了得網研究生_工程流體力學第2版丁祖榮

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工程流體力學第2版丁祖榮
該商品所屬分類：研究生 -> 工學
【市場價】	540-784元
【優惠價】	338-490元
【作者】	丁祖榮
【所屬類別】	圖書教材研究生/本科/專科教材工學
【出版社】	機械工業出版社
【ISBN】	9787111737292
【折扣說明】	一次購物滿999元台幣免運費+贈品一次購物滿2000元台幣95折+免運費+贈品一次購物滿3000元台幣92折+免運費+贈品一次購物滿4000元台幣88折+免運費+贈品
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內容介紹

開本：16開

紙張：膠版紙

包裝：平裝-膠訂

是否套裝：否

國際標準書號ISBN：9787111737292

叢書名：上海普通高校優秀教材

作者：丁祖榮

出版社：機械工業出版社

出版時間：2023年12月

內容簡介

上海普通高校優秀教材工程流體力學
第2版丁祖榮編著
機械工業出版社
本書遵循錢學森先生倡導的工程科學思想和應用力學方法論編著，並符合高等學校力學教學指導委員會和力學基礎課程指導分委員會最新制定的《流體力學課程教學基本要求》。
緒論篇介紹工程科學思想和應用力學方法。基礎篇包括流體基本概念、流體靜力學、流體運動學、流體動力學、量綱分析法與相似理論。問題導向篇包括圓管流動與混合長度理論、縫隙流動與流體動力學潤滑理論、氣體噴管流動與一維等熵流模型。
本書的適用對像是機械工程類專業及其他少學時專業的本科生，也可供相關專業的教師和工程技術人員參考。

