图书介绍
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- 张莉莉，王峰等编著 著
- 出版社： 北京：清华大学出版社
- ISBN：9787302411031
- 出版时间：2015
- 标注页数：248页
- 文件大小：95MB
- 文件页数：260页
- 主题词：水力学－高等学校－教材
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图书目录
第1章 绪论1
1.1 流体力学及其任务1
1.1.1 流体力学研究的对象1
1.1.2 流体力学的发展2
1.1.3 流体力学的任务4
1.2 常用的流体力学模型4
1.2.1 流体的连续介质力学模型5
1.2.2 不可压缩流体的力学模型5
1.2.3 理想流体力学模型5
1.3 分析流体力学的理论基础6
1.4 作用在流体上的力6
1.4.1 力的分析方法和力的分类7
1.4.2 质量力7
1.4.3 表面力7
1.5 流体的主要物理性质8
1.5.1 惯性8
1.5.2 重力特性9
1.5.3 压缩性和膨胀性10
1.5.4 黏性12
思考题和习题17
第2章 流体静力学19
2.1 静水压强及其特性19
2.1.1 静水压强的定义19
2.1.2 静水压强的特性19
2.2 流体平衡微分方程及其积分21
2.2.1 流体平衡微分方程21
2.2.2 流体平衡微分方程的积分22
2.2.3 等压面及其特性23
2.3 重力场中流体静压强的分布规律23
2.3.1 流体静压强的基本方程式23
2.3.2 压强的计算基准25
2.3.3 压强的度量单位25
2.3.4 压差计26
2.4 作用于平面的静水压力27
2.4.1 解析法28
2.4.2 图解法30
2.5 作用于曲面的静水压力32
2.6 作用在潜体和浮体上的静水压力35
2.7 流体的相对平衡36
2.7.1 等加速直线运动中流体的平衡36
2.7.2 等角速度旋转运动中流体的平衡37
思考题和习题38
第3章 流体运动学43
3.1 描述流体运动的两种方法43
3.1.1 拉格朗日法43
3.1.2 欧拉法44
3.2 流体运动的基本概念45
3.2.1 恒定流和非恒定流45
3.2.2 流线和迹线46
3.2.3 元流和总流48
3.2.4 流量和断面平均流速49
3.2.5 流动的分类50
3.3 连续性方程52
3.3.1 连续性微分方程53
3.3.2 恒定总流连续性方程54
3.4 流体微团的运动分析55
3.5 有旋流动和无旋流动57
思考题和习题58
第4章 流体动力学基础60
4.1 流体运动微分方程60
4.1.1 理想流体运动微分方程60
4.1.2 黏性流体运动微分方程61
4.2 恒定元流能量方程65
4.2.1 理想流体运动微分方程的伯努利积分65
4.2.2 恒定元流能量方程的物理意义和几何意义67
4.2.3 黏性流体元流能量方程68
4.3 恒定总流能量方程68
4.3.1 恒定总流能量方程的推导68
4.3.2 能量方程的应用条件和注意事项70
4.3.3 总水头线和测压管水头线70
4.3.4 能量方程的应用71
4.4 恒定总流动量方程74
4.4.1 恒定总流动量方程的推导74
4.4.2 动量方程的应用75
思考题和习题77
第5章 量纲分析与相似原理82
5.1 量纲概念与量纲和谐定理82
5.1.1 量纲和单位82
5.1.2 有量纲数和无量纲数83
5.2 相似概念及其基本内容83
5.2.1 流动现象相似的原理83
5.2.2 流体相似的特征84
5.3 量纲分析和相似准则推导方法86
5.3.1 量纲和谐原理86
5.3.2 量纲分析法87
5.3.3 流体相似准则90
5.4 模型律的应用举例95
5.4.1 模型律的选择95
5.4.2 模型的设计95
思考题和习题97
第6章 流动阻力和能量损失98
6.1 流动阻力和能量损失分类98
6.1.1 沿程阻力和沿程水头损失98
6.1.2 局部阻力及局部水头损失98
6.1.3 总水头损失99
6.2 雷诺实验及流态判别99
6.2.1 雷诺实验100
6.2.2 流态的判别102
6.3 沿程水头损失与切应力的关系103
6.3.1 沿程水头损失104
6.3.2 均匀流方程式104
6.3.3 圆管过流断面上切应力分布规律105
6.4 圆管中的层流运动105
6.4.1 速度分布及平均流速105
6.4.2 沿程阻力损失的计算107
6.5 紊流运动108
6.5.1 紊流的特征与时均化108
6.5.2 紊流切应力109
6.5.3 普朗特混合长度理论110
6.5.4 黏性底层112
6.6 紊流的沿程水头损失114
6.6.1 尼古拉兹实验曲线114
6.6.2 人工粗糙管λ的半经验公式115
6.6.3 工业管道λ的计算117
6.6.4 沿程阻力系数的经验公式118
