Учеб. для вузов. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. 395 с.
содержание соответствует программе курса для строительных специальностей и направлений. Учебник дополнен факультативными материалами для хорошо успевающих студентов и аспирантов.
физические свойства и модели жидкостей и газов
Модель сплошной среды
Силы, действующие на жидкость
Напряженное состояние в точке сплошной среды
Тензор напряжений
Свойство текучести. Твердые и текучие вещества
Сжимаемость жидкостей и газов
Фазовые переходы в жидкости. Кипение и кавитация
Отличительные особенности жидкостей и газов
Вязкость жидкостей и газов. Реологические свойства
жидкостей
ГИДРОСТАТИКА
Гидростатическое давление в точке
Дифференциальные уравнения равновесия жидкости
(уравнения Эйлера)
Интегрирование уравнений Эйлера
Сила гидростатического давления на произвольную
плоскую фигуру Сила избыточного гидростатического давления на ци-
линдрические поверхности
Способы измерения гидростатического давления
Распределение давления в атмосфере Земли
Нормальные напряжения в стенках круглоцилипдрической трубы (котельная формула)Закон Архимеда. Плавание тел
кинематика сплошной среды
Методы описания движения сплошной среды
Линия тока и траектории
Метод контрольного объема
Гидромеханическая интерпретация теоремы Остроградского-Гаусса
Векторная форма теоремы Остроградского—Гаусса
Разложение движения элементарного объема сплошной среды на поступательное, вращательное и деформационное (теорема Гельмгольца)
Субстанциальная производная
Потенциал скорости и функция тока при плоском безвихревом движении
основы гидродинамики
Предварительные сведения
Закон сохранения массы
Закон изменения количества движения
Закон изменения момента количества движения
Закон изменения кинетической энергии
Общий закон сохранения энергии для контрольного
объема сплошной среды
основы технической механики жидкости (в одномерном приближении)
Основные понятия и терминология
Гидравлические характеристики поперечного сечения
потока
Уравнение неразрывности
Уравнение Бернулли для установившегося потока вязкой жидкости
Уравнение Бернулли для неустановившегося напорного движения вязкой несжимаемой жидкости
Уравнение Бернулли для установившегося безнапорного движения вязкой жидкости
Геометрическая и энергетическая интерпретации слагаемых, входящих в уравнение Бернулли
Потенциальный и полный (гидродинамический) напоры. Пьезометрическая и напорная линии
Основное уравнение равномерного движения жидкости в поле силы тяжести
Два режима движения жидкости
Потери напора при установившемся равномерном
движении жидкости (потери по длине)
Формула Шези
Потери энергии по длине в потоке сжимаемой жидкости (газа)
Местные потери напора
Справочные материалы для расчета местных потерь
напора
установившееся движение жидкости в трубопроводах
Классификация трубопроводов. Основные задачи расчета трубопроводов
Расчет коротких трубопроводов
Расчет длинных трубопроводов
Измерение расхода в трубопроводах
Слияние и разделение потоков в трубопроводах
Справочные материалы для расчета длинных трубопроводов
неустановившееся движение жидкости в напорных трубопроводах (гидравлический удар)
Общее описание гидравлического удара
Основные уравнения гидравлического удара
Скалярное волновое уравнение
Векторные волновые уравнения
Волновая скорость
Постепенное закрытие задвижки
истечение из отверстий и насадков
Основные понятия
Формулы для скорости и расхода при истечении из
отверстий и насадков
Истечение через нецилиндрические насадки
4. Истечение через отверстия и насадки "под уровень"
Примеры использования нецилиндрических насадков
равномерное и плавноизменяющееся движение жидкости в открытых руслах
Основные понятия и терминология
Трапецеидальные каналы
Ограничение скорости воды в каналах
Предотвращение заиливания каналов
Предотвращение размыва грунтовых каналов (метод влекущей силы
Очертание равномерно устойчивого откоса
Неравномерное установившееся движение поды и каналах
неустановившееся движение жидкости в открытых руслах (модель мелкой воды)
Предварительные замечания
Основные уравнения неустановившегося движения в
открытых руслах
Упрощения и анализ уравнений мелкой воды
Классификация длинных воли в каналах
гидравлический прыжок
Общее описание гидравлического прыжка
Основное уравнение гидравлического прыжка и цилиндрическом русле
Основное уравнение гидравлического прыжка и его
длина в прямоугольном русле
Местоположение гидравлического прыжка в канале
водосливы
Основная терминология и классификации водосливов
Формулы для расхода через водосливы
Водослив Кригера—Офицерова
