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流体力学（航海类专业用）
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作　者：主编
ISBN：5出版时间：页数：181
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《流体力学（航海类专业用）》简介：　　《流体力学》内容所研究的对象主要是液流，并且偏重于其在工程实际中的各方面应用，故也称为工程液体力学。《流体力学》是高等学校（包括职业技术学院）航海类各专业，如航海技术（内河）、轮机工程、港航监督、船舶设计与制造、船舶机械及动力装置以及船舶检验等专业（主要指高职高专或应用型本科）而编写的少学时教材。《流体力学》分为两篇共九章，内容包括第一篇流体力学基础理论：绪论、流体静力学、一元流动的基本方程与相似理论、流动型态与水头损失；第二篇专题部分：孔口、管嘴和管路的水力计算、液体的节流与缝隙流动、机翼理论基础知识、明渠水流、波浪理论简介等。选用《流体力学》时，各专业可根据教学大纲要求，对所要讲援的章节进行适当的取舍。《流体力学》也可作为相关专业工程技术人员的参考书。
暂缺《流体力学（航海类专业用）》作者简介
《流体力学（航海类专业用）》目录：第一篇基础理论部分第一章绪论§1-1概述§1-2流体的基本特性和主要物理性质§1-3连续介质和理想流体的概念§1-4作用于流体上的力思考题习题第二章流体静力学§2-1流体静压强及其特性§2-2静止流体的平衡微分方程式§2-3流体静压强的基本方程§2-4流体静压强的表示方法§2-5连通器内液体的平衡、等压面§2-6水头与比势能§2-7流体静压强的量测§2-8流体静压强分布图§2-9作用在平面壁上的流体总静压力§2-10作用于曲面壁上的流体总静压力§2-11作用于物体上的流体总静压力，潜体、浮体的平衡及其稳定性§2-12重力和惯性力同时作用下的液体相对平衡思考题习题第三章一元流动的基本方程式与相似理论§3-1流体动力学的基本概念§3-2恒定流的连续方程式§3-3恒定流微小流束的能量方程式§3-4渐变流、急变流及其特性§3-5恒定总流的能量方程式§3-6能量方程式的工程应用举例§3-7恒定流的动量方程式§3-8恒定流动量方程式的工程应用举例§3-9流体相对运动的能量方程式§3-10液体的曲线运动§3-11量纲分析和相似理论§3-12理想流体空间流动及平面流动的一般概念思考题习题第四章流动型态和水头损失§4-1流动阻力与水头损失的分类§4-2流体流动的两种型态§4-3均匀流沿程水头损失与切应力的关系§4-4圆管层流的沿程水头损失计算§4-5紊流结构及其特征§4-6紊流时沿程阻力系数的变化规律§4-7局部水头损失的计算§4-8边界层理论简介思考题习题第二篇专题部分第五章孔口、管嘴和管路的水力计算§5-1孔口、管嘴计算概述§5-2薄壁孔口的恒定自由出流§5-3圆柱形外伸管嘴的恒定自由出流§5-4薄壁孔口的非恒定自由出流§5-5管路计算概述§5-6长管的水力计算§5-7短管的水力计算§5-8水泵装置的水力计算§5-9压力管路中的水击现象思考题习题第六章液体的节流与缝隙流动§6-1油液流经小孑L的流量计算§6-2油液流经缝隙的流量计算思考题习题第七章机翼理论基础知识§7-1机翼及其几何要素§7-2二元机翼的升力理论§7-3机翼的动力特性§7-4有限翼展机翼简介思考题第八章明渠水流§8-1明渠的类型及其对水流运动的影响§8-2明渠水流的三种流态§8-3泥沙运动概述§8-4河流中的副流§8-5弯道水流§8-6科里奥里斯惯性力对河道演变的影响思考题习题第九章波浪理论简介§9-1波的形成§9-2波浪的几何要素§9-3船行波与兴波阻力思考题主要参考文献
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合作单位：工程流体力学考试重点_中华文本库
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质量力：质量力是作用于每一流体质点（或微团）上的力，与体积或质量成正比。 表面力：表面力是作用在所考虑的流体表面上的力，且与流体的表面积大小成正比。外界通过接触传递，与表面积成正比的力。 3.
