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第1章 绪论1

1.1 流体和流体力学1

1.1.1 流体的概念1

1.1.2 流体力学的范畴1

1.2 流体力学与生活、工程的关系2

1.2.1 生活中的流体力学2

1.2.2 机械工程科学中的流体力学3

1.2.3 动力工程及工程热物理科学中的流体力学4

1.3 流体力学的发展历史5

1.3.1 第一时期（15世纪以前）5

1.3.2 第二时期（15世纪初期—19世纪末期）6

1.3.3 第三时期（20世纪初到20世纪中叶）7

1.3.4 第四时期（20世纪中叶至今）7

1.4 流体力学的研究方法9

1.4.1 理论分析方法9

1.4.2 实验方法9

1.4.3 数值模拟方法9

第2章 流体的力学性质11

2.1 连续介质假说11

2.1.1 流体质点（微团）11

2.1.2 连续介质假设12

2.2 流体的基本物理性质13

2.2.1 流体的密度13

2.2.2 相对密度（比重）13

2.2.3 比容13

2.2.4 混合气体密度与气体状态方程14

2.2.5 重度14

2.2.6 液体的蒸汽压14

2.3 流体的力学特性14

2.3.1 可压缩性和热膨胀性14

2.3.2 黏性17

2.3.3 流动性和流体的力学定义19

2.3.4 表面张力特性21

2.4 流体的分类25

2.4.1 黏性流体与理想流体25

2.4.2 牛顿流体与非牛顿流体25

2.4.3 非牛顿流体及其黏度特性26

2.5 作用在流体上的力27

2.5.1 质量力27

2.5.2 表面力27

习题28

第3章 流体静力学30

3.1 流体静压强及其特征30

3.1.1 静止的特征30

3.1.2 静压强的特征30

3.2 流体静止的基本方程31

3.2.1 流体静止的基本方程31

3.2.2 等压面33

3.3 重力场中流体静止33

3.3.1 等压面形状34

3.3.2 静水压强分布34

3.3.3 不可压缩流体静压强分布的物理含义35

3.4 压强测量36

3.4.1 压强的表示及单位36

3.4.2 压强测量的基本原理37

3.4.3 液柱压强计37

3.5 惯性力场中流体静止40

3.5.1 匀加速直线运动40

3.5.2 等角速度转动42

3.6 静止流体作用在固体面上的力44

3.6.1 作用在平面上的流体静压力44

3.6.2 作用在曲面上的流体静压力47

3.7 浮力及浮体的稳定性51

3.7.1 浮力51

3.7.2 浮体的稳定性52

习题53

第4章 流体运动学56

4.1 描述流体运动的方法56

4.1.1 拉格朗日法56

4.1.2 欧拉法57

4.1.3 拉格朗日法与欧拉法关系57

4.2 流场的分类57

4.2.1 定常和非定常场57

4.2.2 均匀和非均匀场58

4.2.3 流动的维数58

4.2.4 随体导数（时间导数、全导数）59

4.3 迹线、流线和染色线61

4.3.1 迹线61

4.3.2 流线61

4.3.3 染色线63

4.4 流管、流束、流量、平均流速与当量直径63

4.4.1 流管与流束63

4.4.2 流量和净通量64

4.4.3 平均流速64

习题65

第5章 流体动力学方程及其应用66

5.1 系统与控制体的概念66

5.1.1 系统与控制体66

5.1.2 雷诺输运方程67

5.2 连续性方程及其应用69

5.2.1 积分形式连续性方程69

5.3 动量方程及其应用71

5.3.1 积分形式动量方程71

5.3.2 控制体位置固定时动量方程的应用72

5.3.3 控制体匀速运动时动量方程的应用75

5.4 动量矩方程及其应用76

5.5 能量方程及其应用78

5.5.1 基于热力学第一定律的能量方程78

5.5.2 伯努利方程79

5.5.3 实际流体总流上的伯努利方程80

5.5.4 伯努利方程的应用81

5.6 微分形式连续性方程84

5.7 微分形式动量方程86

习题88

第6章 相似理论与量纲分析94

6.1 相似的概念94

6.1.1 几何相似94

6.1.2 运动相似95

6.1.3 动力相似96

6.2 动力相似96

6.2.1 动力相似准则97

6.2.2 黏性力相似准则97

6.2.3 压力相似准则98

6.2.4 重力相似准则98

6.2.5 弹性力相似准则99

6.2.6 表面张力相似准则99

6.3 相似条件100

6.3.1 相似条件及应用100

6.3.2 近似相似实验101

6.4 量纲分析102

6.4.1 量纲的概念102

6.4.2 白金汉定理（又称π定律）103

习题106

第7章 管（通）道中的黏性流动108

7.1 管道流动的基本特征108

7.1.1 管道流动的状态108

7.1.2 管道流动的能量损失110

7.1.3 进口段流动110

7.2 圆管中的层流111

7.2.1 层流时的速度分布111

7.2.2 阻力系数113

7.3 圆管中的湍流115

7.3.1 湍流描述方法115

7.3.2 湍流应力116

7.3.3 混合长度理论117

7.3.4 湍流速度分布及阻力系数119

7.4 非圆形截面通道沿程损失的计算130

7.4.1 当量直径130

7.4.2 阻力系数131

7.5 管路中的局部损失132

7.5.1 管道截面积大小变化132

7.5.2 管道方向变化133

7.5.3 绕流阀门134

7.5.4 关于能量损失的讨论135

7.6 管路计算136

7.6.1 管道计算的基本概念136

7.6.2 管路系统137

7.7 管道水击现象141

7.7.1 水击产生的过程141

7.7.2 水击压强144

7.7.3 水击波的传播速度144

7.7.4 防止水击危害的方法145

习题146

第8章 气体动力学基础148

8.1 热力学参量148

8.1.1 完全气体状态方程148

8.1.2 比热容149

8.1.3 内能149

8.1.4 焓150

8.1.5 熵151

8.1.6 本章的假设151

8.2 弱扰动波的传播及其特征151

8.2.1 弱扰动波的传播和声速151

8.2.2 弱扰动波在运动流场中的传播特征153

8.3 完全气体动力学函数155

8.3.1 气体的伯努利方程155

8.3.2 滞止状态与滞止参量156

8.3.3 临界参量与滞止参量间的关系158

8.3.4 最大速度状态159

8.3.5 状态参量间的关系159

8.4 一维定常等熵流动161

8.4.1 变截面管流分析161

8.4.2 流管截面面积和流动马赫数的关系164

8.4.3 无因次速度λ165

8.4.4 流量的计算166

8.5 喷管的计算167

8.5.1 收缩形喷管168

8.5.2 拉瓦尔喷管169

8.6 激波171

8.6.1 激波的概念和类型171

8.6.2 正激波的形成和传播速度172

8.6.3 正激波前后气流参量的关系175

习题177

参考文献179