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第一章 绪论1

§1-1 流体网络的研究对象及其工程实际意义1

§1-2 流体网络理论发展历史的回顾2

§1-3 流体网络的特点和研究方法6

第二章 流体网络的基本参数10

§2-1 流体网络中流量和压力的电学比拟10

§2-2 流体网络的基本参数14

（1） 流阻14

（2） 流容17

（3） 流感21

§2-3 流体网络中采用的单位制27

第三章 直流流体网络29

§3-1 管内流动的基本现象29

（1） 层流与紊流29

（2） 管内流速分布31

（3） 阻塞流33

§3-2 均匀流体管路34

（1） 层流型流阻34

（2） 紊流型流阻35

（3） 由于流体发展引起的流阻37

§3-3 非均匀流体管路40

（1） 喷嘴42

（2） 扩散器46

（3） 接收道入口47

§3-4 直流分叉管路49

§3-5 直流流体网络的计算，流阻的串联和并联50

（1） 流阻的串联50

（2） 流阻的并联54

（3） 计算应用举例55

§4-1 低频脉动下流体系统的集中参数特性59

第四章 集中参数交流流体网络59

§4-2 脉动情况下系统参数的线性化（小信号分析）60

（1） 单变量函数的线性化方法60

（2） 多变量函数的线性化方法63

§4-3 流体系统的集中参数等效线路67

（1） 集中参数的选取67

（2） 流体系统等效线路的建立68

（3） 流体系统等效线路的计算方法69

§4-4 流体网络中的R-C阻容线路71

（2） 持续时间为τ的压力阶跃脉冲72

§4-5 流体网络中的R-L-C振荡回路74

§4-6 流体低通滤波器80

§4-7 心血管流体系统的集中参数模型82

§4-8 流体控制系统的集中参数等效线路及其分析计算方法87

（1） 放空式偏向型比例放大器的集中参数模型及其等效线路88

（2） 放空式偏向型比例放大器的传递函数93

（3） 等效线路中动态参数的计算95

（4） 流体控制系统中级联流体部件的等效线路和传递函数99

（5） 多级流体控制系统传递函数计算举例104

§4-9 集中参数流体四端网络113

（1） 流体四端网络的传输方程114

（2） 流体四端网络的输入阻抗和特性阻抗117

（3） 流体四端网络的连接与匹配119

第五章 分布参数交流流体网络122

§5-1 高频脉动下流体系统的分布参数特性122

§5-2 分布参数理论123

§5-3 分布参数管路的集中参数近似式130

（1） 按管路几何长度集中131

（2） 按台劳级数法展开134

（3） 按无穷乘积法展开137

§5-4 单管路的传递函数139

§5-5 复合管路传递函数中的链形规则144

§5-6 复合管路中不同流体分支元件对应的G函数代表式146

（1） 蓄能器146

（2） 终端封闭的分支长管（T型滤波器）147

（3） 终端封闭的串联分支长管148

（4） 终端封闭的串联分支短管（H型滤波器）149

（5） 带连接管的蓄能器150

§5-7 利用传递函数法对液压伺服系统中脉动压力的计算152

（1） 终端封闭分支长管（T型滤波器）的压力脉动155

（2） 终端封闭串联分支短管（H型滤波器）的压力脉动159

（3） 带连接管蓄能器的压力脉动160

§5-8 交流网络计算固有频率的流体阻抗法165

（1） 均匀单管路的固有频率166

（2） 串联异径管系的固有频率167

（3） 分叉异径管系的固有频率169

§5-9 交流网络计算固有频率的传递矩阵法174

（1） 传递矩阵法原理175

（2） 管系各部分的传递矩阵177

（3） 计算程序举例182

§5-10 压力传感器频率响应的计算185

§5-11 共振式喷嘴的分析189

§5-12 分布参数流体滤波器的分析计算191

（1） 单分支管路用作滤波器的理论分析192

（2） 多分支管路用作滤波器的理论分析198

第六章 流体管路模型理论203

§6-1 引言203

§6-2 圆形管路流体流动的基本假设和流体力学的基本方程207

§6-3 圆形流体管路的数学模型208

（1） 无损流体管路模型208

（2） 平均摩擦管路模型（均匀绝热）211

（3） 分布摩擦管路模型（尼科尔-布朗模型）214

§6-4 圆形流体管路模型参数的频率特性分析218

