过楔形体的流动157

43绕过柱体的流动163

44顺流放置平板的尾流169

45平面层流射流174

46圆形层流射流181

47二维管道进口段流动185

第五章边界层微分方程式的近似解188

51边界层动量积分方程式与能量积分

方程式188

52动量积分方程应用于顺流放置的平

板边界层流动191

53二维流动的卡门\|波豪森近似方法196

54边界层方程近似解与精确解的比较206

第六章紊流211

61由层流到紊流的转捩213

611圆管流动的转捩213

612壁面边界层流动的转捩215

62层流稳定性理论217

621层流稳定性基本概念217

622奥尔佐默费尔德方程220

623奥尔佐默费尔德方程的主要特性223

624稳定性理论应用于顺流放置的平板

边界层流动224

625曲壁面层流边界层的稳定性问题226

626影响层流稳定性的其它因素232

63猝发现象237

64紊流的统计平均方法243

641时间平均法(时均法)244

642空间平均法246

643统计平均法(系综平均法)247

644各态遍历假设249

第七章紊流的基本方程255

71紊流连续方程和雷诺方程255

72紊流能量方程259

721紊流瞬时流动的总能量方程259

722紊流时均的总能量方程261

723紊流时均流动部分的能量方程263

724紊流脉动部分的能量方程264

725能量方程的积分形式265

73紊流的涡量方程，旋涡的拉伸268

74紊流计算模型的偏微分方程式274

741紊流脉动动能方程(κ方程)275

742紊流能量耗散率方程(ε方程)279

75紊流的半经验理论280

751涡粘性模型280

752混掺长度理论282

753涡量传递理论286

754卡门相似性理论288

755普适流速分布律291

76紊流的基本特性297

第八章紊流扩散与离散299

81分子扩散的费克定律300

82移流扩散方程301

821移流扩散方程301

822扩散方程303

83随机游动与分子扩散305

84紊流扩散309

841泰勒紊流扩散理论309

842欧拉法紊流扩散方程313

85剪切流中的离散316

第九章紊动射流及尾流321

91射流及尾流321

92紊动射流及尾流的厚度和中心流速

的沿程变化323

921恒定射流326

922尾流327

93平面紊动射流330

931微分方程解330

932动量积分解334

94圆形紊动射流337

941圆形紊动射流的流速分布337

942圆射流的紊动特性339

95单独物体后的平面尾流343

951平面尾流的流速分布343

952平面尾流的紊动特性346

第十章圆管紊流351

101圆管中的流速分布律352

102圆管紊流的阻力359

103粗糙圆管364

1031管道流动按粗糙的分区365

1032粗糙圆管的流速分布367

1033粗糙圆管的阻力规律373

1034实用管道374

104管流的紊动特性375

1041管流中脉动流速与紊流切应力376

1042圆管紊流的断面能量平衡380

1043圆管紊流的频谱387

第十一章紊流平板边界层391

111紊流平板边界层的流速分布与分区

结构391

112紊流平板边界层的紊动特性398

113紊流平板边界层的能量平衡404

114紊流平板边界层厚度和阻力410

115粗糙平板紊流边界层415

第十二章明槽紊流422

121明槽紊流的分区结构与流速分布423

1211二维明槽均匀紊流理论分析423

1212分区结构与流速分布428

122明槽紊流的阻力432

123明槽紊流的紊动特性434

1231涡粘度与混掺长度434

1232紊流度436

1233明槽紊流的能量平衡443

124粗糙壁面明槽紊流445

1241粗糙壁面的理论零点446

1242粗糙壁面明槽紊流的流速分布448

1243粗糙壁面明槽紊流的紊流度分布449

1244河流中的紊流452

参考书目457

附录场论与张量基本运算知识459

1. 标量，向量与张量459

2. 场459

3. 标量场的梯度460

4. 向量场的散度461

5. 向量场的旋度461

6. 高斯公式462

7. 张量的表示法，二阶张量463

8. 单位张量δ和置换张量εijk467

9. 二阶对称张量与二阶反对称张量468

10. 并矢468

11. 二阶张量的代数运算468

12. 雅可比行列式470

名词索引473

人名索引485