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　　如果說(shuō)現(xiàn)代文明起源于機(jī)械工業(yè)的興起和發(fā)展的話，那么流體力學(xué)與機(jī)械工業(yè)的結(jié)合起到了決定性的作用，也可以說(shuō)流體力學(xué)是機(jī)械工業(yè)現(xiàn)代化皇冠上的一顆耀眼的璀璨明珠。無(wú)論是古代的水力機(jī)械還是現(xiàn)代最復(fù)雜的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生，均與流體力學(xué)的發(fā)展密不可分，也可以說(shuō)流體力學(xué)幾乎涉足諸如水輪機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、膨脹機(jī)、風(fēng)力機(jī)、水泵、風(fēng)扇、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、液力耦合器、液力變矩器、風(fēng)動(dòng)工具、氣動(dòng)馬達(dá)、液壓馬達(dá)以及各種流體輸運(yùn)和控制設(shè)備等，所有以流體為工質(zhì)來(lái)轉(zhuǎn)換能量的機(jī)械。因此，毫無(wú)疑問(wèn)，流體力學(xué)是機(jī)械工業(yè)最為活躍的一門專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，也是工科類院校開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。為了激發(fā)初學(xué)者的學(xué)習(xí)興趣，便于了解流體力學(xué)基本知識(shí)和發(fā)展規(guī)律，主要以傳記形式和科普特征，將流體力學(xué)的科學(xué)知識(shí)與人文歷史結(jié)合起來(lái)，分流體力學(xué)基礎(chǔ)理論、空氣動(dòng)力學(xué)、液體動(dòng)力學(xué)、計(jì)算流體力學(xué)、實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)、風(fēng)洞和水洞設(shè)備、飛行奧妙與空氣動(dòng)力學(xué)原理和流體力學(xué)人物志共八章介紹給讀者。其中，流體力學(xué)基礎(chǔ)、空氣動(dòng)力學(xué)、液體動(dòng)力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)部分，主要介紹理論的發(fā)展及其應(yīng)用；實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)部分，主要介紹相似性原理、流動(dòng)顯示和測(cè)量技術(shù)等；風(fēng)洞和水洞設(shè)備部分，主要介紹風(fēng)洞和水洞設(shè)備的發(fā)展與應(yīng)用；飛行奧妙與空氣動(dòng)力學(xué)原理部分，主要介紹飛行認(rèn)知、飛行原理和飛機(jī)部件功用等；流體力學(xué)人物志部分，介紹了阿基米德、達(dá)芬奇、伽利略、牛頓、萊布尼茨、伯努利、歐拉、拉格朗日、亥姆霍茲、斯托克斯、雷諾、馬赫等著名科學(xué)家在流體力學(xué)發(fā)展中的作用和主要成就。

　　本書(shū)在內(nèi)容的取材和論述過(guò)程中，從直觀易懂的物理概念人手，將科學(xué)知識(shí)與歷史發(fā)展相結(jié)合，用通俗易懂的語(yǔ)言介紹了流體力學(xué)的發(fā)展和概論。

　　本書(shū)承蒙北京大學(xué)工學(xué)院魏慶鼎教授和清華大學(xué)航天航空學(xué)院朱克勤教授的審閱，并提出重要建議，深表謝意。

　　在本書(shū)的編寫過(guò)程中，作者還得到了北京航空航天大學(xué)應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)研究室的教師和同學(xué)們的大力支持。陸維爽博士生為本書(shū)的資料收集提供了幫助，借此表示衷心的感謝。

　　感謝科學(xué)出版社錢俊、魯永芳編輯和其他同志們?yōu)楸緯?shū)的出版付出的辛勤勞動(dòng)。

　　流體力學(xué)理論嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)用廣泛，這對(duì)編著通論來(lái)說(shuō)是一個(gè)不小的困難。所涉及內(nèi)容除了理論、實(shí)驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算三大分支外，尚有許多工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，限于篇幅，本書(shū)無(wú)法全面介紹，這里主要選了空氣動(dòng)力學(xué)和液體動(dòng)力學(xué)作為代表。因本人才疏學(xué)淺、精力有限，不妥之處在所難免，望廣大讀者批評(píng)指正。

　　劉沛清，男，1960年12月30日生，系山西省忻州市人，中共黨員。1982年在華北水利水電學(xué)院獲學(xué)士學(xué)位，1989年在河海大學(xué)獲碩士學(xué)位，1995年在清華大學(xué)獲博士學(xué)位。1997年至今，在北京航空航天大學(xué)流體力學(xué)研究所工作；2000年至今，任教育部流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室責(zé)任教授，博士生指導(dǎo)教師；2003年至2012年，任航空科學(xué)與工程學(xué)院副院長(zhǎng)。現(xiàn)為空氣動(dòng)力學(xué)國(guó)家精品課負(fù)責(zé)人，國(guó)家航空航天實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心主任，國(guó)家航空科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室大型飛機(jī)高級(jí)人才培訓(xùn)班班主任，中國(guó)空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)會(huì)第六屆理事會(huì)理事，第十屆流體力學(xué)專業(yè)委員會(huì)工業(yè)與環(huán)境流體力學(xué)專業(yè)組組長(zhǎng)，《空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào)》等編委。