Критерии подтопления и расчет подтопленных водосливов
Измерение расхода воды с помощью водосливов
Справочные материалы для расчета водосливов практического профиля
Справочные материалы для расчета водосливов
с широким порогом
движение грунтовых вод
Физико-механические предпосылки к описанию грунтовых вод
Скорость фильтрации. Основной закон ламинарной
фильтрации (закон Дарси)
Способы определения коэффициента фильтрации
Плавноизменяющееся безнапорное движение грунтовых вод. Дифференциальное уравнение Дюпюи
Интегрирование дифференциального уравнения безнапорного плавноизменяющегося движения грунтовых вод
Фильтрация через прямоугольный однородный грунтовый массив
Два виртуальных способа расчета фильтрации через
неоднородный (слоистый) грунт
Движение грунтовых вод в прямоугольном массиве
при инфильтрации с поверхности земли
Приток воды к водосборной галерее
Приток воды к круглому колодцу
Фильтрация воды из земляных каналов
Фильтрация воды через однородную грунтовую плотину на водонепроницаемом основании
Фильтрация воды через однородную грунтовую плотину на водопроницаемом основании
Фильтрация через грунтовые плотины, имеющие устройства, предотвращающие высачивание воды на низовой откос
Фильтрация через неоднородные земляные плотины на водонепроницаемом основании
Дифференциальные уравнения резкоизменяющегося
движения грунтовых вод
Плоская задача о фильтрации воды в однородном
грунте. Функция тока, гидродинамическая сетка
Граничные условия для решения уравнения Лапласа
и построения гидродинамической сетки
Метод решения фильтрационных задач, основанный
на электрогидродинамической аналогии (ЭГДА)
Задачи расчета подземного контура плотины, решаемые с помощью гидродинамической сетки
Метод расчета подземного контура, основанный на использовании коэффициентов потерь напора (метод коэффициентов сопротивления)
дифференциальные уравнения механики жидкости и газа
Предварительные замечания
Дифференциальное уравнение, выражающее закон сохранения массы
Дифференциальные уравнения, выражающие закон изменения количества движения (уравнения движения в напряжениях)
Дифференциальные уравнения, выражающие закон
изменения момента количества движения
Обобщенный закон Ньютона для вязких напряжений
Уравнения движения вязкой сжимаемой жидкости
(уравнения Навье—Стокса)
Модель невязкой несжимаемой жидкости (гидродинамические уравнения Эйлера)
Дифференциальные уравнения, выражающие закон
изменения кинетической энергии
одномерные потоки газа
Скорость распространения возмущений в сжимаемой
среде
Уравнение Бернулли для установившегося потока газа
Краткие сведения из термодинамики
Зависимость скорости звука от термодинамических условий. Термодинамические формы уравнения Бернулли
Параметры торможения. Критическая скорость. Число
Маха
Течение газа в конфузорах и диффузорах (в одномерном приближении)
Истечение газа из резервуара через насадок (сопло
Лаваля)
обтекание тел незжимаемой жидкостью
Общие положения
Силы, действующие на обтекаемое жидкостью тело
Обтекание плоской пластины
Безотрывное обтекание цилиндра однородным потоком невязкой жидкости
Присоединенный вихрь и подъемная сила
Пограничный слой
Отрыв пограничного слоя. Кризис обтекания
Способы улучшения гидроаэродинамических характеристик движущихся объектов
Обтекание крыловых профилей
Обтекание шара
Ветряной двигатель
Основы расчета ветровой нагрузки на конструкции
и сооружения
осредненная модель турбулентного потока. уравнение рейнольдса
Простейшее решение уравнений движения вязкой несжимаемой жидкости (уравнений Навье—Стокса)0
Уравнения Рейнольдса
Проблема замыкания уравнений Рейнольдса. Цепоч-
ка уравнений Келлера—Фридмана. Уравнение баланса энергии
Турбулентные касательные напряжения в пристеночном плоском продольно-однородном потоке
полуэмперические теории турбулентности
Пристеночный турбулентный поток
Структура турбулентного потока в гладкой трубе
Потери напора по длине в круглой трубе
Полуэмпирические методы решения задач о свободной турбулентности
статический подход к описанию турбулентных потоков
сновные понятия статистической гидромеханики
Частотные характеристики турбулентности
моделирование гидромеханических явлений
Задачи экспериментального изучения движения жидкостей
Предпосылки использования анализа размерностей
Основные положения анализа размерности. П-теорема
Подобие гидромеханических явлений
Особенности и основные приемы моделирования гидромеханических явлений
содержание соответствует программе курса для строительных специальностей и направлений. Учебник дополнен факультативными материалами для хорошо успевающих студентов и аспирантов.
