目錄
前言
第5章 渦旋運(yùn)動 1
5.1 基本概念 1
5.1.1 渦量場 1
5.1.2 相對渦度之垂直分量 2
5.1.3 渦線 4
5.1.4 渦面和渦管 5
5.2 亥姆霍茲渦管定理 6
5.3 開爾文環(huán)流定理 8
5.3.1 速度環(huán)流 8
5.3.2 環(huán)流定理 9
5.4 渦旋守恒定理 11
5.4.1 流體的正壓性和斜壓性 11
5.4.2 開爾文環(huán)流守恒定理 12
5.4.3 拉格朗日渦旋守恒定理 13
5.4.4 亥姆霍茲渦線保持定理 14
5.4.5 亥姆霍茲渦管強(qiáng)度守恒定理 14
5.5 渦度定理 15
5.5.1 絕對渦度定理 15
5.5.2 相對渦度定理 16
5.5.3 絕對渦度守恒定理 17
5.6 皮葉克尼斯定理 17
5.6.1 皮葉克尼斯定理的推導(dǎo) 17
5.6.2 力管強(qiáng)度 18
5.6.3 應(yīng)用 19
5.7 非位勢力作用下渦旋的產(chǎn)生 21
習(xí)題 24
第6章 不可壓縮流體的黏性流動 27
6.1 基本方程組 27
6.2 常用正交曲線坐標(biāo)系中基本方程組的正交分解式 28
6.3 黏性流動的基本特性 30
6.3.1 能量的耗散性 30
6.3.2 黏性流動的有旋性 31
6.3.3 黏性流動的渦旋擴(kuò)散性 31
6.4 不可壓縮黏性流體的定常平行直線流動——黏性流動的準(zhǔn)確解 33
6.4.1 二維平板間平行直線流動 33
6.4.2 直圓管中的平行直線流動 36
6.5 兩共軸轉(zhuǎn)動圓柱面之間的不可壓縮黏性流體的定常圓周運(yùn)動 38
6.6 二維平板非定常流動的瑞利問題 40
6.6.1 突然加速平板表面附近的層流 40
6.6.2 瑞利問題的一般情況 43
6.7 基本方程組的無量綱化與相似分析 45
6.7.1 基本方程組的無量綱化 45
6.7.2 相似分析 49
6.7.3 特征無量綱數(shù)的物理意義 51
6.8 小雷諾數(shù)條件下繞小球流動 52
6.8.1 近似方法 52
6.8.2 問題及其求解 52
6.8.3 小球所受之阻力 55
6.9 大雷諾數(shù)流動——邊界層理論 57
6.9.1 大雷諾數(shù)的流動特征及其近似處理 57
6.9.2 邊界層概念 58
6.9.3 邊界層厚度的各種定義 60
6.9.4 不可壓縮流體層流邊界層基本方程組 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 卡門邊界層動量積分方程 72
6.11.1 方程的建立 72
6.11.2 動量積分方程的物理意義 76
6.11.3 波爾豪森法 77
6.12 層流邊界層 77
6.13 邊界層分離 79
6.13.1 邊界層分離 79
6.13.2 縱向壓力梯度對邊界層的影響 79
6.13.3 逆壓力梯度與邊界層流動分離 79
6.14 湍流 80
6.14.1 兩種流動狀態(tài) 81
6.14.2 層流與湍流間的相互轉(zhuǎn)變 81
6.14.3 湍流的脈動性 83
6.14.4 平均值 83
6.14.5 平均值的計算規(guī)則 85
6.14.6 湍流運(yùn)動基本方程組 85
6.14.7 普朗特動量傳遞理論 90
6.14.8 流經(jīng)無界平面固壁的定常平面平行直線流動的時均速度分布 94
6.14.9 湍流能量方程 98
6.14.10 湍流流場運(yùn)動中應(yīng)力及能量耗散的量綱分析 103
習(xí)題 104
第7章 流體的波動 109
7.1 波動的基本概念 109
7.2 基本方程組 110
7.2.1 不可壓縮理想流體在重力作用下的波動是無旋的勢流運(yùn)動 110
7.2.2 重力表面波的基本方程組 111
7.2.3 邊界條件和初始條件 112
7.3 二維表面波 114
7.4 駐波 116
7.4.1 波形 116
7.4.2 波長和周期 117
7.4.3 駐波中個別流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況 118
7.4.4 駐波的壓力分布 120
7.5 行進(jìn)波 120
7.5.1 波形 121
7.5.2 行進(jìn)波中個別流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況 121
7.5.3 行進(jìn)波的壓力分布 124
7.6 波動能量及其傳遞 124
7.6.1 波動的勢能 124
7.6.2 波動的動能 125
7.6.3 駐波及行進(jìn)波的能量計算 126
7.6.4 波動能量的傳遞 127
習(xí)題 128
答案 130
主要參考文獻(xiàn) 179
附錄1 場論 180
附錄2 哈密頓算符 193
附錄3 曲線坐標(biāo)系 199
后記 209