كتاب Elementary Fluid Mechanics
منتدى هندسة الإنتاج والتصميم الميكانيكى
بسم الله الرحمن الرحيم

أهلا وسهلاً بك زائرنا الكريم
نتمنى أن تقضوا معنا أفضل الأوقات
وتسعدونا بالأراء والمساهمات
إذا كنت أحد أعضائنا يرجى تسجيل الدخول
أو وإذا كانت هذة زيارتك الأولى للمنتدى فنتشرف بإنضمامك لأسرتنا
وهذا شرح لطريقة التسجيل فى المنتدى بالفيديو :
https://www.youtube.com/watch?v=aw8GR3QlY6M
وشرح لطريقة التنزيل من المنتدى بالفيديو:
https://www.youtube.com/watch?v=Lf2hNxCN1cw
https://www.youtube.com/watch?v=PRIGVoN7CPY
إذا واجهتك مشاكل فى التسجيل أو تفعيل حسابك
وإذا نسيت بيانات الدخول للمنتدى
يرجى مراسلتنا على البريد الإلكترونى التالى :

DEABS2010@YAHOO.COM


 
الرئيسيةالبوابةاليوميةس .و .جبحـثالتسجيلدخولحملة فيد واستفيدجروب المنتدى
آخر المواضيع
الموضوع
تاريخ ارسال المشاركة
بواسطة
حملة فيد وإستفيد من منتدى هندسة الإنتاج والتصميم الميكانيكى
موضوع مجمع لكتب التصنيع وتشغيل المعادن والإنتاج
4 اسطوانات لتعليم عمليات الخراطة
مجموعة محاضرات عن العناصر المحددة باللغة العربية - (FEM) Arabic Lectures
37 محاضرة فيديو عن Engineering Mechanics
ارجو المساعدة , مشكلة في تنصيب برنامج Ansys
كتاب Theory of Machines and Mechanism - Joseph Edward
كتاب شرح ansys باللغة العربية
كورس تعليم برنامج Autodesk Inventor بالعربى
40 محاضرة فيديو عن Strength of Materials
أمس في 6:21 pm
أمس في 4:53 pm
أمس في 4:52 pm
الخميس 08 ديسمبر 2016, 10:49 pm
الخميس 08 ديسمبر 2016, 10:48 pm
الخميس 08 ديسمبر 2016, 10:48 pm
الخميس 08 ديسمبر 2016, 10:43 pm
الخميس 08 ديسمبر 2016, 9:51 pm
الخميس 08 ديسمبر 2016, 9:46 pm
الخميس 08 ديسمبر 2016, 9:43 pm
Admin
Admin
Admin
Admin
Admin
Admin
Admin
Admin
Admin
Admin
شاطر | .
 

 كتاب Elementary Fluid Mechanics

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
انتقل الى الصفحة : 1, 2, 3  الصفحة التالية
كاتب الموضوعرسالة
rambomenaa
كبير مهندسين
كبير مهندسين


عدد المساهمات : 2044
التقييم : 3386
تاريخ التسجيل : 21/01/2012
العمر : 39
الدولة : مصر
العمل : مدير الصيانة بشركة تصنيع ورق
الجامعة : حلوان

