流れのすじがよくわかる 流体力学

小森 悟(著)

小森 悟(著)

定価 3,960 円(本体 3,600 円+税)

A5判/240ページ
刊行日:2016年07月15日
ISBN:978-4-254-23143-4 C3053

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内容紹介

機械工学,化学工学をはじめとする多くの分野の基礎的学問である流体力学の基礎知識を体系立てて学ぶ。まず流体の運動を決定するための基礎方程式を導出し,次にその基礎方程式を基にして流体の種々の運動について解説を進める。

編集部から

目次

第1章流体の定義と流体物性
 1.1単位と次元
 1.2流体の定義
  1.2.1物質の種類
  1.2.2流体の定義
 1.3連続体としての流体の扱いと物性
  1.3.1連続体の定義
  1.3.2流体の物性
第2章静止流体の力学
 2.1静止流体に働く圧力とその定義
 2.2重力作用下での流体中の圧力の鉛直方向分布
 2.3同レベルでの圧力の等価性
 2.4二点間の重力による圧力変化の一般的表現
 2.5静止流体中での鉛直方向への圧力変化
  2.5.1一定密度の流体中での高さに対する圧力変化
  2.5.2一定温度のガス中での高度に対する圧力変化
  2.5.3断熱条件下での圧力と密度の関係
  2.5.4温度勾配一定の場合の圧力と密度の変化
 2.6圧力とヘッド
 2.7マノメータによる圧力測定
第3章流体運動の支配方程式
 3.1流体の運動の記述法
 3.2連続の式(質量保存則)
 3.3運動方程式(力の釣り合い式)
第4章粘性流体の層流
 4.1平行平板間の流れ
 4.2クエット流れ
 4.3傾斜平板上の重力流れ
 4.4円管内の流れ
 4.5共軸円管内の流れ
 4.6その他の層流
第5章層流から乱流へ
 5.1レイノルズ数
 5.2乱流への遷移
 5.3平行平板間の発達した乱流の数式表現
 5.4円管内の発達した乱流の数式表現
 5.5乱流の流速分布に対する壁法則
第6章流体運動のマクロ的取り扱い
 6.1流線の概念
 6.2連続の式(質量保存則)
 6.3エネルギーの保存式
 6.4運動量の保存則
 6.5角運動量の保存則
第7章流路内の圧力損失
 7.1管路内の圧力損失の計算法
 7.2管路系の各種の圧力損失
 7.3流体輸送ポンプの選定
第8章流体の計測法
 8.1流速測定法
  8.1.1ピトー管
  8.1.2熱線流速計
  8.1.3レーザドップラー流速計(LDV)
  8.1.4その他
 8.2流量の測定法
  8.2.1ベンチュリ管
  8.2.2オリフィス
  8.2.3その他
第9章平板上の境界層流れ
 9.1平板境界層の定性的説明
 9.2境界層厚さの定義
  9.2.1境界層厚さ
  9.2.2排除厚さ
  9.2.3運動量厚さ
 9.3平板層流境界層内の流速分布
  9.3.1境界層方程式の導出
  9.3.2境界層方程式の解法
  9.3.3平板境界層に対する運動量方程式
  9.3.4平板層流境界層中の壁面摩擦応力の近似計算(x方向に圧力勾配がない場合)
 9.4平板乱流境界層流れ
  9.4.1乱流の構造
  9.4.2乱流境界層方程式
  9.4.3乱流境界層の近似計算
 9.5円管内流れの境界層
第10章物体周りの流れ
 10.1物体周りの流れの性質
 10.2抗力と揚力
 10.3抗力係数を支配するパラメータ(次元解析)
 10.4円柱周りの流れ
 10.5球周りの流れ
 10.6流体中での固体球形粒子の運動
  10.6.1重力下での粒子の運動
  10.6.2遠心力の働く場での粒子の運動
  10.6.3静電力の働く場での粒子の運動
 10.7翼周りの流れ
第11章複素ポテンシャルを用いた物体周りの二次元流れの解析
 11.1ポテンシャル流れ
 11.2複素ポテンシャルW(z)の定義
 11.3簡単なポテンシャル流れに対する複素ポテンシャル
  11.3.1平行流
  11.3.2わき出しと吸い込みのある流れ
  11.3.3循環とポテンシャル渦
  11.3.4角を回る流れ
 11.4重ね合わせによるポテンシャル流れの表現
  11.4.1わき出しと吸い込みが共存する場合の流れ
  11.4.2半卵形物体周りの流れ
  11.4.3平面壁近傍に存在するポテンシャル渦
  11.4.4ランキンの卵形物体周りの流れ
  11.4.5円柱周りの流れ
 11.5等角写像によるポテンシャル流れの表現
  11.5.1x軸に平行な一様流中での円柱周りの流れの等角写像
  11.5.2角を回る流れの等角写像
  11.5.3x軸から角度傾いた一様流中での円柱周りの流れの等角写像
  11.5.4楕円形物体周りの流れの等角写像
 11.6ポテンシャル解析による揚力の計算
  11.6.1ブラジウスの定理
  11.6.2ブラジウスの定理を用いた物体に働く力の計算
 11.7翼理論
  11.7.1平板翼に働く揚力
  11.7.2円弧翼に働く揚力
  11.7.3ジューコフスキー翼に働く揚力
 11.8渦糸によって誘起される流れ
第12章圧縮性流体の流れ
 12.1熱力学的性質
 12.2圧力波の速度とマッハ数
 12.3一次元圧縮性流体の流れ
 12.4ピトー管による圧縮性流体の流速測定
 12.5先細ノズル
 12.6中細ノズル
 12.7衝撃波
演習問題解答
参考文献
索引

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