流体力学（水力学）（一般工业技术）

《流体力学（水力学）》

作者：杨小林

定价：49.00元

出版时间：2026-07

ISBN：978-7-5240-0591-9

内容简介

本书共11章，包括绪论，流体静力学，流体一维流动基本原理，流体三维流动基本原理，流动阻力与水头损失，有压管流、孔口与管嘴出流，边界层及结构风工程概述，明渠流动，堰流，渗流，相似原理与量纲分析，适合28～64学时教学。本书体系严谨，论述简明，注重学生能力培养，便于教学实施。

本书配套PPT课件、课后习题讲解视频、题库等核心教学资源，同步提供章节知识架构、先驱小传、典型工程案例及在线课程，全方位助力教与学。

本书可作为高等院校土木类、水利类、交通运输类、环境科学与工程类等相关专业学生的流体力学（水力学）教材，同时可作为全国注册工程师流体力学考试备考用书，也可供相关专业工程技术人员参考。

目录

1绪论1

1.1流体力学概述1

1.1.1流体力学的研究任务与研究方法1

1.1.2流体力学的发展简史2

1.1.3流体力学的工程应用4

1.1.4连续介质模型6

1.2流体的主要物理性质6

1.2.1流体的黏性7

1.2.2流体的压缩性和膨胀性11

1.3作用在流体上的力12

1.3.1质量力12

1.3.2表面力13

习题13

2流体静力学16

2.1压强概述16

2.1.1压强的度量16

2.1.2流体静压强特性17

2.2流体平衡微分方程17

2.2.1流体平衡微分方程17

2.2.2欧拉平衡微分方程的应用19

2.3静止流体压强分布规律19

2.3.1流体静力学基本方程19

2.3.2流体静力学基本方程的意义20

2.3.3流体静压强分布图21

2.4压强的测量22

2.4.1U形水银测压计23

2.4.2压差计23

2.5静止液体作用在固体壁上的总压力24

2.5.1静止液体作用在平面壁上的总压力24

2.5.2静止液体作用在曲面壁上的总压力28

2.5.3静止液体作用在封闭曲面上的总压力30

习题31

3流体一维流动基本原理37

3.1描述流体运动的两种方法37

3.1.1拉格朗日法37

3.1.2欧拉法38

3.2流体运动的相关基本概念39

3.2.1恒定流与非恒定流39

3.2.2三维流动、二维流动、一维流动40

3.2.3流线40

3.2.4流管、过流断面、元流、总流42

3.2.5流量、断面平均流速43

3.2.6均匀流与非均匀流43

3.2.7有压流、无压流、射流44

3.3恒定总流的连续性方程45

3.4恒定总流的伯努利方程46

3.4.1恒定元流的伯努利方程46

3.4.2总流的伯努利方程49

3.5恒定总流的动量方程55

习题60

4流体三维流动基本原理65

4.1流体三维流动连续性方程65

4.2流体微团运动分析66

4.2.1亥姆霍兹速度分解定理66

4.2.2流体微团运动形式分析68

4.2.3无旋流动和有旋流动71

4.3势流理论基础72

4.3.1速度势函数72

4.3.2流函数73

4.3.3基本平面势流76

4.3.4势流的叠加79

4.4流体运动微分方程80

4.4.1黏性流体运动微分方程81

4.4.2理想流体运动微分方程84

习题84

5流动阻力与水头损失87

5.1流动阻力和水头损失的分类87

5.2水头线及其绘制88

5.2.1水头线88

5.2.2水头线的绘制89

5.3流体流动的两种流态――层流和湍流90

5.3.1两种流态――层流和湍流90

5.3.2流态的判别――雷诺数91

5.3.3沿程水头损失hf与断面平均流速v的关系92

5.4层流运动93

5.4.1恒定均匀流动93

5.4.2圆管层流运动94

5.5湍流运动97

5.5.1湍流结构及其特征97

5.5.2湍流脉动现象及时均化处理98

5.5.3湍流的切应力99

5.5.4湍流的速度分布101