مُساهمةموضوع: كتاب Elementary Fluid Mechanics   الأحد 23 يونيو 2013, 8:15 pm

معى اليوم احبتى فى الله
كتاب

Elementary Fluid Mechanics
Contents
Preface v
1. Flows 1
1.1. What are flows? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2. Fluid particle and fields . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3. Stream-line, particle-path and streak-line . . . . . . 6
1.3.1. Stream-line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3.2. Particle-path (path-line) . . . . . . . . . . . 7
1.3.3. Streak-line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.4. Lagrange derivative . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4. Relative motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4.1. Decomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4.2. Symmetric part (pure straining motion) . . . 13
1.4.3. Anti-symmetric part (local rotation) . . . . . 14
1.5. Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2. Fluids 17
2.1. Continuumand transport phenomena . . . . . . . . 17
2.2. Mass diffusion in a fluidmixture . . . . . . . . . . . 18
2.3. Thermal diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.4. Momentum transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.5. An ideal fluid and Newtonian viscous fluid . . . . . 24
2.6. Viscous stress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.7. Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
vii
viii Contents
3. Fundamental equations of ideal fluids 31
3.1. Mass conservation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2. Conservation form. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.3. Momentum conservation . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.3.1. Equation ofmotion . . . . . . . . . . . . . . 36
3.3.2. Momentum flux . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.4. Energy conservation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.4.1. Adiabatic motion . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.4.2. Energy flux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.5. Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4. Viscous fluids 45
4.1. Equation ofmotion of a viscous fluid . . . . . . . . 45
4.2. Energy equation and entropy equation . . . . . . . 48
4.3. Energy dissipation in an incompressible fluid . . . . 49
4.4. Reynolds similarity law . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.5. Boundary layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.6. Parallel shear flows . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.6.1. Steady flows . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.6.2. Unsteady flow . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.7. Rotating flows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.8. Low Reynolds number flows . . . . . . . . . . . . . 63
4.8.1. Stokes equation . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.8.2. Stokeslet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.8.3. Slow motion of a sphere . . . . . . . . . . . . 65
4.9. Flows around a circular cylinder . . . . . . . . . . . 68
4.10. Drag coefficient and lift coefficient . . . . . . . . . . 69
4.11. Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5. Flows of ideal fluids 77
5.1. Bernoulli’s equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.2. Kelvin’s circulation theorem . . . . . . . . . . . . . 81
5.3. Flux of vortex lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.4. Potential flows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.5. Irrotational incompressible flows (3D) . . . . . . . . 87
Contents ix
5.6. Examples of irrotational incompressible
flows (3D) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.6.1. Source (or sink) . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.6.2. A source in a uniformflow . . . . . . . . . . 90
5.6.3. Dipole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.6.4. A sphere in a uniformflow . . . . . . . . . . 92
5.6.5. A vortex line . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.7. Irrotational incompressible flows (2D) . . . . . . . . 95
5.8. Examples of 2D flows represented by complex
potentials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.8.1. Source (or sink) . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.8.2. A source in a uniformflow . . . . . . . . . . 100
5.8.3. Dipole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.8.4. A circular cylinder in a uniformflow. . . . . 102
5.8.5. Point vortex (a line vortex) . . . . . . . . . . 103
5.9. Inducedmass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.9.1. Kinetic energy induced by a
moving body . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.9.2. Inducedmass . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.9.3. d’Alembert’s paradox and virtual mass . . . 108
5.10. Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
6. Water waves and sound waves 115
6.1. Hydrostatic pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.2. Surface waves on deep water . . . . . . . . . . . . . 117
6.2.1. Pressure condition at the free surface . . . . 117
6.2.2. Condition of surface motion . . . . . . . . . 118
6.3. Small amplitude waves of deep water . . . . . . . . 119
