《叶轮机械流体力学基础》凝聚了作者多年来在叶轮机械研究中所积累的重要理论方法和设计技术。通过《叶轮机械流体力学基础》的学习将为读者运用流体力学知识分析解决叶轮机械流动问题及开展设计实践打下扎实的基础。《叶轮机械流体力学基础》主要内容包括经典流动问题的精确解、二维机翼绕流的势流理论及计算方法、湍流统计理论基础、湍流模拟理论基础、叶轮机械流动模型、叶轮机械设计模型、气泡及颗粒两相流模型,以及张量分析基础和曲线坐标系下流体基本方程的推导等。《叶轮机械流体力学基础》注重理论体系的完整、系统和实用性,通过理论与实例相结合,阐释模型背后的物理意义,强调研究思路与求解技术的贯通,既可作为教学用,也可供科研参考。
《叶轮机械流体力学基础》可用于叶轮机械、流体力学及相关理工科专业本科生和研究生的教材,也可供高等院校教师和科研院所技术人员在理论研究和工程实践中参考。
前言
符号表
第1章经典流动问题的精确解
1.1量纲为一的基本方程
1.1.1黏性占主导
1.1.2惯性占主导
1.2绕球体Stokes流动
1.3Hele-Shaw流动
1.4Blasius层流边界层相似解
1.5其他几种层流解析解
1.5.1平面Couette流
1.5.2Hagen-Poiseuille流
1.5.3平面滞止点流动
1.5.4旋转圆盘上方流动
1.6湍流边界层速度剖面
1.6.1黏性底层速度剖面
1.6.2对数律层速度剖面
1.7边界层位移厚度和动量厚度
1.8Karman动量积分方程
1.9平板边界层尾流
1.10平面射流
1.11Rossby和Ekman数及旋转流动方程
1.12Ekman层及方程解析解
第2章二维机翼绕流的势流理论及计算方法
2.1二维机翼气动力计算
2.2二维机翼绕流阻力计算
2.3基本势流场的构造
2.3.1均匀流
2.3.2源和汇
2.3.3均匀流场与源或汇的叠加
2.3.4偶极子
2.3.5偶极子与均流的叠加
2.3.6涡流
2.3.7产生升力的势流组合
2.4无升力绕任意形状物体流场的构造
2.5有升力绕任意形状物体流场的构造
第3章湍流统计理论基础
3.1湍流概述
3.2流体基本方程
3.2.1不可压缩流体基本方程
3.2.2无源场Navier-Stokes方程
3.3湍流统计方法
3.3.1基本概念
3.3.2统计平均
3.3.3统计均匀流动方程
3.4脉动速度关联式
3.4.1基本定义
3.4.2均质各向同性湍流
3.4.3各向同性条件下的两点关联张量表达式
3.5傅里叶变换
3.6各向同性谱张量
3.7能量平衡方程
3.8Kolmogorov假设
第4章湍流模拟理论基础
4.1湍流尺度
4.2涡/速度梯度相互作用
4.3湍流能谱
4.4雷诺应力微分方程
4.4.1雷诺应力微分方程推导
4.4.2边界层中雷诺应力符号分析
4.4.3边界层中的剪应力
4.5湍流模式基础
4.5.1Boussinesq假设
4.5.2代数模型
4.5.3κ方程的模化和一方程模型
4.5.4ε方程的模化和κ-ε模型
4.5.5壁面函数
4.5.6κ-ε模型
4.5.7低雷诺数模型
4.5.8雷诺应力模型
4.6大涡模拟方法
4.6.1Smagorinsky亚格子模型
4.6.2Smagorinsky常数计算
第5章叶轮机械流动模型
5.1流体微团曲线运动的加速度
5.2旋转和曲率对边界层稳定性的分析
5.3Bernoulli方程及叶轮机械中的应用
5.3.1Bernoulli方程
5.3.2透平机械的Euler方程
5.3.3旋转坐标系下的Bernoulli方程
5.3.4泵空化中的Bernoulli方程应用
5.4翼栅混合损失的势流分析
第6章叶轮机械设计模型
6.1离心式叶轮的叶片载荷模型
6.1.1背景
6.1.2叶片载荷
6.1.3径流和轴流式叶轮中Coriolis力的分析
6.2离心式叶轮的均匀流线设计法
6.2.1螺线设计法
6.2.2三维叶片的几何分析
6.2.3共形映射基础
6.2.4计算机图形设计系统简介
6.3轴流式叶轮的径向平衡模型
第7章气泡及颗粒两相流模型
7.1Ravleigh-Plesset方程
7.2气泡溃灭界面速度
7.3椭球体颗粒轨道运动方程
7.3.1准备工作
7.3.2流场构造
7.3.3确定系数
7.3.4椭球体受力和力矩
7.3.5随体坐标系
7.3.6欧拉角
7.3.7细长体
参考文献
附录A1张量分析基础
A1.1向量张量分析及曲线坐标系
A1.1.1物理量的表征
A1.1.2向量代数运算
A1.1.3向量代数
A1.1.4向量分量和基
A1.2线性代数基础
A1.2.1矩阵定义和基本概念
A1.2.2矩阵与线性变换
A1.3向量微积分及通用坐标系
A1.3.1基本概念
A1.3.2曲线坐标系
A1.3.3正交曲线坐标系
A1.4张量分析
附录A2曲线坐标系下流体基本方程的推导
索引
暂无