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绪论 1

目录 1

第一章矢量分析和场论初步 3

第一节矢量函数 3

一、矢量函数的概念 3

二、矢端曲线 4

三、矢量函数的极限和连续性 5

第二节矢量函数的导数与微分 5

一、矢量函数的导数 5

二、矢量函数的微分 6

三、矢量函数的导数公式 7

一、数量场 8

四、矢量函数的积分 8

第三节数量（标量）场与矢量场 8

二、矢量场 13

第四节工程中常用的矢量场 21

一、有势场 21

二、管形场（无源场） 23

三、调和场 23

第五节场论在工程中的应用 26

一、描述流体运动的两和方法 26

二、物理量的质点导数 31

三、工程中系统机理模型的建立 33

四、场论在工程中的应用 35

五、初始条件和边界条件 41

第一章练习题 45

第一章主要参考文献 46

第二章动量、热量与质量传递导论 47

第一节动量、热量与质量传递的类似性 47

一、牛顿黏性定律（Newton3s Viscosity Law） 47

二、傅里叶定律（Fourie2s Law） 48

三、费克定律（Fick s Law） 49

第二节动量通量、热量通量与质量通量 49

第三节涡流通量 51

一、简单几何体的质量衡算 53

第一节总质量衡算 53

第三章 总质量、总能量和总动量衡算 53

二、通用的总质量衡算方程 56

第二节总能量衡算 58

一、总能量衡算方程 58

二、机械能衡算 61

第三节总动量衡算 64

一、通用的总动量衡算方程 64

二、动量方程式的应用 67

练习题 69

第二章～第三章主要参考文献 70

第四章流体动力学基本方程 71

一、积分形式的连续性方程 72

第一节连续性方程 72

二、微分形式的连续性方程 73

三、特定条件下的连续性方程 75

第二节运动方程 77

一、积分型运动方程 77

二、用应力表示的微分型运动方程 78

三、应力与形变速率之间的关系 80

四、奈维－斯托克斯方程 88

第五章 流体运动方程的若干解 93

第一节流线和流函数ψ 93

一、流函数 93

二、轨迹和流线 94

第二节势流和势函数ψ 96

一、理想流体 96

二、有势流动 99

第三节运动方程的势流解 103

一、基本流动 103

二、几种简单平面有势流动的叠加 110

第四节奈维－斯托克斯方程的若干精确解 119

一、单向流动 119

二、二维的单向流动 120

三、非定常的单向流动 125

四、爬流 129

练习题 137

第四章～第五章主要参考文献 140

第六章 边界层流动 141

第一节 边界层的基本概念 142

第二节层流边界层的微分方程 144

第三节边界层动量积分方程 147

一、边界层动量积分方程 147

二、平板层流边界层的近似计算 149

三、平板紊流边界层的近似解 152

四、平板混合边界层的近似计算 154

第四节曲面边界层的分离现象 156

一、边界层的分离 156

二、卡门涡街 158

三、阻力系数 159

第六章练习题 164

第六章主要参考文献 165

第七章热量传递概论与能量方程 166

第一节热量传递方式 167

一、热传导 167

二、对流传热 168

三、辐射传热 169

四、同时进行导热、对流传热及辐射传热的热过程 170

第二节能量方程 172

一、能量方程的推导 172

二、能量方程的特定形式 178

第一节热传导的初始和边界条件 181

第八章热传导 181

第二节一维稳态热传导 184

一、平壁一维稳态热传导 185

二、筒壁一维稳态导热 186

三、球壳一维稳态导热 188

第三节多维稳态热传导 188

一、概述 188

二、多维热传导问题的解析解 190

三、非齐次边界条件时的分离变量法 196

四、含有热源的热传导 196

一、无量纲数和变量 201

第四节非稳态热传导 201

二、集总热容法 202

三、一维非稳态热传导 203

四、使用图表法解热传导问题 209

第九章对流传热 212

第一节对流传热机理 212

一、对流传热机理 212

二、温度边界层 213

三、对流传热系数 214

第二节对流传热控制方程 216

第三节无量纲方程和无量纲数 218

一、无量纲方程 219

二、无量纲数 221

第四节层流下的热量传递 222

一、控制方程 222

二、半无限长平板层流传热精确解 225

三、流体层流流过平板壁面传热的近似解 231

四、管内层流传热 236

第五节紊流下的热量传递 240

一、流体Pr=1的情况 241

二、流体Pr≠1的情况 242

第七章～第九章练习题 244

第七章～第九章主要参考文献 247

一、分子扩散 248

第十章质量传递概论 248

第一节质量传递的基本方式和公式 248

二、对流传质 249

三、分子扩散的速度与通量 250

四、扩散通量与主体流动通量 252

第二节质量传递微分方程 255

一、质量传递微分方程 255

二、传质微分方程的特定形式 257

三、在正交坐标系中对流扩散方程的形式 258

四、传质过程中的初始条件与边界条件 259

第十一章分子传质 262

一、组分A通过停滞组分B的稳态扩散 263

第一节气体中的分子扩散 263

二、组分A通过停滞组分B的拟稳态扩散 265

三、等分子反方向稳态扩散 266

四、气体扩散系数 267

第二节液体中的分子扩散 269

一、液体中的稳态分子扩散速率方程 269

二、组分A通过停滞组分B的稳态扩散 269

三、等分子反方向稳态扩散 270

四、液体中的扩散系数 270

第三节 固体中的分子扩散 273

一、与固体结构无关的稳态扩散 274

二、多孔固体中的稳态扩散 275

三、与固体结构无关的不稳态扩散解析解 279

四、与固体结构无关的多维稳态扩散的解析解 282

第十二章对流传质 284

第一节对流传质系数 284

第二节 层流下的质量传递 287

一、浓度边界层 287

二、平板壁面上层流传质的精确解 289

三、平板壁面上层流传质的近似解 295

四、管内层流传质 298

第三节 紊流下的质量传递 300

一、质量、热量与动量传递之间的类似律 300

二、平板壁面上紊流边界层质量传递的近似解 305

第四节两相界面间的质量传递 307

一、停滞膜模型 308

二、溶质渗透模型 308

三、表面更新模型 311

练习题 311

第十章～第十二章主要参考文献 313

第十三章胶体液滴输运现象 314

第一节胶体液滴输运现象概述 314

一、热毛细运动 314

二、扩散型毛细运动 315

主要参考文献 317

第二节液滴在管中轴对称热蠕动 318

第三节表面活性剂对液滴热毛细迁移运动的阻碍 355

第四节一串变形液泡在管中的流动 381

主要参考文献 389

第五节液滴在管中的热变形迁移 390

主要参考文献 401

第六节在表面活性剂控制吸附下的液滴的速度 402

第七节液滴速度的Marangoni减速：表面活性剂的物理化学作用 412

第八节应用Frumkin吸附模型求解液滴的运动 434

主要参考文献 440

第九节 电解质溶液中表面活性剂控制吸附下液滴的速度 440

主要参考文献 448