本书是编者近五年来在中山大学航空航天学院讲授流体力学课程教学经验的总结，以建模+分析+求解的框架讲授了流体力学基础的入门知识，应用举例偏向航空工业中的典型问题，适用于高等学校力学专业流体力学本科课程及航空航天类专业的空气动力学等课程。
样章试读
目录
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序
前言
绪论 001
0.1 认识流动 001
0.1.1 流动中的旋涡 001
0.1.2 河床的形状 003
0.1.3 飞机的升力 003
0.1.4 飞机进气道的边界层隔板 004
0.1.5 高尔夫球的形状 005
0.2 本课程的研究目的？对象与方法 006
0.2.1 研究目的 006
0.2.2 研究对象 006
0.2.3 研究方法 006
0.3 本书框架 007
第1章 流体及其运动的性质与描述 009
1.1 研究假设 009
1.1.1 连续介质假设 009
1.1.2 热力学平衡状态假设 013
1.2 流体及其运动的性质 017
1.2.1 流体的可压缩性 017
1.2.2 流体的黏性 017
1.2.3 流体的热传导性 023
1.3 流体运动的描述方法 024
1.3.1 欧拉方法 025
1.3.2 拉格朗日方法 025
1.3.3 拉格朗日方法与欧拉方法之间的联系 026
1.4 流动可视化 032
1.4.1 迹线 033
1.4.2 脉线/染色线/色线 034
1.4.3 时间线 035
1.4.4 速度矢量图与速度型图 035
1.4.5 流线？物面流线/极限流线 036
1.4.6 迹线与流线的比较与说明 040
1.4.7 等值线图与云图 042
1.4.8 流动可视化总结 043
习题一 043
第2章 本构方程：力与运动的关系 045
2.1 流体微团的运动与变形 045
2.2 流体微团的受力 052
2.3 本构方程 057
2.4 补充的线性代数知识 066
2.4.1 线性代数方程组 066
2.4.2 从线性变换的角度来看微团的变形 066
2.4.3 实对称矩阵可相似对角化与主轴坐标系的存在性 068
习题二 070
第3章 流体运动的控制方程 072
3.1 建立控制方程所用的模型 072
3.2 质量守恒方程 073
3.2.1 欧拉观点下微分形式的方程/位置固定的无限小空间区域 073
3.2.2 拉格朗日观点下微分形式的方程/ 随流体运动的无穷小流体质
点团 077
3.2.3 欧拉观点下积分形式的方程/位置固定的有限区域模型 079
3.2.4 拉格朗日观点下积分形式的方程/ 随流体运动的有限质点团模型 080
3.2.5 关于四种形式方程的注释 081
3.2.6 四种形式方程的等价性 084
3.2.7 积分型质量方程的应用 086
3.3 动量守恒方程 088
3.3.1 欧拉观点下微分形式的方程/固定的无穷小空间区域模型 088
3.3.2 拉格朗日观点下微分形式的方程/ 随流体运动的无穷小流体微团 101
3.3.3 常黏性系数等密度不可压缩流体的动量方程 102
3.3.4 欧拉观点下积分形式的方程/空间位置固定的有限区域模型 104
3.3.5 积分型动量方程的应用 105
3.4 能量守恒方程 109
3.4.1 欧拉观点下微分形式的方程/固定位置的无穷小空间区域 109
3.4.2 欧拉观点下积分形式的方程 114
3.5 控制方程的封闭与定解条件 114
3.5.1 控制方程总结 114
3.5.2 方程的封闭问题 117
3.5.3 方程的定解条件 117
习题三 119
第4章 流动图景与定性分析 122
4.1 动量方程中对流项与黏性项的注释及其效应 122
4.1.1 方程中的线性项与非线性项 122
4.1.2 方程中各项的作用 125
4.2 流动中的声速 130
4.3 相似原理 135
4.4 流动图景 143
4.4.1 马赫数不同时的流动 144
4.4.2 雷诺数不同时的流动：层流与湍流 146
4.5 伯努利方程：流动中的机械能守恒 154
4.6 低速气流可视作不可压流动 160
习题四 169
第5章 流动中的旋涡与涡量 172
5.1 旋涡与涡量 172
5.2 涡量运动学 176
5.2.1 流线？流面？流管与涡线？涡面？涡管 177
5.2.2 通量与涡通量？环量 178
5.2.3 涡管强度 180
5.3 涡量动力学 184
5.3.1 涡量的动力学方程 184
5.3.2 环量的动力学方程 190
5.3.3 开尔文定理与亥姆霍兹涡面及涡管强度保持定理 192
5.3.4 体力有势？不可压无黏定常平面流动,沿流线其涡量保持不变 194
5.3.5 涡量沿壁面的产生？扩散与输运(定性讨论) 195
习题五 197
第6章 静力学问题 199
6.1 静力学问题的控制方程 199
6.2 流体处于静力学状态的条件 199
6.3 不同密度的流体分界面上的条件 202
6.4 静力学问题的求解 203
6.5 非惯性系的情况 206
6.6 流动中物体的受力与力矩 206
习题六 210
第7章 N-S方程的解析解 213
7.1 N-S方程的精确解 213
7.1.1 求解问题的基本思路 213
7.1.2 两板间层流平行流动 213
7.1.3 圆管中平行流动 216
7.2 极低雷诺数解 222
7.2.1 控制方程 222
7.2.2 球坐标系下的控制方程 222
7.2.3 求解 228
习题七 238
第8章 不可压缩无黏无旋流动 240
8.1 实际问题的理论抽象 240
8.2 控制方程及其性质 243
8.2.1 速度势函数 243
8.2.2 二维平面流动 244
8.2.3 二维平面流动的流函数 244
8.2.4 势函数与流函数之间的关系 247
8.3 控制方程的求解 247
8.3.1 求解思路 247
8.3.2 基本解及其线性组合 249
8.4 流过翼型的流动与翼型产生的升力 268
8.4.1 翼型的几何描述方法 269
8.4.2 薄翼理论及其假设 270
8.4.3 翼型产生升力的原因 271
8.4.4 薄翼理论的基本原理 276
8.4.5 翼型上环量与升力的关系 277
8.4.6 薄翼理论的定量计算结果 279
8.4.7 翼型弯度对升力的影响 287
8.4.8 失速与分离 290
习题八 296
第9章 层流边界层 299
9.1 边界层流动的图景 299
9.2 边界层理论的思想及全流场求解过程 300
9.3 边界层厚度的准确计算 301
9.4 边界层厚度的粗略估计 302
9.5 边界层的控制方程 305
9.6 边界层方程的相似解 309
9.7 平板层流边界层的Blasius解 313
习题九 318
第10章 湍流边界层 320
10.1 湍流的图景 320
10.2 湍流建模：雷诺平均N-S方程 322
10.3 Boussinesq涡黏性理论 327
10.4 普朗特的混合长理论 329
10.5 平板湍流边界层问题 331
10.6 将参数确定好的模型应用于复杂情况 336
习题十 339
参考文献 340
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