Для доступа к данной книге необходима авторизация

Логин: пароль Запрос доступа

Введение в динамику жидкости

  

Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости. М.: Мир, 1973. — 760 с.

Книга содержит систематическое и оригинальное изложение основ динамики жидкости. Автор, как правило, указывает способ упрощения основных уравнений и обсуждает результаты, привлекая эксперимент. Это позволяет шире охватить предмет и его приложения к геофизике, физической гидродинамике, метеорологии и океанологии. Энциклопедичность содержания и методические достоинства книги Бэтчелора позволяют поставить ее в один ряд с такими известными трудами, как, например: Л. Прандтль Гидроаэромеханика (ИЛ, 1949, 1951) и Л. Милн-Томсон Теоретическая гидродинамика (Мир, 1964)



Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
ПРЕДИСЛОВИЕ
1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ
1.1. Твердые тела, жидкости и газы
1.2. Гипотеза сплошной среды
1.3. Объемные и поверхностные силы, действующие на жидкость
1.4. Механическое равновесие жидкости
1.5. Классическая термодинамика
1.6. Явления переноса
Линейное соотношение между потоком и градиентом скалярной интенсивности
Уравнения диффузии и теплопроводности в покоящейся изотропной среде
Молекулярный перенос количества движения в жидкости
1.7. Отличительные свойства газов
Отклонения от законов совершенного газа
Коэффициенты переноса в совершенном газе
Другие проявления отклонений совершенного газа от равновесного состояния
1.8. Отличительные свойства жидкостей
Свойства жидкости в состоянии равновесия
Коэффициенты переноса
1.9. Условия на границе между двумя средами
Равновесная форма границы между двумя неподвижными, жидкостями
Соотношения перехода на жидкой границе
2. КИНЕМАТИКА ПОЛЯ ТЕЧЕНИЯ
Дифференцирование по направлению движения жидкости
2.2. Сохранение массы
Использование функции тока для удовлетворения уравнения сохранения массы
2.3. Анализ относительного движения в окрестности точки
Простое движение сдвига
2.4. Распределение скоростей при заданных скорости расширения и завихренности
2.5. Особенности скорости расширения. Источники и стоки
2.6. Распределение завихренности
Вихревые нити
Вихревая пелена
2.7. Распределения скорости при нулевой завихренности и нулевой скорости расширения
Безвихревое соленоидалъное течение вблизи критической точки
Комплексный потенциал двумерного безвихревого соленоидалъного течения
2.8. Безвихревое соленоидальное течение в двусвязных областях пространства
Условия единственности для определения ...
2.9. Трехмерные поля течения, простирающиеся в бесконечность
Поведение потенциала на больших расстояниях
Представление потенциала степенным рядом
Безвихревое соленоидальное течение, вызываемое поступательным движением твердого тела
2.10. Двумерные поля течения, простирающиеся в бесконечность
Безвихревое соленоидалъное течение, вызываемое поступательным движением твердого тела
3. УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ
Скорости изменения субстанциональных интегралов
Законы сохранения для движущейся жидкости
3.2. Уравнение движения для жидкости
Применение уравнения количества движения в интегральной форме
Уравнения движения в подвижных осях
3.3. Выражение для тензора напряжений
Механическое определение давления в движущейся жидкости
Связь между девиатором напряжений и скоростью деформации для ньютоновой жидкости
Условия для скорости и напряжений на жидкой границе двух сред
3.4. Изменение внутренней энергии движущейся жидкости
3.5. Теорема Бернулли для установившегося течения невязкой и нетеплопроводной жидкости
Специальные формы теоремы Бернулли
Сохранение величины Н при пересечении области перехода в одномерном установившемся течении
3.6. Полная система уравнений движения жидкости
Изэнтпропическое течение
Условия, при которых поле скоростей можно приближенно считать соленоидальным
3.7. Заключительные замечания к первым трем главам
4. РАВНОМЕРНЫЙ ПОТОК ВЯЗКОЙ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ
Модификация давления с учетом влияния массовой силы
4.2. Установившееся течение одного направления
Течение Пуазейля
Течение в трубах некругового поперечного сечения
Двумерное течение
Модель малярной кисти
4.3. Неустановившееся течение одного направления
Плоская граница, внезапно приводимая в движение в покоящейся жидкости
Твердая граница, внезапно приводимая в движение относительно другой неподвижной границы
Течение, вызываемое колебанием плоской границы
Начало течения в трубе
4.4. Слой Экмана на границе вращающейся жидкости
Слой на свободной поверхности
Слой на твердой плоской границе
4.5. Течение с круговыми линиями тока
4.6. Установившаяся струя из точечного источника количества движения
4.7. Динамическое подобие и число Рейнольдса
Другие безразмерные параметры, имеющие динамическое значение
4.8. Поля течений, в которых силы инерции пренебрежимо малы
Теория смазки
Течение в приборе Хеле-Шоу
Фильтрация через пористую среду
Двумерное течение в угловой области
Теоремы единственности и минимума диссипации энергии
4.9. Течение, вызываемое движением тела при малых числах Рейнольдса
Сферическая капля в другой жидкости
Тело произвольной формы
4.10. Уточненное уравнение Озеена для течения при малом числе Рейнольдса
Твердая сфера
Твердый круговой цилиндр
4.11. Вязкость разбавленной суспензии из малых частиц
Сфера в чисто деформационном течении
Повышенная скорость диссипации в несжимаемой суспензии
Эффективная объемная вязкость жидкости, содержащей газовые пузырьки
4.12. Изменения в обтекании тел при возрастании числа Рейнольдса от 1 до 100