目錄
第2版前言
第1版前言
主要符號表
A緒論篇
A1.1對流體運動的認識 1
A1.2流體力學從經典到近代的
發展3
A1.2.1經典流體力學時期3
A1.2.2近代流體力學時期4
A1.2.3近代流體力學的技術成就6
A1.3應用力學的研究方法7
A1.3.1應用力學研究步驟7
A1.3.2用黨的二十大精神指導教學9目錄
第2版前言
第1版前言
主要符號表
A緒論篇
A1.1對流體運動的認識 1
A1.2流體力學從經典到近代的
發展3
A1.2.1經典流體力學時期3
A1.2.2近代流體力學時期4
A1.2.3近代流體力學的技術成就6
A1.3應用力學的研究方法7
A1.3.1應用力學研究步驟7
A1.3.2用黨的二十大精神指導教學9
A1.4單位制10
參考文獻10B基礎篇
B1流體基本概念12
B1.1連續介質模型12
B1.1.1流體的宏觀特性12
B1.1.2流體質13
B1.1.3連續介質模型概述13
B1.2流體的易變形性14
B1.2.1流體易變形性的表現14
B1.2.2流體易變形的原因 15
B1.3流體的黏性16
B1.3.1流體黏性的表現16
B1.3.2牛頓黏性定律17
B1.3.3黏度20
B1.4流體的可壓縮性21
B1.5常用的流體模型23
B1.5.1無黏性與黏性流體模型24
B1.5.2不可壓縮與可壓縮流體
模型25
B1.6流體中的力26
B1.6.1體積力與重力場27
B1.6.2表面應力與壓強場 28
習題30
B2流體靜力學32
B2.1靜止液體中的壓強分布 32
B2.1.1靜止液體壓強公式32
B2.1.2壓強的計示與計量34
B2.2流體靜力學基本方程35
B2.3靜壓強測量36
B2.4歐拉平衡方程38
B2.5液體對平壁的總壓力41
B2.5.1平壁總壓力大小42
B2.5.2平壁總壓力作用點43
B2.6液體對曲壁的總壓力45
B2.6.1液體對二維曲壁的總壓力46
B2.6.2浮力定律48
習題50
B3流體運動學55
B3.1流動的數學描述 55
B3.1.1歐拉法與拉格朗日法55
B3.1.2質點導數57
B3.1.3控制體與雷諾輸運公式60
B3.1.4曲面流量62
B3.2流動的分類64
B3.2.1定常與不定常流動64
B3.2.2三維、二維與一維流動65
B3.3流動的幾何描述67
B3.3.1速度廓線與剖面67
B3.3.2跡線67
B3.3.3流線68
B3.3.4脈線70
B3.3.5流管、流束與總流71
 目錄B3.的變形與旋轉71
B3.4.1線應變率71
B3.4.2角變形率73
B3.4.3旋轉角速度74
習題76
B4流體動力學79
B4.1質量守恆方程 79
B4.1.1積分形式的連續性方程79
B4.1.2微分形式的連續性方程81
B4.2伯努利方程及其應用83
B4.2.1伯努利方程83
B4.2.2伯努利方程沿總流的表
達式88
B4.2.3伯努利方程的水頭表達式91
B4.2.4伯努利方程的推廣形式92
B4.3動量方程及其應用93
B4.3.1積分形式的動量方程93
B4.3.2定常流動量方程應用
舉例94
工程流體力學第2版B4.4層流與湍流98
B4.5納維-斯托克斯方程102
B4.5.1流體運動微分方程 102
B4.5.2N-S方程103
B4.5.3定解條件105
B4.5.4N-S方程的求解與建模106
B4.6歐拉運動方程108
B4.7雷諾方程與雷諾應力109
習題111
B5量綱分析法與相似理論 115
B5.1量綱與無量綱化115
B5.2量綱分析法118
B5.2.1白金漢定理118
B5.2.2量綱分析法118
B5.3流動相似與相似準則123
B5.3.1流動相似的概念123
B5.3.2確定相似準則數的方法 124
B5.3.3常用的相似準則數125
B5.4模型實驗與相似理論127
B5.4.1模型實驗127
B5.4.2相似理論簡介127
習題130C問題導向篇
C1圓管流動與混合長度理論132
C1.1問題：如何計算圓管湍流阻力132
C1.2圓管層流流動133
C1.2.1實驗與觀察：泊肅葉與
哈根實驗133
C1.2.2建模與求解：速度分布
拋物線律135
C1.2.3泊肅葉定律136
C1.3圓管湍流流動138
C1.3.1實驗與觀察：湍流時均
速度和脈動速度138
C1.3.2分析與建模：混合長度
理論140
C1.3.3求解：速度分布對數律141
C1.4圓管流動沿程損失146
C1.4.1沿程阻力通用公式——
達西公式146
C1.4.2實驗與觀察：圓管阻力實驗147
C1.4.3求解：阻力繫數公式151
工程流體力學（問題導向型）（上冊）C1.4.4應用：穆迪圖及管道水
力計算156
C1.4.5應用：非圓形管流動沿
程損失160
C1.5圓管流動局部損失162
C1.6管路的工程計算167
C1.6.1管路工程計算簡介167
C1.6.2管路的工程計算式169
C1.6.3簡單管路計算171
C1.6.4串聯與並聯管路計算175
C1.6.5枝狀管路計算178
C1.6.6網狀管路計算180
C1.7小結184
參考文獻185
習題186
C2縫隙流動與流體動力學潤滑
理論 190
C2.1問題：滑動軸承的油膜如何
產生向上托力 190
C2.2實驗與觀察191
C2.3平行平面縫隙流動192
C2.3.1物理和數學建模193
C2.3.2求解與分析 194
C2.4傾斜平面縫隙流動——流體
動力學潤滑理論 198
C2.4.1物理和數學建模 198
C2.4.2求解與分析200
C2.5環形縫隙軸向流動204
C2.5.1同心環形縫隙軸向流動204
C2.5.2偏心環形縫隙軸向流動205
C2.6平行圓盤縫隙徑向流動206
C2.7小結208
參考文獻209
習題210
C3氣體噴管流動與一維等熵流
模型213
C3.1問題：如何獲得超聲速氣流 213
C3.2有關超聲速氣流的概念 214
C3.2.1聲速214
C3.2.2超聲速流場中擾動波傳
播規律215
C3.2.3激波與膨脹波簡介217
C3.3實驗與觀察219
C3.3.1拉伐爾噴管219
C3.3.2斯托多拉實驗和普朗特
實驗220
C3.4建模與分析：完全氣體模型221
C3.5建模與分析：一維等熵流動
模型224
C3.5.1絕能流能量方程 224
C3.5.2等熵流伯努利方程225
C3.5.3等熵流氣動函數226
C3.6應用：拉伐爾噴管流動原理228
C3.7應用：噴管流動計算231
C3.7.1收縮噴管流動計算231
C3.7.2拉伐爾噴管流動計算232
C3.8小結235
參考文獻 236
習題237D附錄D1常用數據239
D1.1常用流體的物理性質 239
D1.2單位換算表 241
D1.3有關數學公式243
D1.3.1直角坐標繫中的矢量運算243
D1.3.2柱坐標繫中的表達式244
D1.4有關幾何圖形與公式 245
D1.5等熵流氣動函數數據246
D2習題答案251
參考文獻257[1]ⅩⅢ

