水力学


 水力学
富田幸雄
定価 3,300円(本体:3,000円)
仕様 A5判 314頁
ISBN 978-4-407-02223-0
発行日 1982年03月20日発行

混相流などの新しい学問的動向も簡潔に取り入れ、水力学をより広い体系の中に再構成した斬新な教科書。

●目次●流体の流れとその表し方/理想流体の流れ/粘性流体の流れ/管路内の流れ/ 物体に働く流体の力/水撃およびキャビテーション/圧縮性流体の流れ/混相流/非ニュートン流体の流れ/電磁場の作用下における導電性流体の流れおよび希薄流体の流れ

第1章 緒論

 1.1 本書で述べる事柄
 1.2 水力学と流体力学の相違について
 

第2章 流体の流れとその表し方

 2.1 流れの種々相
  2.1.1 定常流と非定常流
  2.1.2 一次元流れ、二次元流れおよび三次元流れ
  2.1.3 層流と乱流
 2.2 経路線、流線、流管および流脈
  2.2.1 経路線
  2.2.2 流線
  2.2.3 流管
  2.2.4 流脈 
  2.2.5 可視化の一例
 2.3 流れの調べ方
  2.3.1 ラグランジュの方法
  2.3.2 オイラーの方法
 演習問題(2)

 

第3章 理想流体の流れ
 3.1 連続の式
 3.2 圧力
  3.2.1 流体内に働く圧力
  3.2.2 圧力の等方性
  3.2.3 圧力の単位
 3.3 オイラーの運動方程式
 3.4 エネルギの式
  3.4.1 ベルヌーイの定理
  3.4.2 非定常流に対するエネルギ式
 3.5 ベルヌーイの定理の応用
  3.5.1 小孔からの流出
  3.5.2 ピトー管
  3.5.3 ベンチュリ管
  3.5.4 せきを越す流れ
 3.6 重力場における静止液体の圧力
  3.6.1 基礎式
  3.6.2 静止液体中の壁面に働く力
 3.7 運動量の法則とその応用
  3.7.1 運動量の法則
  3.7.2 運動量の法則の応用
  3.7.3 角運動量の法則
 3.8 渦運動
  3.8.1 渦運動の基礎式
  3.8.2 自由渦運動
  3.8.3 強制渦運動
  3.8.4 渦の干渉と安定性
 演習問題(3)

 

第4章 粘性流体の流れ
 4.1 流体の粘性
 4.2 円管内の流れ
 4.3 平行な平面間の流れ
  4.3.1 二次元ポアズイユの流れ
  4.3.2 クエットの流れ
 4.4 流れの相似則と次元解析
  4.4.1 相似則とそれを求める方法
  4.4.2 力の比を等しくする方法
  4.4.3 次元解析的方法
 4.5 境界層
  4.5.1 境界層の性質
  4.5.2 流れに平行に置かれた平板に沿う境界層
 4.6 乱流
  4.6.1 層流から乱流への遷移
  4.6.2 乱流
  4.6.3 噴流と後流
  4.6.4 乱流拡散
 演習問題(4)
第5章 管路内の流れ
 5.1 実際の流れに対するベルヌーイの式
 5.2 助走区間内の流れ
 5.3 円管の摩擦損失
  5.3.1 層流
  5.3.2 乱流
 5.4 円形以外の断面をもつ管の摩擦損失
 5.5 管路の諸損失
  5.5.1 流れの断面積が急激に変わる場合の損失
  5.5.2 流れの断面積がゆるやかに変わる場合の損失
  5.5.3 分岐あるいは合流管路の流れ
  5.5.4 管路網
  5.5.5 動力を送る管路
 演習問題(5)

 

第6章 物体に働く流体の力
 6.1 物体まわりの流れ
  6.1.1 理想流体の流れ
  6.1.2 粘性流体の流れ
 6.2 物体に働く力
  6.2.1 抗力
  6.2.2 回転円板の摩擦抵抗
  6.2.3 理想流体としての抗力計算
  6.2.4 揚力
  6.2.5 翼列
 演習問題(6)
第7章 水撃およびキャビテーション
 7.1 水撃
 7.2 水撃の解析
  7.2.1 管の変形および流体の圧縮性
  7.2.2 水撃の方程式
  7.2.3 弁の急閉鎖における圧力上昇
  7.2.4 弁の緩閉鎖における圧力上昇の近似式
 7.3 キャビテーション
  7.3.1 キャビテーション係数
  7.3.2 スーパキャビテーション
 演習問題(7)
第8章 圧縮性流体の流れ
 8.1 圧縮性とマッハ数
 8.2 熱力学概要
  8.2.1 状態方程式
  8.2.2 熱力学の第一法則
  8.2.3 内部エネルギ、比熱
  8.2.4 エントロピと熱力学の第二法則
 8.3 微小撹乱の伝播
  8.3.1 音波
  8.3.2 流れの分類
 8.4 一次元定常流
  8.4.1 基礎式
  8.4.2 等エントロピ流れ
  8.4.3 先細ノズルおよびラバル管内の流れ
 8.5 膨張波と衝撃波
  8.5.1 膨張波の発生
  8.5.2 衝撃波の発生
  8.5.3 垂直衝撃波
  8.5.4 斜め衝撃波
  8.5.5 高速気流の境界層
  8.5.6 浅底水流と高速気流の相似
 演習問題(8)

 

第9章 混相流
 9.1 固液二相流
  9.1.1 流動様式
  9.1.2 混合比と濃度
  9.1.3 粒子の沈降速度と抗力係数
  9.1.4 圧力損失
 9.2 固気二相流
  9.2.1 流動様式
  9.2.2 固体粒子の浮遊速度、自由沈降速度、平均速度
  9.2.3 圧力損失
 9.3 気液二相流
  9.3.1 流動様式
  9.3.2 ボイド率
  9.3.3 気泡の上昇速度
  9.3.4 圧力損失

 

第10章 非ニュートン流体の流れ
 10.1 流体の分類
 10.2 細管法によって流動特性を求める方法
 10.3 非ニュートン流体の円管内流れ
  10.3.1 純粘性流体
  10.3.2 塑性流体
  10.3.3 粘弾性流体
第11章 電磁場の作用下における
導電性流体の流れおよび希薄気体の流れ
 11.1 電磁場の作用下における導電性流体の流れ
  11.1.1 ハルトマン流れ
  11.1.2 相似則
 11.2 希薄気体の流れ
  11.2.1 滑り流
  11.2.2 自由分子流
 演習問題解答
 参考書
 索引