本书第1章介绍了流体力学理论推导中常用的张量分析。第2章基于质量守恒、动量守恒和能量守恒三大守恒定律，推导出了描述流体运动的基本方程组。第3章阐述了流体涡旋运动的基本性质。第4章到第6章重点介绍不可压缩流体分别做有势流动、层流流动和湍流流动时，流体运动基本方程组的简化及其相关计算理论。第7章以现实生活中常见的壁面剪切湍流流动、一维非定常流动和地下水渗流为例，讲述了流体运动过程中阻力、压强、水位、流速和流量等重要流动参数的计算问题。书末附有矢量运算常用公式、正交曲线坐标系、复变函数、傅里叶级数与傅里叶变换等相关附录。本书在编写上力求基本概念准确、理论推导严谨、结构体系完整、内容循序渐进，具有工科背景的读者均可阅读本书。 本书可用作土木、水利、海洋、环境、机械、能源等工科专业的研究生教材，也可作为相关专业教师、科研人员和工程技术人员的参考用书。

第1章 张量分析
1.1 张量表示法
1.2 矢量的运算
1.2.1 代数运算
1.2.2 微分和积分运算
1.3 张量及其运算
1.3.1 坐标变换
1.3.2 张量的定义
1.3.3 各向同性张量
1.3.4 张量的运算
1.4 二阶张量的性质
1.4.1 主轴、主值和不变量
1.4.2 几种特殊的二阶张量
1.4.3 二阶张量的分解
第2章 流体运动的基本方程
2.1 流体运动的描述方法
2.1.1 拉格朗日法和欧拉法
2.1.2 物质导数
2.1.3 雷诺输运方程
2.2 流体所受的力与变形
2.2.1 流体的应力状态
2.2.2 流体微团的变形
2.2.3 流体的本构方程
2.3 流体运动的连续方程
2.3.1 积分形式的连续方程
2.3.2 微分形式的连续方程
2.4 流体运动的动量方程
2.4.1 积分形式的动量方程
2.4.2 微分形式的动量方程
2.5 流体运动的能量方程
2.5.1 积分形式的能量方程
2.5.2 微分形式的能量方程
2.6 流体运动的方程组
2.6.1 基本方程及定解条件
2.6.2 N-S方程性质及求解策略
第3章 流体的涡旋运动
3.1 涡旋运动的基本性质
3.1.1 涡旋的基本概念
3.1.2 涡旋的运动学性质
3.1.3 涡量动力学方程
3.2 速度环量不变化时的涡旋运动
3.2.1 开尔文定理
3.2.2 拉格朗日定理
3.2.3 亥姆霍兹定理
3.3 引起速度环量变化的因素
3.3.1 流体斜压的影响
3.3.2 质量力无势的影响
3.3.3 黏性的影响
3.4 涡旋运动的诱导速度
3.4.1 诱导速度的普遍公式
3.4.2 涡丝与涡层
3.4.3 兰金涡
第4章 不可压缩流体的有势流动
4.1 有势流动的基本方程
4.1.1 势函数方程
4.1.2 流函数方程
4.1.3 伯努利积分和拉格朗日积分
4.1.4 有势流动的方程组
4.2 平面有势流动
4.2.1 复势与复速度
4.2.2 平面基本势流
4.2.3 奇点分布法
4.2.4 镜像法
4.2.5 保角变换法
4.2.6 绕流物体所受的升力
4.3 轴对称有势流动
4.3.1 轴对称势函数的解
4.3.2 轴对称基本势流
4.3.3 三维物体绕流
4.3.4 巴特勒球定理
4.3.5 达朗贝尔悖论
4.3.6 附加质量
第5章 不可压缩流体的层流流动
5.1 N—S方程的精确解
5.1.1 平行剪切流动
5.1.2 平面圆周运动
5.2 低雷诺数流动
5.2.1 低雷诺数流动的方程
5.2.2 绕球体的缓慢流动
5.2.3 滑动轴承内的流动
5.3 边界层层流流动
5.3.1 边界层基本概念
5.3.2 边界层微分方程
5.3.3 边界层的相似解
5.3.4 边界层积分方程
5.3.5 边界层的近似解
5.3.6 高阶边界层方程
5.4 层流向湍流的过渡
5.4.1 过渡区流动特性
5.4.2 层流稳定性理论
第6章 不可压缩流体的湍流流动
6.1 湍流平均方程
6.1.1 统计描述
6.1.2 雷诺方程
6.1.3 能量方程
6.1.4 耗散率方程
6.1.5 雷诺应力方程
6.2 湍流模式理论
6.2.1 涡黏性模式
6.2.2 二阶矩模式
6.2.3 概率密度函数方法
6.3 湍流统计理论
6.3.1 基本概念
6.3.2 相关函数
6.3.3 谱函数
6.3.4 能量输运
6.4 高级数值模拟
6.4.1 直接数值模拟(DNS)
6.4.2 大涡模拟(LES)
6.4.3 RANS/LES组合模拟
第7章 工程中的流动问题
7.1 壁面剪切湍流
7.1.1 基本方程
7.1.2 流动特性
7.1.3 圆管湍流
7.1.4 平板湍流
7.2 一维非定常流动
7.2.1 基本方程
7.2.2 有压管道非定常流动
7.2.3 无压明槽非定常流动
7.3 地下水渗流
7.3.1 基本方程
7.3.2 一维渗流
7.3.3 井的渗流
附录A 矢量运算的常用公式
A.1 代数运算
A.2 微分运算
A.3 积分运算
附录B 正交曲线坐标系
B.1 正交曲线坐标的基矢量
B.2 正交曲线坐标中的微分
B.3 圆柱坐标系
B.4 球坐标系
附录C 复变函数
C.1 解析函数
C.2 复变函数的导数
C.3 泰勒级数和罗朗级数
C.4 奇点及其分类
C.5留数和留数定理
附录D 傅里叶级数与傅里叶变换
D.1傅里叶级数
D.2傅里叶变换
参考文献
索引