工程學

Intermediate Fluid Mechanics

James Liburdy

英文原名: Intermediate Fluid Mechanics

面向流體力學第二門課程的開放教材,將勢流、黏性流動、邊界層與氣動力分析連結起來,適合已有基礎的高年級大學生。

需要的基礎

需要初等流體力學、向量微積分與微分方程。開始前複習控制體守恆、流線、渦度及Navier–Stokes方程式的意義。

出版年份
2021
難度等級
中級
學術層次
大學部
fluid mechanicspotential flowboundary layersopen textbook

01 / 導讀

導讀

流體力學:把動量當作向量平衡

比較三條流體力學路線,解出原創彎管受力與分流題,逐項追蹤錶壓、動量通量和管壁反作用,解釋定常為何不等於零合力。

學習計畫與例題由 University Reading List 編輯整理。

適合誰

適合修完入門流體力學、繼續學習外流解析模型的高年級大學生,也可供研究生複習。已有守恆定律基礎後,可藉本書判斷理想化流動計算何時能預測實際受力。

需要的基礎

需要初等流體力學、向量微積分與微分方程。開始前複習控制體守恆、流線、渦度及Navier–Stokes方程式的意義。

涵蓋內容

勢流方法和中階黏性流分析延伸到邊界層與紊流概念。不同模型可用來觀察忽略黏性的近似何時失效;範圍是第二門課程,並非窮盡全部專題的參考書。

如何使用

每段推導旁畫出流動幾何,寫清刪去哪些項及其尺度依據。比較勢流預測與黏性預期,再追蹤邊界層近似如何改變結果。遇到精確解時,分別檢查微分方程式與邊界條件是否滿足。

版本與閱讀路線

Oregon State版為2021年第二門課教材,採用CC BY-NC-SA 4.0;出版方當前標記已歸檔、不再更新。應先學基礎流體,準備控制體積平衡、流線、渦量和初步Navier–Stokes。用Mathematical Tools補記號,讀Bernoulli Equation後再進勢流。複習定常儲存與空間動量變化的區別,對比黏性流時仍保留理想流結論的假設。歸檔仍是官方免費閱讀入口,不代表當前開課資訊。

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