　　2003年獲碩士先進(jìn)工作者稱號(hào)。2005年獲國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。2009年獲北京市教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。2011年獲北京市教學(xué)名師。2014年劉沛清負(fù)責(zé)的“先進(jìn)飛行器高級(jí)人才聯(lián)合培養(yǎng)基地”獲全國(guó)示范性全日制工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生聯(lián)合培養(yǎng)實(shí)踐基地稱號(hào)。

　　承擔(dān)教學(xué)任務(wù)：博士生課程“近代流體力學(xué)”；碩士生課程“湍流模型及其應(yīng)用”和“水動(dòng)力學(xué)理論”；本科生全國(guó)精品課程“空氣動(dòng)力學(xué)”和北京航空航天大學(xué)通識(shí)課程“現(xiàn)代大學(xué)概論”。

　　長(zhǎng)期從事空氣動(dòng)力學(xué)、水動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬工作。近年來(lái)結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)、面上項(xiàng)目、國(guó)防預(yù)研和國(guó)防基礎(chǔ)等課題，利用理論、實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬等多種手段對(duì)工程中的一些復(fù)雜流動(dòng)（旋渦分離與控制、高速層流控制技術(shù)等）開(kāi)展了系統(tǒng)深入的研究，解決了一系列氣動(dòng)設(shè)計(jì)難題。近年來(lái)的主要研究方向有：現(xiàn)代飛機(jī)旋渦分離及其控制技術(shù)，高速層流控制技術(shù)，現(xiàn)代高效輕質(zhì)螺旋槳設(shè)計(jì)與優(yōu)化技術(shù)，大型飛機(jī)起降氣動(dòng)特性、地面效應(yīng)和水上迫降。研究成果在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文200余篇，被SCI、El收錄60多篇，出版著作8部，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利19項(xiàng)。

前言

第1章 流體力學(xué)基礎(chǔ)

1．1 流體力學(xué)早期發(fā)展與微積分結(jié)合

1．2 描述流體運(yùn)動(dòng)方法

1．3 理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程建立與應(yīng)用

1．4 黏性流體運(yùn)動(dòng)微分方程與渦量輸運(yùn)方程

1．5 邊界層理論的建立與應(yīng)用

1．6 層流轉(zhuǎn)捩現(xiàn)象與穩(wěn)定性理論

1．7 湍流現(xiàn)象及其特征

1．8 湍流的統(tǒng)計(jì)理論

1．9 工程湍流理論

1．10 湍流模式

1．11 湍流高級(jí)數(shù)值模擬技術(shù)

1．12 湍渦的多尺度討論

第2章 空氣動(dòng)力學(xué)

2．1 空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展概述

2．2 低速翼型繞流

2．3 翼型繞流物面近區(qū)邊界層的發(fā)展與影響機(jī)理

2．4 機(jī)翼的低俗繞流

2．5 可壓縮空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

2．6 可壓縮流動(dòng)的求解方法

2．7 高超聲速空氣動(dòng)力學(xué)

2．8 氣動(dòng)聲學(xué)原理

2．9 低速翼型及機(jī)翼失速特性

2．10 空氣動(dòng)力學(xué)在現(xiàn)代飛行器研制中的先導(dǎo)性作用

第3章 液體動(dòng)力學(xué)

3．1 液體動(dòng)力學(xué)發(fā)展

3．2 液體運(yùn)動(dòng)

3．3 -元流理論與機(jī)械能損失

3．4 有壓管道恒定流

3．5 明渠恒定流

3．6 有壓管道非恒定流

3．7 明渠非恒定漸變流

3．8 水波動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

3．9 液體動(dòng)力學(xué)應(yīng)用

第4章 計(jì)算流體力學(xué)

4．1 計(jì)算流體力學(xué)起源

4．2 離散格式與迭代方法

4．3 計(jì)算流體力學(xué)應(yīng)用

……

第5章 實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)

第6章 風(fēng)洞與水洞設(shè)備

第7章 飛行奧妙與空氣動(dòng)力學(xué)原理

第8章 流體力學(xué)人物志

附錄A 湍渦運(yùn)動(dòng)隨想

附錄B 我的追夢(mèng)

參考文獻(xiàn)

后記