本书系统讲述了以水为代表的不可压缩粘性流体力学的基本理论。全书共12章。前5章为粘性流体力学的基本理论与方程。第6~8章为紊流的基本理论与方程。第9~12章分别讲述各种典型的紊流流动，包括射流、尾流、圆管紊流、紊流平板边界层及明槽紊流等。附录为场论与张量基本运算知识。

本书可作为水利、水电、土木、环境、流洋、港口、海岸、船舶、机械及其他以流体特别是液体为对象的工程专业研究生粘性流体力学课程的教材或教学参考书，也可作为有关专业教师、科研和工程技术人员的参考用书。

目录

第1章粘性流动的基本概念与方程

1.1粘性流体流动

1.1.1引言

1.1.2粘性流动举例

1.1.3流体的粘性

1.2粘性流动的基本方程式

1.2.1研究流体运动的两种方法

1.2.2雷诺输运方程

1.2.3连续方程

1.2.4雷诺第二输运方程

1.2.5动量方程

1.2.6能量方程

1.2.7粘性流动中一点的偏应力张量

1.2.8粘性流动基本方程式

1.2.9变形速率张量

1.2.10本构方程

1.2.11纳维?斯托克斯方程

1.2.12纳维?斯托克斯方程的边界条件和初始条件

1.3明槽流动的纳维?斯托克斯方程

1.3.1不可压缩粘性流体在无界流场内的流动

1.3.2纳维?斯托克斯方程中的压强项改变为流体动

压强

1.3.3明槽水流纳维?斯托克斯方程

1.4粘性流动的相似律

1.5涡量方程

参考文献

第2章纳维?斯托克斯方程的解

目录

2.1平行流动

2.1.1库埃特流动

2.1.2泊肃叶流动

2.2运动平板引起的流动

2.2.1突然加速平板引起的流动(斯托克斯第一问题)

2.2.2振动平板引起的流动(斯托克斯第二问题)

2.3平面驻点流动(希门茨流动)

2.4重力作用下的平行流动

2.5平行平面间的脉冲流动

2.6奇异摄动法举例

2.7低雷诺数流动

2.7.1斯托克斯方程

2.7.2斯托克斯方程的一些基本解

2.7.3绕过球体的均匀流动

2.7.4奥辛近似

2.8边界层流动

参考文献

第3章边界层微分方程式

3.1边界层的基本特徵

3.2边界层微分方程式

3.2.1二维平面边界层微分方程式

3.2.2沿二维弯曲壁面及轴对称曲面的边界层方程

3.3边界层厚度

3.3.1边界层位移厚度

3.3.2边界层动量损失厚度

3.3.3边界层能量损失厚度

3.3.4举例

3.4边界层方程的相似性解

3.5边界层的分离现象

3.5.1分离现象

3.5.2边界层流速分布特点与分离现象

参考文献

第4章边界层微分方程式的精确解

4.1绕顺流放置平板的边界层流动

4.2绕过楔形体的边界层流动

4.3绕过柱体的边界层流动

4.4顺流放置平板的尾流

4.5平面层流射流

4.6圆形层流射流

4.7二维管道进口段流动

参考文献

第5章边界层微分方程式的近似解

5.1边界层动量积分方程式与能量积分方程式

5.2顺流放置平板边界层流动的近似解

5.3二维边界层流动的卡门?波豪森近似方法

5.4边界层方程近似解与精确解的比较

参考文献

第6章紊流

6.1由层流到紊流的转捩

6.1.1圆管流动的转捩

6.1.2壁面边界层流动的转捩

6.2层流稳定性理论

6.2.1层流稳定性基本概念

6.2.2奥尔?佐默费尔德方程

6.2.3奥尔?佐默费尔德方程的主要特性

6.2.4稳定性理论套用于顺流放置的平板边界层流动

6.2.5曲壁面层流边界层的稳定性问题

6.2.6影响层流稳定性的其他因素

6.3猝发现象

6.4紊流的统计平均方法

6.4.1时间平均法(时均法)

6.4.2空间平均法

6.4.3统计平均法(系综平均法)