6.7 局部阻力损失计算120
6.7.1 突然扩大管121
6.7.2 突然缩小管122
6.7.3 几种典型管配的局部水头损失系数122
思考题和习题124
第7章 孔口、管嘴和管路流动127
7.1 孔口恒定出流127
7.1.1 薄壁小孔口自由出流127
7.1.2 淹没出流129
7.2 管嘴出流130
7.2.1 圆柱形外管嘴恒定出流131
7.2.2 收缩断面的真空131
7.2.3 圆柱形外管嘴的正常工作条件132
7.2.4 其他形式的管嘴132
7.3 孔口的变水头出流133
7.4 短管的水力计算134
7.4.1 短管水力计算的基本公式134
7.4.2 短管水力计算问题135
7.5 长管的水力计算138
7.5.1 简单管路138
7.5.2 复杂管路141
7.6 有压管道中的水击143
7.6.1 水击发生的原因143
7.6.2 水击压强的计算145
7.6.3 防止水击危害的措施146
7.7 离心水泵的原理与应用146
7.7.1 离心水泵的工作原理146
7.7.2 离心水泵的性能参数147
7.7.3 离心泵的性能曲线与工作点的确定148
思考题和习题150
第8章 明渠均匀流154
8.1 明渠的特征154
8.1.1 明渠底坡154
8.1.2 明渠断面155
8.1.3 明渠断面的几何要素156
8.2 明渠均匀流的特征及形成条件158
8.2.1 明渠均匀流的特征158
8.2.2 明渠均匀流的发生条件158
8.3 明渠均匀流的计算公式159
8.4 明渠水力最优断面和允许流速161
8.4.1 水力最优断面161
8.4.2 允许流速162
8.5 明渠均匀流水力计算的基本问题164
8.5.1 校核渠道的输水能力164
8.5.2 确定渠道底坡165
8.5.3 确定渠道断面尺寸166
8.6 无压圆管均匀流168
8.6.1 无压圆管均匀流的特征168
8.6.2 无压圆管水力最优条件169
8.6.3 无压圆管的水力计算问题170
8.6.4 最大充满度和设计流速172
8.7 复式断面明渠的水力计算172
思考题和习题173
第9章 明渠非均匀流175
9.1 明渠非均匀流的基本问题175
9.1.1 明渠非均匀流形成条件175
9.1.2 明渠非均匀流的特征176
9.1.3 明渠非均匀流的主要研究问题176
9.2 明渠水流的流态及判别标准176
9.2.1 明渠水流流态176
9.2.2 微幅干扰波波速177
9.2.3 弗劳德数Fr179
9.3 断面单位能量与临界水深180
9.3.1 断面单位能量180
9.3.2 临界水深181
9.3.3 临界底坡182
9.4 水跃与水跌183
9.4.1 水跃183
9.4.2 水跌187
9.5 明渠恒定非均匀渐变流的微分方程188
9.6 棱柱形渠道中恒定非均匀渐变流水面曲线分析190
9.6.1 渐变流水面曲线变化分析190
9.6.2 渠道底坡变化时水面曲线的分析197
9.7 明渠非均匀渐变流水面曲线的计算198
9.7.1 分段求和法基本公式198
9.7.2 渠道的分段原则199
9.7.3 分段求和法的计算方法200
思考题和习题202
第10章 堰流和闸孔出流205
10.1 堰流及其水力特征206
10.1.1 堰和堰流206
10.1.2 堰流的分类206
10.1.3 堰流基本公式207
10.2 宽顶堰207
10.2.1 自由式无侧收缩宽顶堰207
10.2.2 淹没式无侧收缩宽顶堰209
10.2.3 侧收缩宽顶堰209
10.3 薄壁堰211
10.3.1 矩形薄壁堰211
10.3.2 三角形薄壁堰213
10.3.3 梯形薄壁堰214
10.4 实用断面堰215
10.4.1 实用断面堰及其分类215
10.4.2 实用断面堰的计算216
10.5 闸孔出流217
10.5.1 闸孔出流与堰流的水流状态比较217
10.5.2 闸孔出流特征217
10.5.3 闸孔自由出流218
10.5.4 闸孔淹没出流220
10.6 桥孔过流水力计算220
10.6.1 小桥孔过流的水力特性220
10.6.2 小桥孔过流的水力计算221
思考题和习题224
第11章 渗流225
11.1 概述225
11.1.1 渗流理论的应用225
11.1.2 水在土壤中的存在状态225
11.1.3 渗流模型226
11.2 渗流基本定律226
11.2.1 达西定律227
11.2.2 达西定律的适用条件227
11.2.3 渗流系数228
11.3 地下水的均匀流和非均匀流229
11.3.1 恒定均匀渗流229
11.3.2 恒定非均匀渐变渗流229
11.4 集水廊道和井的渗流计算233
11.4.1 集水廊道234
11.4.2 潜水井235
11.4.3 自流井236
11.4.4 大口井与基坑排水237
11.4.5 井群238
思考题和习题240
部分习题答案243
参考文献248