第1章 流体の性質と分類 1 |
1・1 序論 1 |
1・1・1 流体力学とは 1 |
1・1・2 本書の使い方 2 |
1・2 流体の基本的性質 3 |
1・2・1 密度と比重量 3 |
1・2・2 粘度と動粘度 3 |
1・2・3 体積弾性係数と圧縮率 5 |
1・2・4 表面張力 5 |
1・3 流体の分類 6 |
1・3・1 粘性流体と非粘性流体 6 |
1・3・2 ニュートン流体と非ニュートン流体 7 |
1・3・3 圧縮性流体と非圧縮性流体 8 |
1・3・4 理想流体 8 |
1・4 単位と次元 9 |
1・4・1 単位系 9 |
1・4・2 次元 10 |
練習問題 11 |
第2章 流れの基礎 13 |
2・1 流れを表す物理量 13 |
2・1・1 速度と流量 13 |
2・1・2 流体の加速度 14 |
2・1・3 圧力とせん断応力 15 |
2・1・4 流線,流脈線,流跡線 15 |
2・1・5 流体の変形と回転 16 |
2・2 さまざまな流れ 18 |
2・2・1 定常流と非定常流 18 |
2・2・2 一様流と非一様流 18 |
2・2・3 渦 18 |
2・2・4 層流と乱流 19 |
2・2・5 混相流 20 |
練習問題 21 |
第3章 静止流体の力学 23 |
3・1 静止流体中の圧力 23 |
3・1・1 圧力と等方性 23 |
3・1・2 オイラーの平衡方程式 24 |
3・1・3 重力場における圧力分布 26 |
3・1・4 マノメータ 29 |
3・2 面に働く静止流体力 33 |
3・2・1 平面に働く力 33 |
3・2・2 曲面に働く力 35 |
3・3 浮力と浮揚体の安定性 26 |
3・3・1 アルキメデスの原理 36 |
3・3・2 浮揚体の安定性 37 |
3・4 相対的平衡での圧力分布 39 |
3・4・1 直線運動 40 |
3・4・2 強制渦 40 |
練習問題 42 |
第4章 準1次元流れ 47 |
4・1 連続の式 47 |
4・2 質量保存則 49 |
4・3 エネルギーバランス式 52 |
4・4 ベルヌーイの式 55 |
練習問題 62 |
第5章 運動量の法則 67 |
5・1 質量保存則 67 |
5・2 運動量方程式 70 |
5・3 角運動量方程式 80 |
練習問題 84 |
第6章 管内の流れ 89 |
6・1 管摩擦損失 89 |
6・1・1 流体の粘性 89 |
6・1・2 管摩擦損失 89 |
6・2 直円管内の流れ 90 |
6・2・1 助走区間内の流れ 90 |
6・2・2 円管内の層流 91 |
6・2・3 円管内の乱流 93 |
6・3 拡大・縮小管内の流れ 100 |
6・3・1 管路の諸損失 100 |
6・3・2 管断面積が急激に変化する場合 101 |
6・3・3 管断面積がゆるやかに変化する場合 102 |
6・3・4 管路に絞りがある場合 103 |
6・4 曲がる管内の流れ 104 |
6・4・1 エルボとベンド 104 |
6・4・2 曲がり管 105 |
6・4・3 分岐管 106 |
6・5 矩形管内の流れ 107 |
練習問題 108 |
第7章 物体まわりの流れ 113 |
7・1 抗力と揚力 113 |
7・1・1 抗力 113 |
7・1・2 揚力 116 |
7・2 円柱まわりの流れとカルマン渦 119 |
7・3 円柱まわりの流れのロックイン現象 121 |
練習問題 122 |
第8章 流体の運動方程式 125 |
8・1 連続の式 125 |
8・2 粘性法則 127 |
8・2・1 圧力と粘性応力 127 |
8・2・2 ひずみ速度 128 |
8・2・3 構成方程式 130 |
8・3 ナビエ・ストークスの式 132 |
8・3・1 運動量保存則 132 |
8・3・2 ナビエ・ストークスの式の近似 134 |
8・3・3 境界条件 136 |
8・3・4 移動および回転座標系 136 |
8・4 オイラーの式 139 |
練習問題 141 |
第9章 せん断流 147 |
9・1 境界層 147 |
9・1・1 境界層理論 147 |
9・1・2 境界層方程式 148 |
9・1・3 境界層の下流方向変化 151 |
9・1・4 レイノルズ平均とレイノルズ応力 153 |
9・1・5 乱流境界層の平均速度分布 154 |
9・1・6 境界層のはく離と境界層制御 155 |
9・2 噴流,後流,混合層流・157 |
練習問題 159 |
第10章 ポテンシャル流れ 161 |
10・1 ポテンシャル流れの基礎式 161 |
10・1・1 複素数の定義 161 |
10・1・2 理想流体の基礎方程式 162 |
10・2 速度ポテンシャル 163 |
10・3 流れ関数 164 |
10・4 複素ポテンシャル 165 |
10・5 基本的な2次元ポテンシャル流れ 166 |
10・5・1 一様流 166 |
10・5・2 わき出しと吸い込み 167 |
10・5・2 渦 168 |
10・5・4 二重わき出し 168 |
10・6 円柱まわりの流れ 169 |
10・7 ジューコフスキー変換 172 |
練習問題 174 |
第11章 圧縮性流体の流れ 177 |
11・1 マッハ数による流れの分類 177 |
11・2 圧縮性流れの基礎式 179 |
11・2・1 熱力学的関係式 179 |
11・2・2 音速 181 |
11・2・3 連続の式 182 |
11・2・4 運動方程式 182 |
11・2・5 運動量の式 183 |
11・2・6 エネルギーの式 184 |
11・2・7 流線とエネルギーの式 185 |
11・3 等エントロピー流れ 187 |
11・4 衝撃波の関係式 192 |
11・4・1 衝撃波の発生 192 |
11・4・2 垂直衝撃波の関係式 193 |
練習問題 196 |