前言

本書的編寫遵循錢學森的工程科學思想和應用力學方法論，得到業內專家和同行的肯定，第1版（2013）獲上海普通高校優秀教材獎（一等獎，2015）。根據多年來的教學實踐和使用單位的反饋意見，對第1版進行了修訂，仍保持緒論篇、基礎篇和問題導向篇三部分格局，說明如下。
（1）根據工程科學的思想，工程流體力學需避免單純經驗性的傾向，首先應建立在堅實的理論基礎之上。本版仍延續第1版的傳統，基礎篇包含了較完整的理論體繫、較繫統的推導和演繹，但敘述和表達方法盡量簡明扼要，讓工科學生易於理解和掌握。例如，關於流體質、流體易變形性、流體內摩擦概念、應力矩陣的特殊形式、控制體和雷諾輸運公式變形和旋轉取一點鄰域極限的觀念、伯努利方程的多種形式、N-S方程建模與求解、模型實驗與相似理論等知識點，采用了與其他教材有所不同的解釋和表述，讓讀者獲得清晰的物理概念，夯實理論基礎，以利於後面的工程應用。
（2）根據應用力學方法論，在問題導向篇仍采用問題導向型敘述方法，即遵循學生的認識規律，按照提出問題—實驗與觀察—建模與求解—應用—小結等步驟，逐步展開。為了讓讀者了解研究和解決問題的全過程，盡量追溯每個知識點的源頭，還原其歷史本來面貌，其中有些內容是首次寫入教科書中。在每一章後附有詳細的原始文獻。本書的編寫遵循錢學森的工程科學思想和應用力學方法論，得到業內專家和同行的肯定，第1版（2013）獲上海普通高校優秀教材獎（一等獎，2015）。根據多年來的教學實踐和使用單位的反饋意見，對第1版進行了修訂，仍保持緒論篇、基礎篇和問題導向篇三部分格局，說明如下。
（1）根據工程科學的思想，工程流體力學需避免單純經驗性的傾向，首先應建立在堅實的理論基礎之上。本版仍延續第1版的傳統，基礎篇包含了較完整的理論體繫、較繫統的推導和演繹，但敘述和表達方法盡量簡明扼要，讓工科學生易於理解和掌握。例如，關於流體質、流體易變形性、流體內摩擦概念、應力矩陣的特殊形式、控制體和雷諾輸運公式變形和旋轉取一點鄰域極限的觀念、伯努利方程的多種形式、N-S方程建模與求解、模型實驗與相似理論等知識點，采用了與其他教材有所不同的解釋和表述，讓讀者獲得清晰的物理概念，夯實理論基礎，以利於後面的工程應用。
（2）根據應用力學方法論，在問題導向篇仍采用問題導向型敘述方法，即遵循學生的認識規律，按照提出問題—實驗與觀察—建模與求解—應用—小結等步驟，逐步展開。為了讓讀者了解研究和解決問題的全過程，盡量追溯每個知識點的源頭，還原其歷史本來面貌，其中有些內容是首次寫入教科書中。在每一章後附有詳細的原始文獻。
（3）鋻於目前針對機械工程類專業的工程流體力學教材偏少的現狀，本版割舍了非機械工程類專業的章節，保留並加強了與機械工程類專業相關的內容。其中包含了其他教材少有的知識點，如薩弗管道阻力實驗、科爾布魯克管道實驗、托爾斯軸承實驗、噴管的斯托多拉實驗和普朗特實驗等。
（4）第1版前言中“幾點說明”的前4條照舊。
（5）對全書內容進行全面整理、勘誤和潤色，使其更具可讀性和準確性。
（6）本書的適用對像是機械工程類專業及其他少學時專業的本科生，也可供工程技術人員參考。
因作者水平有限，書中難免存在不當和謬誤之處，敬請專家與其他讀者不吝指出，幫助作者及時修正。