6.3.1. Boundary conditions . . . . . . . . . . . . . 119
6.3.2. Traveling waves . . . . . . . . . . . . . . . . 121
6.3.3. Meaning of small amplitude . . . . . . . . . 122
6.3.4. Particle trajectory . . . . . . . . . . . . . . . 123
6.3.5. Phase velocity and group velocity . . . . . . 123
6.4. Surface waves on water of a finite depth . . . . . . 125
6.5. KdV equation for long waves on
shallow water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
x Contents
6.6. Sound waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6.6.1. One-dimensional flows . . . . . . . . . . . . . 129
6.6.2. Equation of sound wave . . . . . . . . . . . . 130
6.6.3. Plane waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
6.7. Shock waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
6.8. Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7. Vortex motions 143
7.1. Equations for vorticity . . . . . . . . . . . . . . . . 143
7.1.1. Vorticity equation . . . . . . . . . . . . . . . 143
7.1.2. Biot–Savart’s law for velocity . . . . . . . . . 144
7.1.3. Invariants ofmotion . . . . . . . . . . . . . . 145
7.2. Helmholtz’s theorem . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
7.2.1. Material line element and vortex-line . . . . 147
7.2.2. Helmholtz’s vortex theorem. . . . . . . . . . 148
7.3. Two-dimensional vortex motions . . . . . . . . . . . 150
7.3.1. Vorticity equation . . . . . . . . . . . . . . . 151
7.3.2. Integral invariants . . . . . . . . . . . . . . . 152
7.3.3. Velocity field at distant points . . . . . . . . 154
7.3.4. Point vortex . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
7.3.5. Vortex sheet . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
7.4. Motion of two point vortices . . . . . . . . . . . . . 156
7.5. System of N point vortices (a Hamiltonian
system) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
7.6. Axisymmetric vortices with circular
vortex-lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
7.6.1. Hill’s spherical vortex . . . . . . . . . . . . . 162
7.6.2. Circular vortex ring . . . . . . . . . . . . . . 163
7.7. Curved vortex filament . . . . . . . . . . . . . . . . 165
7.8. Filament equation (an integrable equation) . . . . . 167
7.9. Burgers vortex (a viscous vortex with swirl) . . . . 169
7.10. Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
8. Geophysical flows 177
8.1. Flows in a rotating frame . . . . . . . . . . . . . . . 177
8.2. Geostrophic flows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Contents xi
8.3. Taylor–Proudman theorem . . . . . . . . . . . . . . 183
8.4. Amodel of dry cyclone (or anticyclone) . . . . . . . 184
8.5. Rossby waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
8.6. Stratified flows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
8.7. Global motions by the Earth Simulator . . . . . . . 196
8.7.1. Simulation of global atmospheric motion by
AFES code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
8.7.2. Simulation of global ocean circulation by
OFES code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
8.8. Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
9. Instability and chaos 203
9.1. Linear stability theory . . . . . . . . . . . . . . . . 204
9.2. Kelvin–Helmholtz instability . . . . . . . . . . . . . 206
9.2.1. Linearization . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
9.2.2. Normal-mode analysis . . . . . . . . . . . . . 208
9.3. Stability of parallel shear flows . . . . . . . . . . . . 209
9.3.1. Inviscid flows (ν =0) . . . . . . . . . . . . . 210
9.3.2. Viscous flows . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
9.4. Thermal convection . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
9.4.1. Description of the problem . . . . . . . . . . 213
9.4.2. Linear stability analysis . . . . . . . . . . . . 215
9.4.3. Convection cell . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
9.5. Lorenz system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
9.5.1. Derivation of the Lorenz system . . . . . . . 221
9.5.2. Discovery stories of deterministic chaos . . . 223
9.5.3. Stability of fixed points . . . . . . . . . . . . 225
9.6. Lorenz attractor and deterministic chaos . . . . . . 229
9.6.1. Lorenz attractor . . . . . . . . . . . . . . . . 229
9.6.2. Lorenz map and deterministic chaos . . . . . 232
9.7. Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
10. Turbulence 239
10.1. Reynolds experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
10.2. Turbulence signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
xii Contents
10.3. Energy spectrumand energy dissipation . . . . . . 244
10.3.1. Energy spectrum . . . . . . . . . . . . . . . 244
10.3.2. Energy dissipation . . . . . . . . . . . . . . 246
10.3.3. Inertial range and five-thirds law . . . . . . 247
10.3.4. Scale of viscous dissipation . . . . . . . . . 249
10.3.5. Similarity law due to Kolmogorov
and Oboukov . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
10.4. Vortex structures in turbulence . . . . . . . . . . . 251
10.4.1. Stretching of line-elements . . . . . . . . . . 251
10.4.2. Negative skewness and enstrophy
enhancement . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