当不计温度效应，压强的变化引起流体体积和密度的变化，称为流体的压缩性。当流体受热时，体积膨胀，密度减小的性质，称为流体的热胀性。 4.
单位压强所引起的体积变化率（压缩系数
正值，而相对压强p则可正可负。
p?p?pa，绝对压强和相对压强之差是一个当地大气压pa。
强近似按静压分布即为常数。
30. 急变流是流速的大小和方向沿程急剧改变的
流动，其特征是流线间夹角很大或曲率半径较小或二者兼而有之，流线是曲线，过水断面不是一个平面。
31. 根据流场中各运动要素与空间坐标的关系，
流体运动又分为一维流动、二维流动和三维流动。若流体的运动要素是三个空间坐标和时间t的函数，这种流动称为三维流动。若只是两个空间坐标和时间t的函数，就称为二维流动。若仅是一个空间坐标和时间t的函数，则称为一维流动。
32. 流束：过流体中任一过流断面上各点作流线，
则得到充满流管的一束流线簇，称为流束。在流束中与各流线相铝直的横截面称为过流断面。
33. （1）有压流动：总流的全部边界受固体边界
的约束，即流体完全充满流道的流动；（2）无压流动：总流边界的一部分受固体边界约束，另一部分与气体或空气接触，流体有自由液面的流动；（3）射流：总流边界不受固体边界约束，液流完全与气体或空气接触，形成自由液面的流动。
34. 流量是指单位时间内通过渠道、管道等某一
过流断面的通量。体积流量：
17. 压强的三种度量单位：1）用单位面积上的力
来表示，即应力单位。以压强的基本定义出发：Pa（N/m）；2）以大气压的倍数表示。以大气压来表示：标准大气压 atm温度为0℃，海平面上的压强，即101.325kPa。工程大气压 at
海拔200米处的正常大气压
1at=1kgf/cm2，1kgf=9.8N；3）以液柱高度
）。?表示压强。以液柱表示：mH2O,mmH2O或mmHg。 ?p??p?越容易
Vdp压缩18. PX??gh
CAX?pCAXdpdp。
E??P??V??,?P??液体作用在柱面上水静压力的水平分力，其E?
dVd?。 大小等于作用在该柱面在铅垂平面的投影面
单位温度所引起的体积变化率（体积热胀系上的水静压力。水平分力的作用线通过投影
数?V?）。 面积的压强中心，方向指向柱面。hC为平
VdT黏性是流体抵抗剪切变形的一种属性。当流面AX形心C处的淹没深度。
体内部的质点间或流层间发生相对运动时，19. PZ??gVP
液体作用在柱面上水产生切向阻力（摩擦力）抵抗其相对运动的特性，称作流体的黏性。流体的黏性是流体
静压力的铅直分力等于压力体内液体的重量。 20.
duF??Adudy
其中F——内摩擦力，N；——法向速度梯度，即在与流
dyy方向流体速度的变化率，体方向相互垂直的
1/s；?——比例系数，称为流体的黏度或动力黏度，Pa?s。
表明流体层间的内摩擦力
dy或切应力与法向速度梯度成正比。
产生流动阻力的根源。
液体的黏度随温度升高而减小，气体的黏度则随温度升高而增大。液体主要是内聚力，气体主要是热运动。温度间距
合力P的作用线
??arctan(PZ/PX)
21. 压力体：
实压力体：压力体abc包含液体体积，垂直分力方向垂直向下。虚压力体：压力体abc不包含液体体积，垂直分力方向垂直向上。
22. 描述流体运动的两种方法：1）拉格朗日法：
是以流场中每一流体质点作为描述对象的方法，它以流体个别质点随时间的运动为基础，通过综合足够多的质点运动而获得整个流动规律。2）欧拉法；是以流体质点流经流场中各空间点的运动即以流场作为描述对象研究
?1??2，则v1A1?v2A2。 ?u?u?u?ua??u?v?w三大模型：1）连续介质模型；2）不可压缩 分流： xQ1?Q2?Q3?t?x?y?z流体模型；3）理想流体模型。
vA?vA?vA当把流体看作是连续介质后，表征流体性质23. 欧拉法度 1汇流：1 2233?v加速?v表达?v式：?v38.Q1?Q2?Q3
ay??u?v?w，的密度、速度、压强和温度等物理量在流体
?t?x?y?z39.vA3中也应该是连续分布的。优点：可将流体的，加速度由两部分组成：第一部分是由于某 1A恒定总流的能量方程：1）理想流体恒定元流1?v2A2?v3
