| 第1章 流体の基礎 |
| 1.1 流体の定義と学問 1 |
| 1.2 単位と単位系 2 |
| 1.3 流体の物理的性質 4 |
| 1.3.1 基本物理量 4 |
| 1.3.2 状態方程式 6 |
| 1.3.3 粘性 7 |
| 1.3.4 圧縮性 9 |
| 1.3.5 表面張力と毛管現象 11 |
| 1.4 流体のモデル化 14 |
| 1.4.1 完全流体 14 |
| 1.4.2 粘性流体 15 |
| 1.4.3 圧縮性流体 15 |
| 1.4.4 粘性圧縮性流体とその他 16 |
| 練習問題(第1章) 17 |
| 第2章 流体静力学 |
| 2.1 静止流体の力学 19 |
| 2.1.1 圧力の定義 19 |
| 2.1.2 圧力の単位 19 |
| 2.1.3 圧力の等方性 21 |
| 2.1.4 圧力の平衡方程式 22 |
| 2.2 静止流体における圧力変化 24 |
| 2.2.1 静止液体中の圧力変化 24 |
| 2.2.2 ヘッド 25 |
| 2.2.3 大気中の圧力 25 |
| 2.2.4 圧力測定 26 |
| 2.2.5 容器平面壁に作用する力 28 |
| 2.2.6 容器曲面壁に作用する力 31 |
| 2.2.7 浮カ 33 |
| 2.2.8 浮体の安定 34 |
| 2.3 相対的圧力平衡 35 |
| 2.3.1 相対的静止 35 |
| 2.3.2 等加速度直線運動する容器 35 |
| 2.3.3 等角速度回転運動する容器 36 |
| 練習問題(第2章) 39 |
| 第3章 流体運動の基礎方程式 |
| 3.1 流れの状態 41 |
| 3.1.1 層流と乱流 41 |
| 3.1.2 定常流と非定常流 42 |
| 3.1.3 一様流と非一様流 43 |
| 3.1.4 一次元・二次元・三次元流れ・軸対称流れ 43 |
| 3.1.5 流線・流跡線・流脈線 44 |
| 3.2 質量保存の法則 45 |
| 3.2.1 一次元流れの連続の式 45 |
| 3.2.2 オイラーの連続の方程式 47 |
| 3.3 流体粒子の加速度 49 |
| 3.3.1 一次元流れの加速度 49 |
| 3.3.2 三次元流れの加速度 49 |
| 3.4 運動方程式 50 |
| 3.4.1 一次元流れのオイラーの運動方程式 50 |
| 3.4.2 三次元流れのオイラーの運動方程式 52 |
| 3.5 エネルギー保存の法則 54 |
| 3.5.1 ベルヌーイの定理 54 |
| 3.5.2 ベルヌーイの定理の応用 55 |
| 3.6 運動量保存の法則 62 |
| 3.6.1 運動量の法則 62 |
| 3.6.2 運動量の法則の応用 64 |
| 3.6.3 角運動量の法則 70 |
| 3.6.4 角運動量の法則の応用 70 |
| 練習問題(第3章) 74 |
| 第4章 完全流体の流れ |
| 4.1 流線と流れ関数 77 |
| 4.2 流体粒子の変形と回転 78 |
| 4.3 渦度と循環 81 |
| 4.4 渦なし流れと速度ポテンシャル 83 |
| 4.5 流れ関数と速度ポテンシャル 85 |
| 4.6 複素速度ポテンシャル 86 |
| 4.7 簡単な二次元渦なし流れの例 88 |
| 4.7.1 一様流 88 |
| 4.7.2 直線状渦糸 88 |
| 4.7.3 吹出しと吸込み 90 |
| 4.7.4 二重吹出し 91 |
| 4.8 円柱まわりの流れ 94 |
| 4.8.1 一様流中に置かれた円柱まわりの流れ 94 |
| 4.8.2 円柱まわりに循環のある流れ 96 |
| 練習問題(第4章) 100 |
| 第5章 粘性流体理論 |
| 5.1 粘性流体の運動方程式 103 |
| 5.2 レイノルズの相似則 108 |
| 5.3 粘性流体方程式の厳密解 110 |
| 5.3.1 平行平板間の流れ(クエット・ポアズイユ流れ) 110 |
| 5.3.2 瞬間的に運動を始めた平板上の流れ(レイリーの問題) 112 |
| 練習問題(第5章) 117 |
| 第6章 管内における流れ |
| 6.1 流体摩擦 119 |
| 6.2 管摩擦損失 121 |
| 6.2.1 層流の場合の管摩擦損失 122 |
| 6.2.2 乱流の場合の管摩擦損失 125 |
| 6.2.3 円管でない場合の管摩擦損失 128 |
| 6.2.4 助走区間での摩擦損失 129 |
| 6.3 管路における損失 130 |
| 6.3.1 損失ヘッドと損失を考慮したベルヌーイの式 131 |
| 6.3.2 代表的な損失 133 |
| 6.3.3 水力こう配線とエネルギーこう配線 134 |
| 6.4 境界層 136 |
| 6.4.1 主流と境界層 136 |
| 6.4.2 境界層の厚さの定義 137 |
| 6.4.3 境界層内の速度分布 138 |
| 6.4.4 境界層のはく離 140 |
| 練習問題(第6章) 142 |
| 第7章 物体まわりの流れ |
| 7.1 流れの中にある物体に働く抵抗 145 |
| 7.2 抗力 146 |
| 7.2.1 圧力抵抗 147 |
| 7.2.2 摩擦抵抗 149 |
| 7.3 円柱まわりの流れとカルマン渦列 151 |
| 7.4 揚力と翼 153 |
| 練習問題(第7章)157 |
| 第8章 圧縮性流れ |
| 8.1 音波と音速 159 |
| 8.2 マッハ数 161 |
| 8.3 圧縮性流れの特徴と分類 161 |
| 8.4 マッハ円錐 162 |
| 8.5 流れの閉塞現象 164 |
| 8.6 等エントロピー流れの関係式 167 |
| 8.7 ラバルノズル内の等エントロピー流れ 168 |
| 8.8 衝撃波の発生と形態 173 |
| 8.9 垂直衝撃波の関係式 175 |
| 8.10 衝撃波を伴うラバルノズル内の流れ 176 |
| 8.11 静止気体中を伝ぱする垂直衝撃波 180 |
| 練習問題(第8章) 183 |
| 第9章 次元解析および相似則 |
| 9.1 次元解析 185 |
| 9.1.1 ロード・レイリー法 187 |
| 9.1.2 バッキンガムのπ定理 188 |
| 9.2 相似則 190 |
| 9.2.1 相似の条件 191 |
| 9.2.2 無次元パラメータ 192 |
| 9.2.3 相似則の緩和 194 |
| 練習問題(第9章) 195 |
| 練習問題・解答 197 |
| 参考書籍 203 |
| 索引 205 |