6.4.4各态遍历假设

参考文献

第7章紊流的基本方程

7.1紊流连续方程和雷诺方程

7.2紊流能量方程

7.2.1紊流瞬时流动的总能量方程

7.2.2紊流时均的总能量方程

7.2.3紊流时均流动部分的能量方程

7.2.4紊流脉动部分的能量方程

7.2.5能量方程的积分形式

7.3紊流的涡量方程、旋涡的拉伸

7.4紊流计算中的k方程与 ε方程

7.4.1紊流脉动动能方程(k方程)

7.4.2紊流能量耗散率方程(ε方程)

7.5紊流的半经验理论

7.5.1涡粘性模型

7.5.2混掺长度理论

7.5.3涡量传递理论

7.5.4卡门相似性理论

7.5.5普适流速分布律

7.6紊流的基本特性

参考文献

第8章紊流扩散与离散

8.1分子扩散的菲克定律

8.2移流扩散方程

8.2.1移流扩散方程

8.2.2扩散方程

8.3随机游动与分子扩散

8.4紊流扩散

8.4.1泰勒紊流扩散理论

8.4.2欧拉法紊流扩散方程

8.5剪下流中的离散

参考文献

第9章紊动射流及尾流

9.1射流及尾流

9.2紊动射流及尾流的厚度和中心流速的沿程变化

9.2.1恆定射流

9.2.2尾流

9.3平面紊动射流

9.3.1微分方程解

9.3.2动量积分解

9.4圆形紊动射流

9.4.1圆形紊动射流的流速分布

9.4.2圆射流的紊动特性

9.5单独物体后的平面尾流

9.5.1平面尾流的流速分布

9.5.2平面尾流的紊动特性

参考文献

第10章圆管紊流

10.1圆管中的流速分布律

10.2圆管紊流的阻力

10.3粗糙圆管

10.3.1管道流动按粗糙的分区

10.3.2粗糙圆管的流速分布

10.3.3粗糙圆管的阻力规律

10.3.4实用管道

10.4管流的紊动特性

10.4.1管流中脉动流速与紊流切应力

10.4.2圆管紊流的断面能量平衡

10.4.3圆管紊流的频谱

参考文献

第11章紊流平板边界层

11.1紊流平板边界层的流速分布与分区结构

11.2紊流平板边界层的紊动特性

11.3紊流平板边界层的能量平衡

11.4紊流平板边界层的厚度和阻力

11.5粗糙平板紊流边界层

参考文献

第12章明槽紊流

12.1明槽紊流的分区结构与流速分布

12.1.1二维明槽均匀紊流理论分析

12.1.2分区结构与流速分布

12.2明槽紊流的阻力

12.3明槽紊流的紊动特性

12.3.1涡粘度与混掺长度

12.3.2紊流度

12.3.3明槽紊流的能量平衡

12.4粗糙壁面明槽紊流

12.4.1粗糙壁面的理论零点

12.4.2粗糙壁面明槽紊流的流速分布

12.4.3粗糙壁面明槽紊流的紊流度分布

12.4.4河流中的紊流

参考文献

附录场论与张量基本运算知识

参考书目

名词索引

人名索引

书名：粘性流体力学

粘性流体力学

出版社: 高等教育出版社; 第1版 (2009年6月1日)

丛书名: 高等学校教材

平装: 247页

正文语种: 简体中文

开本: 16

isbn: 7040262612

条形码: 9787040262612

商品尺寸: 22.4 x 16.6 x 1.2 cm

商品重量: 340 g

《粘性流体力学》从流体力学的基本方程出发，对粘性流体力学的基本理论进行了系统的讲述，对粘性流体运动的几类精确解问题进行了深入的分析和讨论，对流动稳定性和湍流的统计理论进行了系统的介绍。《粘性流体力学》的第1章和第2章首先对粘性流体的基本概念和方程进行了简明扼要的总结和归纳；第3章精心挑选粘性流体力学中有代表性的解析解的例子进行了详细讲解；第4章和第5章分别介绍了小雷诺数流动的蠕流问题和大雷诺数情况下的层流边界层，以帮助读者建立粘性流动的物理概念和认识粘性流动的基本规律；第6章对流动稳定性理论进行了介绍；第7章到第9章是对湍流基本方程、统计理论和切变湍流的介绍，为读者进一步认识和解决湍流问题提供必要的基础知识。《粘性流体力学》可作为力学、热能工程和工程热物理专业本科生教材，也可作为水利、气象、海洋、石油、化工、船舶、航空航天等非力学的工科专业研究生教学用书，并可供相关专业教师、科研人员和工程技术人员参考。 {zzjj}

