流体力学

流体力学

流体力学研究液体与气体在受力作用下的运动与变形，核心包括连续介质假设、守恒定律、组成关系与边界条件。本文为全书目录，各节均链接至子页面。

起步

• 关于本书
• 什么是流体及连续介质假设
• 坐标系与张量记号速览
• 基本物理量与单位
• 数学预备（向量场与微分算子）

基本方程

• 质点与控制体描述
• 连续性方程（质量守恒）
• 动量守恒与Navier–Stokes方程
• 能量守恒与热力学相容性
• 应力与构成关系（牛顿流体与非牛顿）
• 不可压缩与可压缩流
• 势流与伯努利方程

无量纲化与相似原理

• 量纲分析与Buckingham–Pi定理
• 雷诺数与流动型态
• 马赫数与可压缩效应
• 弗劳德数与重力效应
• 普朗特数等热传相关无量纲数

层流与湍流

• 层流管道流（Poiseuille流）
• 平板剪切与库埃特流
• 湍流概述与统计描述
• RANS与湍流模型（k–ε, k–ω等）
• 大涡模拟LES与直接数值模拟DNS概览

边界层与外流问题

• 边界层理论（Blasius解）
• 分离、拖曳与升力
• 外流绕流与襟翼、翼型简述
• 黏性效应与壁面函数

可压缩流

• 一维可压缩流与等熵关系
• 喷管流与临界流
• 激波与膨胀波
• 高马赫数流动特点

多相与自由表面

• 两相流分类（气液、液固、气固）
• 自由表面与Navier–Stokes–Kinematic条件
• 表面张力与毛细现象
• 相变与沸腾简述

数值方法

• 有限差分FDM
• 有限体积FVM
• 有限元素FEM
• 格子Boltzmann方法LBM
• 格点与时间步进、稳定性
• 边界条件与收敛性

实验方法

• 粒子图像测速PIV
• 激光多普勒LDV
• 压力、速度与流量测试
• 风洞与水槽试验

管路与内流

• 管道摩擦与Darcy–Weisbach公式
• 局部损失与损失系数
• 泵与风机特性
• 网络流分析概览

外流与航空航天

• 翼型气动特性
• 喷流与边界层控制
• 火箭喷管与喷流膨胀

海洋与环境流体

• 河流、水库与环境水动力
• 大气边界层与城市风环境
• 颗粒与悬浮物输运

微尺度与非牛顿

• 微流控与滑移
• 黏弹性流体
• 剪切稀化与增稠

资料与附录

• 常用物性表与近似
• 符号表与缩写
• 推导细节与常见错误
• 进一步阅读路线图