はじめての流体力学

内容紹介

目次

第1章 流体力学で何を学ぶのか
1.1 流動現象を予測する勘
1.2 本書の構成

第2章 流体の性質
2.1 流体の変形
2.2 密度
2.3 比重：水を基準にした指標
2.4 粘性の効果

第3章 静止流体の圧力
3.1 圧力
3.2 大気に接する静止流体の圧力と重力の関係
3.3 パスカルの原理
3.4 液柱計
3.5 一様流中の圧力

第4章 流動現象を学ぶための基礎知識
4.1 一様流と非一様流
4.2 定常流と非定常流
4.3 流線
4.4 流管
4.5 流れの剥離
4.6 層流と乱流
4.7 流れ場の平均値
4.8 流れの空間次元
4.9 本書で対象とする流れ

第5章 保存則の考え方
5.1 保存則の基本的な考え方
5.2 物質移動と流束の関係

第6章 質量保存則と連続の式
6.1 準1次元流れの質量保存則
6.2 定常流れの質量保存則
6.3 非圧縮性流れの連続の式
6.4 連続の式の応用
6.5 検査面と流速ベクトルが直交しない場合

第7章 エネルギー保存則とベルヌーイの式
7.1 運動エネルギー保存則
7.2 定常流の場合の運動エネルギー保存則
7.3 ベルヌーイの式
7.4 ベルヌーイの式の別表現とそれに関連する用語
7.5 ベルヌーイの式に関する諸注意

第8章 ベルヌーイの式の応用例
8.1 物体まわり流れ
8.2 管内流れ

第9章 エネルギー授受がある場合のエネルギー式
9.1 運動エネルギーの損失がある場合のエネルギー式
9.2 タービンで仕事を外部に取り出した場合
9.3 ポンプを設置して外部から仕事を投入した場合

第10章 運動量保存則と壁が流体から受ける力
10.1 定常流の運動量保存方程式
10.2 重力の効果が無視できる場合の運動量保存方程式
10.3 非圧縮性流れの運動量保存方程式
10.4 ゲージ圧力利用による検査面の簡略化

第11章 管路・物体壁が流体から受ける力の具体例
11.1 管内の流れ
11.2 推進機の推力
11.3 大気に接した水噴流

第12章 実用管内流
12.1 レイノルズの実験とレイノルズ数
12.2 乱流の不規則性と間欠性
12.3 慣性力と粘性力
12.4 十分に発達した円管内流れ
12.5 直管内流れの全圧損失：ダルシー・ワイスバッハの式
12.6 急拡大管の損失
12.7 各種管路の全圧損失

第13章 3次元流れのための保存則の定式化
13.1 保存則とベクトル解析の関係
13.2 保存方程式の積分形の記述
13.3 質量保存則の積分形の記述
13.4 運動量保存則の積分形の記述
13.5 エネルギー保存則の積分形の記述
13.6 保存方程式の微分形の記述
13.7 構成方程式
13.8 非圧縮性流れの微分形の保存方程式

第14章 境界層と流れの剥離
14.1 平板上の境界層
14.2 粘着条件から非粘性流れへの接続
14.3 境界層方程式
14.4 境界層の排除厚さ
14.5 物体まわり流れの剥離
14.6 境界層の剥離の詳細

第15章 物体が3次元流れから受ける流体力
15.1 物体が3次元流れから受ける力の積分表現
15.2 抗力係数と揚力係数
15.3 2次元翼の断面揚力係数と断面抗力係数

付録A 発展的話題
付録B 演習問題の解答例