第1章 引论

第1节 流体的粘性

1.1.1 粘性流体和理想流体

1.1.2 粘度

1.1.3 流体粘性的微观机理

第2节 流体运动的描述

1.2.1 迹线、脉线、流线和时间线

1.2.2 Helmholtz微元速度分解定理

1.2.3 应变率张量

1.2.4 涡量

第3节 作用在流体上的力

1.3.1 质量力

1.3.2 表面力

1.3.3 应力张量

1.3.4 表面张力

第4节 牛顿流体的本构关係

第5节 相关的场论及张量分析知识

1.5.1 自由标、哑标和求和公约

1.5.2 Kronecker符号和置换符号

1.5.3 Nabla运算元

1.5.4 张量的代数运算

1.5.5 广义高斯公式

第2章 粘性流体运动的基本方程

第1节 连续方程

第2节 动量方程

2.2.1 动量方程的一般形式

2.2.2 Navier-Stokes方程

第3节 流体的动量矩方程

第4节 流体的能量方程

第5节 流体力学方程组及其在常用坐标系中的表达式

2.5.1 流体力学方程组

2.5.2 在直角坐标系中的表达式

2.5.3 在柱坐标系中的表达式

2.5.4 在球坐标系中的表达式

第6节 非惯性系中的动量方程

第7节 流体力学方程组的定解条件

2.7.1 固壁边界条件

2.7.2 液体-流体界面的边界条件

第3章 粘性流体运动方程的精确解

第1节 平行平板间的定常剪下流

第2节 同轴圆筒间的定常流

3.2.1 同轴旋转圆筒间的Couette流

3.2.2 同轴圆筒间的轴向流

第3节 充分发展了的管流

3.3.1 圆管中的Poiseuille流

3.3.2 矩形截面管中的Poiseuille流

3.3.3 椭圆截面管中的Poiseuille流

第4节 非定常平行剪下流

3.4.1 平板突然起动

3.4.2 平板振荡流

3.4.3 圆管内Poiseuille流的起动过程

3.4.4 圆管振荡流

第5节 气泡的径向运动

第6节 非线性问题

3.6.1 楔形槽道内的平面径向流

3.6.2 轴对称驻点流

3.6.3 旋盘流

第7节 附录：量纲理论基础

3.7.1 量纲

3.7.2 量纲齐次性原理及套用

3.7.3 π定理

3.7.4 几个重要的相似参数

第4章 极低雷诺数的流动

第1节 小球的极慢运动

4.1.1 控制方程

4.1.2 速度分布

4.1.3 阻力公式

第2节 二维扩散槽内的径向流

第3节 楔形狭缝内的Couette流

第4节 偏心圆筒间狭缝内的流动

第5节 圆盘间的挤压流

第6节 Oseen近似

第7节 狭缝流的平均惯性法

第8节 雷诺数不很小的圆球定常绕流

4.8.1 流函式方程

4.8.2 流函式的Galerkin解

4.8.3 表面分离点的位置和驻涡的长度

第5章 不可压缩层流边界层

第1节 边界层的基本特徵

第2节 边界层方程和边界层厚度

5.2.1 二维边界层方程

5.2.2 边界层厚度

第3节 平板边界层

5.3.1 Blasius方程

5.3.2 Blasius方程的求解

第4节 边界层的相似性解

5.4.1 Falkner-Skan方程

5.4.2 二维收缩槽内的相似性解

5.4.3 平面自由射流

第5节 边界层的积分关係及套用

5.5.1 卡门动量积分关係

5.5.2 平板边界层的近似解

5.5.3 吸气平板边界层

5.5.4 沿曲面边界层的近似解

第6节 非定常层流边界层

5.6.1 在静止流体中物体突然起动

5.6.2 小幅高频振荡物体外的边界层

第6章 湍流的产生和流动稳定性理论

第1节 湍流的产生

6.1.1 雷诺圆管流动显示实验