5.6湍流的沿程阻力系数λ――尼古拉兹实验102

5.6.1尼古拉兹实验102

5.6.2工业管道的沿程阻力系数λ105

5.7局部水头损失106

5.7.1局部水头损失机理106

5.7.2突扩圆管的局部水头损失106

5.7.3其他局部构件的局部水头损失108

习题111

6有压管流、孔口与管嘴出流114

6.1有压管流114

6.1.1短管的水力计算114

6.1.2长管的水力计算118

6.2有压管路中的水击123

6.2.1水击波的传播过程123

6.2.2水击波速和水击压强125

6.2.3防止水击危害的措施126

6.3孔口出流127

6.3.1薄壁小孔口自由出流128

6.3.2薄壁小孔口淹没出流129

6.4管嘴出流130

6.4.1圆柱形外管嘴自由出流130

6.4.2圆柱形外管嘴收缩断面的负压131

习题133

7边界层及结构风工程概述137

7.1边界层概述137

7.1.1边界层概念137

7.1.2边界层微分方程138

7.1.3边界层分离现象139

7.1.4绕流阻力142

7.2结构风工程概述143

7.2.1自然界中的风143

7.2.2风场统计特性148

7.2.3结构风荷载150

7.2.4结构风效应155

习题156

8明渠流动158

8.1明渠的几何特性及其分类158

8.1.1明渠的横断面158

8.1.2明渠的底坡159

8.1.3棱柱形渠道和非棱柱形渠道159

8.2明渠均匀流160

8.2.1明渠均匀流的特性及发生条件160

8.2.2明渠均匀流的基本公式161

8.2.3水力最优断面162

8.2.4明渠的允许流速163

8.2.5明渠均匀流的水力计算164

8.3明渠流动状态167

8.3.1急流和缓流167

8.3.2波的传播、波速和弗劳德数167

8.3.3断面比能、临界水深和临界底坡169

8.4水跃和水跌174

8.4.1水跃174

8.4.2水跌178

8.5棱柱形明渠渐变流段水面曲线分析178

8.5.1棱柱形明渠水面曲线微分方程179

8.5.2棱柱形明渠水面曲线分析180

8.6棱柱形明渠渐变流段水面曲线计算186

习题188

9堰流191

9.1堰和堰流191

9.2堰的分类192

9.2.1薄壁堰192

9.2.2实用堰192

9.2.3宽顶堰193

9.3堰流的基本公式193

9.4宽顶堰流194

9.4.1宽顶堰流的水力计算194

9.4.2无坎宽顶堰流的水力计算198

9.5薄壁堰流199

9.5.1矩形薄壁堰流199

9.5.2三角形薄壁堰流200

9.6实用堰流200

9.6.1曲线型实用堰流200

9.6.2折线型实用堰流203

习题203

10渗流207

10.1渗流概述207

10.1.1土体的渗透特性207

10.1.2水在土体中的存在形态208

10.1.3渗流模型208

10.2渗流基本定律――达西定律209

10.2.1达西定律210

10.2.2达西定律的适用条件210

10.2.3渗透系数211

10.3恒定无压渗流213

10.3.1无压均匀渗流213

10.3.2无压渐变渗流214

10.3.3渐变渗流浸润线的分析与计算215

10.4井的渗流218

10.4.1普通完整井218

10.4.2承压完整井220

10.4.3井群220

10.5渗流对建筑物安全稳定性的影响223

10.5.1扬压力223

10.5.2地基渗透变形223

10.5.3地下水控制技术简介224

 习题225

11相似原理与量纲分析228

11.1相似原理228

11.1.1流动相似228

11.1.2相似准则230

11.1.3模型实验设计233

11.2量纲分析235

11.2.1量纲概述235

11.2.2量纲和谐原理237

11.2.3量纲分析法237

习题240

参考文献243