физические свойства и модели жидкостей и газов
Модель сплошной среды
Силы, действующие на жидкость
Напряженное состояние в точке сплошной среды
Тензор напряжений
Свойство текучести. Твердые и текучие вещества
Сжимаемость жидкостей и газов
Фазовые переходы в жидкости. Кипение и кавитация
Отличительные особенности жидкостей и газов
Вязкость жидкостей и газов. Реологические свойства
жидкостей
ГИДРОСТАТИКА
Гидростатическое давление в точке
Дифференциальные уравнения равновесия жидкости
(уравнения Эйлера)
Интегрирование уравнений Эйлера
Сила гидростатического давления на произвольную
плоскую фигуру Сила избыточного гидростатического давления на ци-
линдрические поверхности
Способы измерения гидростатического давления
Распределение давления в атмосфере Земли
Нормальные напряжения в стенках круглоцилипдрической трубы (котельная формула)Закон Архимеда. Плавание тел
кинематика сплошной среды
Методы описания движения сплошной среды
Линия тока и траектории
Метод контрольного объема
Гидромеханическая интерпретация теоремы Остроградского-Гаусса
Векторная форма теоремы Остроградского—Гаусса
Разложение движения элементарного объема сплошной среды на поступательное, вращательное и деформационное (теорема Гельмгольца)
Субстанциальная производная
Потенциал скорости и функция тока при плоском безвихревом движении
основы гидродинамики
Предварительные сведения
Закон сохранения массы
Закон изменения количества движения
Закон изменения момента количества движения
Закон изменения кинетической энергии
Общий закон сохранения энергии для контрольного
объема сплошной среды
основы технической механики жидкости (в одномерном приближении)
Основные понятия и терминология
Гидравлические характеристики поперечного сечения
потока
Уравнение неразрывности
Уравнение Бернулли для установившегося потока вязкой жидкости
Уравнение Бернулли для неустановившегося напорного движения вязкой несжимаемой жидкости
Уравнение Бернулли для установившегося безнапорного движения вязкой жидкости
Геометрическая и энергетическая интерпретации слагаемых, входящих в уравнение Бернулли
Потенциальный и полный (гидродинамический) напоры. Пьезометрическая и напорная линии
Основное уравнение равномерного движения жидкости в поле силы тяжести
Два режима движения жидкости
Потери напора при установившемся равномерном
движении жидкости (потери по длине)
Формула Шези
Потери энергии по длине в потоке сжимаемой жидкости (газа)
Местные потери напора
Справочные материалы для расчета местных потерь
напора
установившееся движение жидкости в трубопроводах
Классификация трубопроводов. Основные задачи расчета трубопроводов
Расчет коротких трубопроводов
Расчет длинных трубопроводов
Измерение расхода в трубопроводах
Слияние и разделение потоков в трубопроводах
Справочные материалы для расчета длинных трубопроводов
неустановившееся движение жидкости в напорных трубопроводах (гидравлический удар)
Общее описание гидравлического удара
Основные уравнения гидравлического удара
Скалярное волновое уравнение
Векторные волновые уравнения
Волновая скорость
Постепенное закрытие задвижки
истечение из отверстий и насадков
Основные понятия
Формулы для скорости и расхода при истечении из
отверстий и насадков
Истечение через нецилиндрические насадки
4. Истечение через отверстия и насадки "под уровень"
Примеры использования нецилиндрических насадков
равномерное и плавноизменяющееся движение жидкости в открытых руслах
Основные понятия и терминология
Трапецеидальные каналы
Ограничение скорости воды в каналах
Предотвращение заиливания каналов
Предотвращение размыва грунтовых каналов (метод влекущей силы
Очертание равномерно устойчивого откоса
Неравномерное установившееся движение поды и каналах
неустановившееся движение жидкости в открытых руслах (модель мелкой воды)
Предварительные замечания
Основные уравнения неустановившегося движения в
открытых руслах
Упрощения и анализ уравнений мелкой воды
Классификация длинных воли в каналах
гидравлический прыжок
Общее описание гидравлического прыжка
Основное уравнение гидравлического прыжка и цилиндрическом русле
Основное уравнение гидравлического прыжка и его
длина в прямоугольном русле
Местоположение гидравлического прыжка в канале
водосливы
Основная терминология и классификации водосливов
Формулы для расхода через водосливы
Водослив Кригера—Офицерова
Критерии подтопления и расчет подтопленных водосливов