6.1.2 流动稳定性和转捩

6.1.3 流动不稳定性的机理和典型的流动稳定性问题

第2节 流动稳定性问题的建立

6.2.1 流动稳定性问题中流动的数学定义

6.2.2 流动稳定性的定义和临界雷诺数

6.2.3 扰动方程

第3节 定常平面平行流的线性稳定性理论

6.3.1 定常平面平行流

6.3.2 定常平面平行流线性扰动方程

6.3.3 Orr-Sommerfeld方程及其本徵值问题

6.3.4 Squire变换和Squire定理

6.3.5 O-S方程的无粘近似——Rayleigh方程及Rayleigh定理

6.3.6 典型流动线性稳定性结果

第4节 流动的非线性稳定性理论

6.4.1 I,andau方程

6.4.2 能量稳定性理论

第5节 二维平板层流边界层的稳定性和转捩

第7章 湍流运动的基本方程及其封闭模式

第1节 湍流运动的不规则性

第2节 湍流的统计方法

7.2.1 时间平均法

7.2.2 空间平均法

7.2.3 系综平均法

7.2.4 各态遍历假设

7.2.5 平均值和脉动值的运算法则

第3节 平均运动方程和脉动运动方程

7.3.1 雷诺方程

7.3.2 脉动方程

第4节 雷诺应力和雷诺应力输运方程

7.4.1 雷诺应力的物理意义

7.4.2 雷诺应力和湍动能的输运方程

7.4.3 雷诺应力和湍动能的输运过程

第5节 湍流统计方程的封闭模式

7.5.1 涡粘模式

7.5.2 雷诺应力模式

第8章 均匀各向同性湍流和湍流统计理论

第1节 相关函式和Fourier谱分析

8.1.1 相关函式

8.1.2 湍流脉动的谱

第2节 均匀湍流场常用的相关函式和谱张量

8.2.1 均匀湍流中常用的相关函式和谱张量

8.2.2 均匀湍流场二阶速度相关及其谱张量的性质

第3节 均匀各向同性湍流场的相关函式和谱张量

8.3.1 均匀各向同性湍流

8.3.2 均匀各向同性湍流的相关函式

8.3.3 不可压缩均匀各向同性湍流的相关函式及性质

第4节 不可压缩均匀各向同性湍流的动力学方程

8.4.1 不可压缩均匀湍流的基本方程

8.4.2 不可压缩均匀湍流两点二阶速度相关函式的动力学方程

8.4.3 不可压缩各向同性湍流的Karman-Howanh方程

8.4.4 湍动能的耗散方程和Taylor微尺度

第5节 不可压缩均匀各向同性湍流中的湍动能传输链

8.5.1 不可压缩各向同性湍流中湍动能的传输方程

8.5.2 不可压缩各向同性湍流中湍动能的传输链

8.5.3 各向同性湍流中的特徵尺度

第6节 局部各向同性湍流及其性质

8.6.1 Kolmogomv的局部各向同性假定和能谱的-5/3幂次律

8.6.2 结构函式

8.6.3 Kolmogomv局部各向同性湍流的标度律

8.6.4 各向同性湍流结构函式的动力学方程

第9章 切变湍流统计特性和湍流相干结构

第1节 槽道湍流的统计特性

9.1.1 流动的描述

9.1.2 平均运动方程

9.1.3 近壁区特徵尺度及分层模型

9.1.4 平均速度分布

9.1.5 摩擦因数和雷诺数

9.1.6 雷诺应力

第2节 湍流边界层

9.2.1 流动的描述

9.2.2 薄剪下层近似的平均运动方程

9.2.3 平均速度分布

9.2.4 雷诺应力

第3节 自由切变湍流的统计特性

9.3.1 流动的描述

9.3.2 自由切变湍流的自相似性

第4节 切变湍流的相干结构

9.4.1 壁湍流中的相干结构

9.4.2 自由切变湍流的相干结构

第5节 湍流的控制

9.5.1 雷诺应力与湍流壁面摩擦阻力的关係

9.5.2 壁湍流减阻的被动控制

9.5.3 壁湍流减阻的主动控制

参考文献