10.4.3. Identification of vortices in turbulence . . . 256
10.4.4. Structure functions . . . . . . . . . . . . . . 257
10.4.5. Structure functions at small s . . . . . . . . 259
10.5. Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
11. Superfluid and quantized circulation 263
11.1. Two-fluid model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
11.2. Quantum mechanical description of
superfluid flows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
11.2.1. Bose gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
11.2.2. Madelung transformation and hydrodynamic
representation . . . . . . . . . . . . . . . . 267
11.2.3. Gross–Pitaevskii equation . . . . . . . . . . 268
11.3. Quantized vortices . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
11.3.1. Quantized circulation . . . . . . . . . . . . 270
11.3.2. A solution of a hollow vortex-line in
a BEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
11.4. Bose–Einstein Condensation (BEC) . . . . . . . . . 273
11.4.1. BEC in dilute alkali-atomic gases . . . . . . 273
11.4.2. Vortex dynamics in rotating BEC
condensates . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
11.5. Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Contents xiii
12. Gauge theory of ideal fluid flows 277
12.1. Backgrounds of the theory . . . . . . . . . . . . . . 278
12.1.1. Gauge invariances . . . . . . . . . . . . . . 278
12.1.2. Review of the invariance in quantum
mechanics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
12.1.3. Brief scenario of gauge principle . . . . . . 281
12.2. Mechanical system . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
12.2.1. System of n point masses . . . . . . . . . . 282
12.2.2. Global invariance and conservation laws . . 284
12.3. Fluid as a continuous field of mass . . . . . . . . . 285
12.3.1. Global invariance extended to a fluid . . . . 286
12.3.2. Covariant derivative . . . . . . . . . . . . . 287
12.4. Symmetry of flow fields I: Translation symmetry . . 288
12.4.1. Translational transformations . . . . . . . . 289
12.4.2. Galilean transformation (global) . . . . . . 289
12.4.3. Local Galilean transformation . . . . . . . . 290
12.4.4. Gauge transformation (translation
symmetry) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
12.4.5. Galilean invariant Lagrangian . . . . . . . . 292
12.5. Symmetry of flow fields II: Rotation symmetry . . . 294
12.5.1. Rotational transformations . . . . . . . . . 294
12.5.2. Infinitesimal rotational transformation . . . 295
12.5.3. Gauge transformation (rotation symmetry) 297
12.5.4. Significance of local rotation and the
gauge field . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
12.5.5. Lagrangian associated with the rotation
symmetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
12.6. Variational formulation for flows of an ideal fluid . 301
12.6.1. Covariant derivative (in summary) . . . . . 301
12.6.2. Particle velocity . . . . . . . . . . . . . . . 301
12.6.3. Action principle . . . . . . . . . . . . . . . 302
12.6.4. Outcomes of variations . . . . . . . . . . . . 303
12.6.5. Irrotational flow . . . . . . . . . . . . . . . 304
12.6.6. Clebsch solution . . . . . . . . . . . . . . . 305
xiv Contents
12.7. Variations and Noether’s theorem . . . . . . . . . . 306
12.7.1. Local variations . . . . . . . . . . . . . . . . 307
12.7.2. Invariant variation . . . . . . . . . . . . . . 308
12.7.3. Noether’s theorem . . . . . . . . . . . . . . 309
12.8. Additional notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
12.8.1. Potential parts . . . . . . . . . . . . . . . . 311
12.8.2. Additional note on the rotational symmetry 312
12.9. Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
Appendix A Vector analysis 315
A.1. Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
A.2. Scalar product . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
A.3. Vector product . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
A.4. Triple products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
A.5. Differential operators . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
A.6. Integration theorems . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
A.7. δ function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
Appendix B Velocity potential, stream function 323
B.1. Velocity potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
B.2. Streamfunction (2D) . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
B.3. Stokes’s streamfunction (axisymmetric) . . . . . . 326
Appendix C Ideal fluid and ideal gas 327
Appendix D Curvilinear reference frames:
Differential operators 329
D.1. Frenet–Serret formula for a space curve . . . . . . . 329
D.2. Cylindrical coordinates . . . . . . . . . . . . . . . . 330
D.3. Spherical polar coordinates . . . . . . . . . . . . . . 332
Appendix E First three structure functions 335
Contents xv
Appendix F Lagrangians 337
F.1. Galilei invariance and Lorentz invariance . . . . . . 337
F.1.1. Lorentz transformation . . . . . . . . . . . . 337
F.1.2. Lorenz-invariant Galilean Lagrangian . . . . 338
F.2. Rotation symmetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
Solutions 343
References 373