丁祖榮2023年9月於上海交通大學第1版前言
我國近代力學的奠基人、航天技術的開創者錢學森先生在回顧了20世紀初到20世紀中葉科學與技術的發展歷程，特別是總結了航空、核能和雷達等新技術的研制經驗後提出了工程科學思想。他指出，除了自然科學外已形成了工程科學（又稱技術科學），在力學領域內除了經典理論力學外已形成了應用力學。到1982年他更是著重指出，“力學發展到現在，主要是應用力學”。2011年在紀念錢學森先生誕辰100周年的中國力學大會上，力學界達成共識：我國的力學今後應主要沿著工程科學的道路發展，重點是發展應用力學。但是這一共識在高校目前的力學基礎課程中還未得到充分體現，編寫本書是用工程科學思想和應用力學方法論指導流體力學教學改革的一次嘗試。
一、指導思想
1.樹立科學觀念，夯實理論基礎
按工程科學的觀點，“人類的技術革命已開始從過去的‘工匠革命’階段進入到‘科學家革命’時代”，即“任何重大新技術的出現已不再來源於單純經驗性的發明，而來源於由工程需求推動的科學理論與實驗相結合的基礎性研究”（參見緒論A1.2）。科研人員、技術研發人員和工程師們應認識新時代的特點，樹立工程科學的觀念，努力掌握較寬厚的基礎理論知識。基於這種觀念，本書設立了闡述錢學森工程科學思想的“緒論篇”和歸納流體力學基礎知識的“基礎篇”。
2.學習科學方法，加強能力培養
錢學森先生總結的應用力學方法本質上就是問題導向型研究方法。該方法是從工程中提煉關鍵性問題，建立物理和數學模型，模型的求解經過實驗檢驗，最後將結果應用於工程實踐（參見緒論A1.3）。本書設立的“問題導向篇”從還原歷史的角度介紹了跨多個專業的典型案例，剖析了每個案例是如何運用應用力學方法研究和解決問題的。通過對這些案例的學習，除能掌握必要的專業知識外，更著重於領會應用力學方法的精髓，提高認識和解決問題的能力。
3．提供共同語言，弘揚協作精神
大量事實證明，當今重大工程技術成果的取得離不開三類人員的密切配合和團隊協作：第一類是對關鍵問題進行建模、求解和分析的工程科學家；第二類是將新概念和新方法應用於設計和工藝改革之中的科學工程師；第三類是組織新產品制造的工藝工程師。三類人員為了相互溝通，需要具有共同的理念，運用共同的語言，熟悉相關術語和符號。本書為三類人員提供相互交流的共同語言。前兩類人員需要較完整地學習本書的全部或大部分內容，後一類人員可學習其中部分內容或將其作為的參考書。
二、內容編排
在以上思想的指導下，本書在以下幾方面做了探索和改進：
工程流體力學第2版 第1版前言1．關於書名
早在建立應用力學學科之前就有工程力學的提法。例如,在1890年德國慕尼黑工業大學就開設工程力學課程，出版工程力學教材。在我國，工程力學作為一個學科是20世紀50年代錢學森先生回國後創立的。按錢學森先生的說法，近代力學主要是應用力學，又稱為工程力學，它應包含一般力學、固體力學和流體力學三大分支。國內將為工程專業開設的流體力學課程稱為“工程流體力學。”本書冠名為“工程流體力學”則體現以工程科學思想為宗旨；同時為了強調應用力學方法，而該方法本質上是問題導向型研究方法，因此將“問題導向型”列為副標題。
[1]Ⅴ[1]Ⅵ2.結構編排
全書內容按枝狀開放式結構編排，分為四個層次，分別對應於篇、章、節和知識點。
第一層次用字母A，B,C,D,E編號，分別為緒論篇、基礎篇、問題導向篇、專題篇和附錄。緒論篇闡述流體力學工程科學思想及其形成過程，介紹應用力學的研究方法。後三篇分別按對工程流體力學課程基礎部分和專題部分的基本要求，結合本書的特點編排。基礎篇包含了為建立物理和數學模型及分析求解所必需的流體力學基礎知識。問題導向篇以7個工程問題為導向，介紹如何運用應用力學方法研究和解決這些問題。專題篇包含流體傳質、泵與風機兩個專題。附錄包括常用數據表、單位換算表、習題答案等。