2各物理量看作是空间坐标和时间的连续函一空间点上的流体质点的速度随时间的变化的能
p1量u12方程p2：u2?w?w?w?w数，从而可以引用连续函数的解析方法等数z1???z2??az???wvu?v2?2g?2g,,；第二部分是某学工具来研究流体的平衡和运动规律。 速度，t?y?z。单位重量理想元流的能量方程式一般表达
pu?t?t?t流体静压强的特性：1）流体静压强的方向垂一瞬时由于流体质点的速度随空间点的变化式为：z???C。物理意?2g直指向受压面或沿作用面的内法线方向；2）而引起的，称为迁移加速度，又称为位变加义：z表示单位重量流体所具有的位置势能
?u?u?up,v,w，当地加平衡流体中任意一点流体静压强的大小与作速度，u（简称位能）表示单位重量流体所具有
p?x?y?z?用面的方位无关，只与点的空间位置有关。 速度和迁移加速度之和称为总加速度。 的压强势能（简称压能），z?表示单
1?p1?p1?pX??0,Y??0,Z24.? ?0位重量流体所具有的总势能，表示单
??x??y?动时空间点上各运动要素均不随时间而变化?z2g。位重量流体2所具有的动能，
dp??(Xdx?Ydy?Zdz)的流动。 表示单位重量流体所具z??
?2g全微分方程。 25. 非恒定流：又称非定常流，是指流场中的流有的总机械能。几何意义：z表示位置水头，pp2在平衡流体中，压强相等的各点所组成的面体流动空间点上各水力运动要素随时间的变表示压强水头，z?u?表示测压管
2?称为等压面。特性：1）在平衡流体中，通过化而变化的流动。 水头（又称为静压）
pu，2g表示速度水头，
任意一点的等压面，必与该点所受的质量力26. 流线：是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，表示总水头（又称为全z??
2g相互垂直。当流体处于绝对静止时，等压面在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与压）。 ?
是水平面。2）当两种互不相溶的液体处于平衡状态时，分界面必定是等压面。
该曲线相切，因此流线是同一时刻，不同流体质点所组成的曲线。（1）同一时刻的不同流线，不能相交；（2）流线不能是折线，而是一条光滑的曲线；（3）流线簇的疏密反映了速度的大小。
27. 均匀流：是指流场中同一条流线各空间点上
的流速相同的流动，否则，则为非均匀流。 28. 非均匀流：非均匀流流场中相应点的流速大
小或方向同时沿程改变，即沿流程方向速度分布不均匀。
29. 渐变流是流速的大小和方向沿流线逐渐改变
的非均匀流。两个重要性质：1）渐变流过流断面近似为平面；2）渐变流过流断面上的压
40. 理想不可压缩的元流能量方程的几何意义说
明理想不可压缩流体在重力作用下作恒定流动时，沿同一流线（或微元流束）上各点的单位重量流体所具有的位置水头、压强水头和速度水头之和保持不变，即总水头是一常数。
气体的分子热运动
液体的分子
Q??AudA（m3/s）；质量流
?udA量：Qm?（m）。 udAAAQ??断面平均流速v??
A性方程A：恒定总流的连续
?A1?1u1dA1??A2?2u2dA2??1v1A1?
。对于不可压缩均质流体，由于
15. 对于不可压缩流体，密度
pz??C：不可压缩流体静压强
?g基本议程式的物理意义是：
pz是单位重量流体
对基准平面的位能，能
?g体具有的压力能，单位重量静止流体的压力
守恒定律在静止流体能量特性的表现。 16. 压强的计量基准：以完全真空（
是单位重量的流
241. 黏性流体恒定总流的能量方程（伯努利方程）
为基准起算的压强称为绝对压强，用p表示。以当地大气压强为基准来计量的压强称为相对压强，用p表示。绝对压强
和位能z之和为一常数。这是能量
适用条件：1）流体是不可压缩的，流动为恒定流；2）质量力只有重力；3）过流断面为均匀流或渐变流断面；4）两过流断面间没有能量的输入或输出，否则应进行修正，修正如下：
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