Измерение расхода воды с помощью водосливов
Справочные материалы для расчета водосливов практического профиля
Справочные материалы для расчета водосливов
с широким порогом
движение грунтовых вод
Физико-механические предпосылки к описанию грунтовых вод
Скорость фильтрации. Основной закон ламинарной
фильтрации (закон Дарси)
Способы определения коэффициента фильтрации
Плавноизменяющееся безнапорное движение грунтовых вод. Дифференциальное уравнение Дюпюи
Интегрирование дифференциального уравнения безнапорного плавноизменяющегося движения грунтовых вод
Фильтрация через прямоугольный однородный грунтовый массив
Два виртуальных способа расчета фильтрации через
неоднородный (слоистый) грунт
Движение грунтовых вод в прямоугольном массиве
при инфильтрации с поверхности земли
Приток воды к водосборной галерее
Приток воды к круглому колодцу
Фильтрация воды из земляных каналов
Фильтрация воды через однородную грунтовую плотину на водонепроницаемом основании
Фильтрация воды через однородную грунтовую плотину на водопроницаемом основании
Фильтрация через грунтовые плотины, имеющие устройства, предотвращающие высачивание воды на низовой откос
Фильтрация через неоднородные земляные плотины на водонепроницаемом основании
Дифференциальные уравнения резкоизменяющегося
движения грунтовых вод
Плоская задача о фильтрации воды в однородном
грунте. Функция тока, гидродинамическая сетка
Граничные условия для решения уравнения Лапласа
и построения гидродинамической сетки
Метод решения фильтрационных задач, основанный
на электрогидродинамической аналогии (ЭГДА)
Задачи расчета подземного контура плотины, решаемые с помощью гидродинамической сетки
Метод расчета подземного контура, основанный на использовании коэффициентов потерь напора (метод коэффициентов сопротивления)
дифференциальные уравнения механики жидкости и газа
Предварительные замечания
Дифференциальное уравнение, выражающее закон сохранения массы
Дифференциальные уравнения, выражающие закон изменения количества движения (уравнения движения в напряжениях)
Дифференциальные уравнения, выражающие закон
изменения момента количества движения
Обобщенный закон Ньютона для вязких напряжений
Уравнения движения вязкой сжимаемой жидкости
(уравнения Навье—Стокса)
Модель невязкой несжимаемой жидкости (гидродинамические уравнения Эйлера)
Дифференциальные уравнения, выражающие закон
изменения кинетической энергии
одномерные потоки газа
Скорость распространения возмущений в сжимаемой
среде
Уравнение Бернулли для установившегося потока газа
Краткие сведения из термодинамики
Зависимость скорости звука от термодинамических условий. Термодинамические формы уравнения Бернулли
Параметры торможения. Критическая скорость. Число
Маха
Течение газа в конфузорах и диффузорах (в одномерном приближении)
Истечение газа из резервуара через насадок (сопло
Лаваля)
обтекание тел незжимаемой жидкостью
Общие положения
Силы, действующие на обтекаемое жидкостью тело
Обтекание плоской пластины
Безотрывное обтекание цилиндра однородным потоком невязкой жидкости
Присоединенный вихрь и подъемная сила
Пограничный слой
Отрыв пограничного слоя. Кризис обтекания
Способы улучшения гидроаэродинамических характеристик движущихся объектов
Обтекание крыловых профилей
Обтекание шара
Ветряной двигатель
Основы расчета ветровой нагрузки на конструкции
и сооружения
осредненная модель турбулентного потока. уравнение рейнольдса
Простейшее решение уравнений движения вязкой несжимаемой жидкости (уравнений Навье—Стокса)0
Уравнения Рейнольдса
Проблема замыкания уравнений Рейнольдса. Цепоч-
ка уравнений Келлера—Фридмана. Уравнение баланса энергии
Турбулентные касательные напряжения в пристеночном плоском продольно-однородном потоке
полуэмперические теории турбулентности
Пристеночный турбулентный поток
Структура турбулентного потока в гладкой трубе
Потери напора по длине в круглой трубе
Полуэмпирические методы решения задач о свободной турбулентности
статический подход к описанию турбулентных потоков
сновные понятия статистической гидромеханики
Частотные характеристики турбулентности
моделирование гидромеханических явлений
Задачи экспериментального изучения движения жидкостей
Предпосылки использования анализа размерностей
Основные положения анализа размерности. П-теорема
Подобие гидромеханических явлений
Особенности и основные приемы моделирования гидромеханических явлений