§6-5 各个流体应用领域中管路模型的不同形式226

（1） 圆形截面气动管路模型227

（2） 液压管路模型234

（3） 人体动脉血管模型243

（4） 气动集成回路中矩形截面的流体管路模型248

（5） 流体管路表格式模型251

（6） 流体管路集中参数模型257

第七章 流体网络瞬变理论基础260

§7-1 引言260

§7-2 小扰动波的传播速度262

（1） 均匀刚性管中小扰动波的传播262

（2） 均匀弹性管中小扰动波的传播265

（3） 弹性薄壁圆管中小扰动波的传播速度266

§7-3 小扰动波的类型及数学表达方法271

（1） 正或负的压力阶跃271

（3） 任意形状的压力波扰动272

§7-4 描述流体管路瞬态特性的基本方程274

§7-5 研究流体管路瞬态特性的付里叶法和达朗贝尔法276

（1） 终端堵塞时理想流体管路的瞬态特性276

（2） 以腔室为终端阻抗的理想流体管路的瞬态特性283

（3） 始端阻抗和终端阻抗为纯流阻时理想流体管路的瞬态特性291

§7-6 压力阶跃在理想流体管路中的瞬态特性296

（1） 流体管路始端和终端阻抗分别为纯流阻Z0和Z1296

（2） 流体管路始端阻抗为纯流阻Z0，终端阻抗为纯流阻R1和纯流容Ck串联301

§7-7 压力阶跃在理想流体管路中的瞬态特性的实际应用307

（1） 单稳元件控制口的切换压力波形和元件动态阻抗的计算307

（2） 压力传感器用于测量瞬态压力时，减小波形畸变的分析311

（3） 人体桡动脉脉搏波的分析计算313

§7-8 压力阶跃在粘性流体管路（均匀绝热）中的瞬态特性323

（1） 终端堵塞时粘性流体管路的瞬态特性324

（2） 终端为腔室时粘性流体管路的瞬态特性327

第八章 行波方法在流体网络瞬态特性研究中的应用338

§8-1 引言338

§8-2 行波方法的理论基础339

§8-3 流体网络中常见的各种管路连接点的行波瞬态特性342

（1） 管路终端连接集中阻抗——终端阻抗连接点的行波瞬态特性342

（2） 管路中点连接并联阻抗——中点并联阻抗连接点的行波瞬态特性345

（3） 管路中点连接串联阻抗——中点串联阻抗连接点的行波瞬态特性346

（4） 两条不同管径的串联管路连接——异径管连接点的行波瞬态特性348

（5） 不同管径的并联管路连接——并联管路连接点的行波瞬态特性350

§8-4 流体网络中行波叠加的图解法——网格图法和特征线图解法355

（1） 网格图法355

（2） 特征线图解法366

§8-5 复杂流体网络的行波方法371

（1） 集中参数流体元件（流感和流容）与分布参数流体管路的相互等值和转换372

（2） 复杂网络连接点的简化与等值376

（3） 多个扰动源时分支管路的简化——等值波法则383

（4） 使用电子计算机计算网络瞬态特性的“分支时间表”390

§8-6 流体网络接通和断开过程中的相消波394

第九章 特征线法在流体网络瞬态特性研究中的应用401

§9-2 特征理论的数学原理402

（1） 一个变量的一阶拟线性偏微分方程402

（2） 两个变量的一阶拟线性偏微分方程组404

§9-3 流体管路瞬态特性基本方程的特征方程和特征关系式408

§9-4 流体管路特征方程和特征关系式的数值求解方法411

（1） 稳定性准则及时间步长的选取412

（2） 数值解法基本原理412

（3） 两种常用管路模型的数值解法417

§9-5 流体管路特征方程的边界条件418

（1） 边界点上的特征关系419

（2） 物理边界的假设420

（3） 常见边界点的边界条件420

§9-6 流体管路特征方程求解的计算步骤及应用举例424

§9-7 管路参数随频率变化的似稳特征线法430

§9-8 特征线法在复杂流体网络瞬态特性研究中的应用438

（1） 无损管路模型的等值计算模式439

（2） 各种集中参数流体元件的等值计算模式440

（3） 流体网络的节点压力方程443

（4） 基本流体管路系统瞬态压力计算实例444

（5） 复杂流体网络瞬态特性的计算448

（6） 管路损耗的近似考虑方法453

附录457

附录一 脉动流中M′10(a)/a2和ε10（α）随α的函数值（α=0～10）457

附录二 圆形管路和矩形管路的无量纲特性阻抗（Zc/Zca）、特性导纳（Y/Yca）和传播常数φ对ω/ωv的函数关系458

参考文献465