工程流體力學

為了適應培養21世紀複合型、應用型創新人才的需要, 結合我國高等學校教學的現狀, 立足培養學生能跟上國際經濟的發展水平, 按照教育部最新制定的教學大綱, 遵循“學科屬性及好教好學”原則, 中南大學出版社組織專家、教授編寫了這套“高等學校土木工程專業系列教材”。土木工程專業作為我國高等學校的專業設置僅十年之久, 它是我國高等教育專業設置調整后的一個新興專業, 土木工程專業與建築工程、交通土建和岩土工程等傳統專業相比, 在培養目標、教學內容和教學方法上都有較大的區別, 以“厚基礎、寬口徑、強能力”作為學生培養目標, 理論闡述以“必需、夠用”為原則, 側重定性分析和實際工程應用。

鑒於我國行業技術標準和規範不統一的現狀, 大部分高校將土木工程專業分為幾個專業方向或課程群組織教學, 本套教材是在調查十幾所高校多年教學實踐的基礎上進行編寫, 編委會成員均為長期從事專業教學的資深教師, 具有豐富的教學經驗和科研水平。本套教材具有以下特點:

1. 以理論“必需、夠用”為原則, 以工程實際應用為重點

改變了過於注重知訓傳授和科學體系嚴密性的傳統教學思想, 注重應用型人才培養的特點, 結合現行的人才培養計劃, 做到理論闡述以“必需、夠用”為原則, 側重定性分析及其在工程中的應用, 充分利用多媒體教學的特點, 擴充工程信息量, 培養學生的工程概念。

2. 注重培養對象終身發展的需要

土木工程領域範圍廣, 行業標準多, 本教材注重專業基礎理論與規範的關係, 重點闡述規範編製的基本理論、方法和原則, 適當介紹土木工程領域的新知識、新技術及其發展趨勢, 以適應學生今後職業生涯發展的需要。

3. 文字教材和多媒體教學相結合

隨著多媒體教學的發展和應用, 綜合多媒體教學在教學中的優勢, 提高教學效率, 在編寫文字教材的同時, 配套編寫多媒體教案和相關計算軟體, 使學生適應現代計算技術的發展, 提高學生自我訓練的能力。

4. 編寫嚴謹規範, 語言通俗易懂

根據我國土木工程最新設計與施工規範、規程和技術標準編寫, 體現了當前我國土木工程施工技術與管理水平, 內容精練、敘述嚴謹。採取邏輯關係嚴謹、循序漸進的編寫思路, 深入淺出, 圖文並茂, 文字表達通俗易懂。

希望本系列教材的出版, 能促進土木工程專業的教材建設, 為培養符合市場需要的高水平人才起到積極推動作用。

第1章緒論(1)

1.1概述(1)

1.2連續介質假設(1)

1.3流體的主要物理性質(2)

1.4作用在流體上的力(6)

1.5流體力學的研究方法(7)

第2章流體靜力學(10)

2.1流體靜壓強及其特性(10)

2.2流體平衡微分方程式(11)

2.3流體靜力學基本方程(14)

2.4作用於平面上的流體總壓力(16)

2.5作用於曲面上的液體總壓力(19)

2.6潛體、浮體及平衡(22)

第3章流體動力學理論基礎(28)

3.1描述流體運動的方法(28)

3.2流體運動的一些基本概念(29)

3.3恆定總流的連續性方程(33)

3.4恆定總流的能量方程(34)

3.5恆定總流的動量方程(41)

第4章因次分析與相似原理(52)

4.1因次分析(52)

4.2流動相似的理論基礎(56)

4.3模型實驗(61)

第5章流動阻力及水頭損失(63)

5.1流動阻力和水頭損失的分類(63)

5.2粘性流體運動的兩種型態(66)

5.3圓管中的層流運動規律(68)

5.4紊流概述(70)

5.5沿程水頭損失係數的變化規律(76)

5.6均勻流沿程水頭損失的計算(80)

5.7局部水頭損失(82)

第6章孔口、管嘴出流和有壓管流(90)

6.1孔口、管嘴恆定出流(90)

6.2短管水力計算(95)

6.3長管的水力計算(101)

6.4有壓管道中的水擊現象(112)

第7章明渠恆定流(121)

7.1概述(121)

7.2明渠均勻流的特性及水力計算(122)

7.3明渠均勻流水力計算中的幾個問題(127)

7.4明渠恆定非均勻流的基本概念(130)

7.5明渠非均勻急變流——水躍與水跌(138)

7.6明渠恆定非均勻漸變流的基本微分方程(144)

7.7稜柱體渠道中恆定非均勻漸變流水面曲線定性分析(145)

7.8稜柱體渠道中恆定非均勻漸變流水面曲線定量計算(151)

第8章堰流(155)

8.1堰流的定義及其分類(155)

8.2堰流的基本公式(158)

8.3堰流的水力計算(159)

第9章滲流(168)

9.1滲流的基本概念(168)

9.2滲流的基本定律(169)

9.3地下水的恆定均勻滲流與非均勻漸變滲流(172)

9.4非均勻漸變滲流的浸潤曲線(173)

9.5井和井群(176)

參考文獻(184)