5. ТЕЧЕНИЕ ПРИ БОЛЬШОМ ЧИСЛЕ РЕЙНОЛЬДСА: ЭФФЕКТЫ ВЯЗКОСТИ
Интенсификация завихренности при растяжении вихревых линий
5.3. Теорема Кельвина о циркуляции и законы распространения завихренности для невязкой жидкости
Сохраняемость безвихревого движения
5.4. Возникновение завихренности при движениях жидкости из состояния покоя
5.5. Установившиеся течения, в которых диффузия завихренности, возникающей на твердой границе, ограничивается за счет конвекции
(б) Течение в окрестности критической точки на твердой границе
(в) Центробежное течение жидкости, вызванное вращающимся диском
5.6. Установившееся двумерное течение в сужающемся или расширяющемся канале
Чисто сходящееся течение
5.7. Пограничные слои
5.8. Пограничный слой на плоской пластине
5.9. Эффекты ускорения и замедления внешнего потока
Автомодельное решение, когда скорость внешнего течения пропорциональна x^m
О расчетах установившегося пограничного слоя на движущемся в жидкости теле
5.10. Отрыв пограничного слоя
5.11. Течение при установившемся движении тел в жидкости
Течение без отрыва пограничного слоя
Течение с отрывом
5.12. Струи, свободные слои смешения и следы
Свободные слои смешения
Следы
5.13. Колеблющиеся пограничные слои
Демпфирующая сила, действующая на колеблющееся тело
Установившееся вторичное течение, обусловленное колеблющимся пограничным слоем
Приложения теории установившегося вторичного течения
5.14. Течения со свободными поверхностями
Сопротивление сферического газового пузырька при его установившемся всплывании в жидкости
Затухание волн на поверхности тяжелой жидкости
5.15. Примеры применения теоремы о количестве движения
Внезапное расширение трубы
6. ТЕОРИЯ БЕЗВИХРЕВОГО ТЕЧЕНИЯ И ЕЕ ПРИЛОЖЕНИЯ
6.2. Общие свойства безвихревого течения
Интегрирование уравнения движения
Выражения для кинетической энергии через интегралы по поверхности
Теорема Кельвина о минимуме энергии
Точки максимума скорости q и минимума давления р
Локальное изменение величины скорости
6.3. Установившееся течение; некоторые приложения теоремы Бернулли и теоремы о количестве движения
Истечение из круглого отверстия в открытом сосуде
Водослив через плотину
Удар струи жидкости о плоскую стенку
6.4. Общие свойства безвихревого течения, обусловленного движущимся твердым телом
Кинетическая энергия жидкости
Сила, действующая на тело при его поступательном движении
Реакция на ускорение
6.5. Использование комплексного потенциала в случае двумерного безвихревого течения
Конформное преобразование плоскости течения
Преобразование границы в бесконечную прямую
Теорема об окружности
6.6. Двумерное безвихревое течение, вызванное движущимся цилиндром с циркуляцией
Поступательное движение эллиптического цилиндра
Сила и момент, действующие на цилиндр в установившемся поступательном движении
6.7. Двумерные профили
Возникновение циркуляции вокруг профиля и обоснование гипотезы Жуковского
Профили, получаемые преобразованием окружности
Профили Жуковского
Движение системы точечных вихрей
6.8. Осесимметричное безвихревое течение, вызванное движением тела
Движущаяся сфера
Эллипсоиды вращения
Тела, образуемые источниками на оси симметрии
Полубесконечные тела
6.9. Приближенные результаты для тонких тел
Тонкие тела в двух измерениях
Тонкие профили в двух измерениях
6.10. Импульсивное движение жидкости
Удар тела о свободную поверхность жидкости
6.11. Большие пузыри газа в жидкости
Пузырь, поднимающийся в вертикальной трубе
Расширяющийся сферический пузырь
6.12. Кавитация в жидкости
Примеры образования каверн в неустановившемся течении
Схлопывание нестационарной каверны
Стационарные каверны
6.13. Теория течений со свободными линиями тока, установившиеся струи и каверны
Двумерная струя, вытекающая на отверстия
Двумерное обтекание пластины с каверной под давлением окружающей среды
Стационарные каверны, присоединенные к телам в потоке жидкости
7. ВИХРЕВОЕ ТЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНО НЕВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ
Самоиндуцированное движение вихревой нити
7.2. Течение неограниченной жидкости, покоящейся на бесконечности
Полная кинетическая энергия жидкости
Течение с круговыми вихревыми линиями
Вихревые кольца
7.3. Двумерное течение неограниченной жидкости, покоящейся на бесконечности
Интегральные инварианты распределения завихренности
7.4. Установившееся двумерное вихревое движение жидкости
Постоянная завихренность в области, ограниченной снаружи
Жидкость, вращающаяся на бесконечности как твердое тело
Жидкость, совершающая в бесконечности простой сдвиг
7.5. Установившееся осесимметричное течение с закруткой
Влияние изменения поперечного сечения трубы на течение закрученной жидкости
Влияние изменения внешней скорости на изолированный вихрь
7.6. Жидкие системы, вращающиеся как целое
Установившееся течение при малом числе Россби
Распространение волн во вращающейся жидкости
Течение, обусловленное движением тела вдоль оси вращения
Геострофическое течение
Течение над неровной поверхностью Земли
Планетарные волны
7.8. Вихревая система крыла самолета
Крылья большого относительного размаха и теория «несущей линии»
Спутная вихревая система далеко за крылом
Крылья с большой стреловидностью
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Измеренные значения некоторых физических параметров различных жидкостей
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Выражения для некоторых векторных дифференциальных величин в ортогональных криволинейных координатах
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