رابط تنزيل كتاب Elementary Fluid Mechanics

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
Admin
مدير المنتدى
مدير المنتدى


عدد المساهمات : 14273
التقييم : 22960
تاريخ التسجيل : 01/07/2009
العمر : 28
الدولة : مصر
العمل : مدير منتدى هندسة الإنتاج والتصميم الميكانيكى
الجامعة : المنوفية

مُساهمةموضوع: رد: كتاب Elementary Fluid Mechanics   الأحد 23 يونيو 2013, 9:06 pm

جزاك الله خيراً وبارك الله فيك وجعله فى ميزان حسناتك

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
rambomenaa
كبير مهندسين
كبير مهندسين


عدد المساهمات : 2044
التقييم : 3386
تاريخ التسجيل : 21/01/2012
العمر : 39
الدولة : مصر
العمل : مدير الصيانة بشركة تصنيع ورق
الجامعة : حلوان

مُساهمةموضوع: رد: كتاب Elementary Fluid Mechanics   الخميس 27 يونيو 2013, 9:29 am

جزانا الله واياكم ونتمنى لكم الاستفادة

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
محمد محمد أحمد
مهندس فعال جدا جدا
مهندس فعال جدا جدا


عدد المساهمات : 656
التقييم : 700
تاريخ التسجيل : 14/11/2012
العمر : 24
الدولة : EGYPT
العمل : Student
الجامعة : Menoufia

مُساهمةموضوع: رد: كتاب Elementary Fluid Mechanics   السبت 27 يوليو 2013, 10:04 pm

جزاك الله خيرا

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
rambomenaa
كبير مهندسين
كبير مهندسين


عدد المساهمات : 2044
التقييم : 3386
تاريخ التسجيل : 21/01/2012
العمر : 39
الدولة : مصر
العمل : مدير الصيانة بشركة تصنيع ورق
الجامعة : حلوان

مُساهمةموضوع: رد: كتاب Elementary Fluid Mechanics   الأحد 28 يوليو 2013, 5:50 pm

 جزانا الله واياكم ونتمنى لكم الاستفادة

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
 

كتاب Elementary Fluid Mechanics

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 2 من اصل 3انتقل الى الصفحة : 1, 2, 3  الصفحة التالية

خدمات الموضوع
 KonuEtiketleri كلمات دليليه
كتاب Elementary Fluid Mechanics , كتاب Elementary Fluid Mechanics , كتاب Elementary Fluid Mechanics ,كتاب Elementary Fluid Mechanics ,كتاب Elementary Fluid Mechanics , كتاب Elementary Fluid Mechanics
 KonuLinki رابط الموضوع
 Konu BBCode BBCode
 KonuHTML Kodu HTMLcode
إذا وجدت وصلات لاتعملفي الموضوع او أن الموضوع [ كتاب Elementary Fluid Mechanics ] مخالف ,, من فضلك راسل الإدارة من هنا
صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتدى هندسة الإنتاج والتصميم الميكانيكى :: المنتديات الهندسية :: منتدى الكتب والمحاضرات الهندسية :: منتدى كتب ومحاضرات الأقسام الهندسية المختلفة-