後三個層次用英文字母加數字編號並排序。例如,B篇中B1相當於章，B1.1相當於節，B1.1.1相當於知識點。公式、插圖和表格在節內排序，如（B1.3.1），（B1.3.2）等表示屬於B1.3。例題在知識點內排序，如例B2.3.1A、例B2.3.1B等表示屬於B2.3.1內的例題。例題插圖與例題同號並加字母E，如BE2.3.1A、例BE2.3.1B等。習題以節名標號排序並加字母P，如BP1.3.1，BP1.3.2等表示屬於B1.3節內的練習題，以便於學生自主選擇。補充新的例題和習題均不打亂其他知識點例題和其他節習題的排序。
3.核心內容
問題導向篇是本書的核心內容。按機械、環境、土木、農業工程等工程類專業的基本要求共設7章，相當於7個案例。每個案例以某個專業領域中的一個或多個關鍵工程問題為導向，例如
C1 管道流：如何計算圓管湍流阻力？
C2縫隙流：滑動軸承的油膜如何產生向上托力？
C3可壓縮流：如何獲得超聲速氣流？
C4平板繞流：平板繞流摩擦阻力如何形成和計算？
C5鈍體繞流：如何解答達朗貝爾之謎？
C6明渠流：明渠流與圓管流有何差別？
C7滲流：如何分析多孔介質中的流動？
每章按應用力學的研究步驟，即提出問題、實驗與觀察、建模、求解與分析、實驗驗證、應用的次序對內容進行了重新編排和梳理。在介紹每個問題時盡量追溯其源頭，還原其歷史本來面貌，讓讀者了解研究和解決這個問題的全過程。其中有些內容是首次寫入教科書內：
在C1中介紹了英國的科爾布魯克關於管道湍流粗糙過渡區的阻力實驗，由此導出了管道湍流的普適阻力公式；在“管路的工程計算”中歸納了工程上常用的阻力計算方法。
在C3中介紹了瑞士的斯托多拉對發展拉伐爾噴管和超聲速研究所做的貢獻。
在C6中不僅介紹了達西和巴贊在法國第戎市附近的明渠模型中所做的經典性實驗，還介紹了美國的柯爾根用普朗特的方法推導二維明渠普適速度分布和阻力公式，也介紹了明渠穆迪圖及其在人工明渠中的應用等。
在C7中總結了達西在管道流、明渠流和滲流研究中的貢獻等。
運用應用力學的觀點對每個案例進行了小結。
4．參考文獻
參考文獻分兩類：統管全書的參考文獻列於附錄後，依次用數字［1］，［2］等排序；在問題導向篇中每章後附有與本章內容有關的參考文獻，依次用章號加數字排序，如［C1-1］，［C1-2］等。後者盡量選擇原始文獻，以便於讀者查閱。
三、幾點說明
（1）國內許多流體力學教材將層流和湍流稱為“流態”（在臺灣稱“流況”），將明渠流中的緩流、急流和臨界流也稱為“流態”。為了避免混淆,作者查閱了國外英文教材。幾本權威性英文教材將層流和湍流歸於regimes，本書譯為“流型”；將明渠流中的緩流、急流和臨界流稱為states，本書譯為“流態”。
（2）對首次出現的重要外國人名均列出英文名稱和相關年份，並對中文譯名進行重新校核。中文譯名采用《英語姓名譯名手冊》（第4版，商務印書館，2009）中的名稱。如:Keulegan譯為柯爾根（有的書譯為科爾干或考爾根），Hazen & Williams譯為海曾-威廉斯（有的書譯為海澄-威廉）等。
（3）如何稱呼所有量綱指數都等於零的量，至今仍是一個有爭議的問題。國標GB/T 3101—1993指出“所有量綱指數都等於零的量往往稱為無量綱量”，也稱為“量綱為1的量”。本書采用“無量綱量”的提法。
（4）本書物理參數的拉丁字母和希臘字母列於主要符號表中，主要依據是國標GB/T 3101—1993。原則上平均值用大寫字母表示（如平均速度V、流量Q等），分布量用小寫字母表示（如速度分量u,v,w，明渠單位寬度的流量q等）。為了便於閱讀國外文獻，一些參數的英文符號盡量選用國外文獻通用的符號。
（5）本書的適用對像是工程類專業的本科生，如機械、環境、土木、農業工程、工程力學及相關專業的學生。全書分為上、下兩冊。機械類專業學生可隻使用上冊，環境、土木、農業工程和工程力學類專業學生需要用上、下冊。本書也可供其他專業的教師、學生和工程技術人員參考。
何友聲院士看了本書初稿，提出了一些重要的建議和修改意見。復旦大學的許世雄教授擔任本書的主審，提出了許多有價值的意見和建議，對提高本書質量很有幫助。華北水利水電大學的李國慶教授審閱了“明渠流動及其二維模型”，提出了詳細的修改意見。在此一並表示衷心的感謝。還要感謝博士生

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