《环境流体力学》一书系统地阐述了流体力学的基本理论和在环境问题中的应用实例，使读者能熟练掌握流体力学基本方程组的推导，基本流体问题的求解，理解自然和环境中存在的复杂流体力学现象并进行初步的客观机制分析，以及用流体力学理论解决生产和生活中的实际问题。全书分为五章，从"曲线坐标系和张量分析”到"流体的涡旋运动”详细地介绍了从流体力学数学基础到实际应用的知识体系，内容丰富、系统性强，叙述严谨。本书可作为高校环境科学和其他专业的教材或教学参考书， 同时还可供相关专业的教师和科学技术人员参考使用。
姚伟，复旦大学航空航天系教授、博导，上海市力学学会上海市针灸经络研究中心副理事长，中国力学学会委员会委员。长期从事流体力学、生物力学、信号分析的研究，参与撰写Springer--Verlag出版社出版的英文专著《Current research in Acupuncture》，第一或或通讯作者发表发表论文48篇，其中SCI检索21核心13篇。2009年起承担复旦大学力学与工程科学工作，2015年起承担复旦大学环境科学与工程系"环境流体力学”的教学，2020年起开始为复旦大学"理论与应用力学”和"大气科学”共同开设本科生课程。另外还曾开设本科生课"概率论与研究生课"连续介质力学”、"血液动力学”。
第 １ 章 曲线坐标系和张量分析………………………………………………………………… １
１- １ 曲线坐标系 ……………………………………………………………………………… １
１-１- １ 基向量 ………………………………………………………………………………… ２
１- １- ２ 基向量对曲线坐标的微分 ……………………………………………………………… ３
１- １-３ 正交变换 ……………………………………………………………………………… ５
１- ２ 张量分析………………………………………………………………………………… １０
１- ２- １ 张量运算 ……………………………………………………………………………… １０
１- ２- ２ 场论 ………………………………………………………………………………… １２
１- ２-３ 二阶张量 ……………………………………………………………………………… １６
课后习题 ……………………………………………………………………………………… １７
习题参考答案 ………………………………………………………………………………………１７
第 ２ 章 运动与变形 ……………………………………………………………………………２２
２- １ 构形……………………………………………………………………………………… ２２
２- １- １ 连续介质假设 ………………………………………………………………………… ２２
２- １- ２ 参考构形与当前构形 ………………………………………………………………… ２３
２- ２ 变形与应变……………………………………………………………………………… ２７
２-２-１ 变形－变形梯度 ……………………………………………………………………… ２７
２- ２-２ 变形描述－应变张量 …………………………………………………………………… ３０
２- ３ 物质导数和输运定理…………………………………………………………………… ３４
２- ３-１ 应变张量 ……………………………………………………………………………… ３４
２- ３-２ 物质导数 ……………………………………………………………………………… ３５
２-３-３ 物质的随体导数 （输运定理） ………………………………………………………… ３７
课后参考习题 ……………………………………………………………………………………… ４０
习题参考答案 ……………………………………………………………………………………… ４０
第 ３ 章 基本方程 ………………………………………………………………………………４５
３- １ 本构方程………………………………………………………………………………… ４５
３-１-１ 客观性原理 …………………………………………………………………………… ４５
３-１-２ 应力张量 ……………………………………………………………………………… ４６
３-１-３ 简单物质的本构方程 ………………………………………………………………… ４９
３-１-４ 简单流体的曲线流动 ………………………………………………………………… ５３
３-２ 守恒方程………………………………………………………………………………… ５６
３-２-１ 质量守恒 ……………………………………………………………………………… ５６
３-２-２ 动量守恒 ……………………………………………………………………………… ５６
３-２-３ 能量守恒 ……………………………………………………………………………… ５８
３-２-４ 标量输运方程 ………………………………………………………………………… ６２
３-３ 状态方程………………………………………………………………………………… ６３
３-３-１ 热力学方程 …………………………………………………………………………… ６３
３-３-２ 完全气体的内能 ……………………………………………………………………… ６５
３-３-３ 等熵过程 （理想绝热） ……………………………………………………………… ６６
３-４ 量纲分析………………………………………………………………………………… ６６
３-４-１ 量纲 ………………………………………………………………………………… ６６
３-４-２ 定理 ……………………………………………………………………………… ６８
３-４-３ 相似性原理 …………………………………………………………………………… ６９
课后习题 ……………………………………………………………………………………… ７２
习题参考答案 ………………………………………………………………………………………７４
第 ４ 章 流体模型及应用实例 …………………………………………………………………８２
４-１ 流体静力学……………………………………………………………………………… ８２
４-１-１ 均质物质作用于平壁上的压强合力 …………………………………………………… ８２
４-１-２ 均质物质作用于曲壁上的压强合力 …………………………………………………… ８３
４-１-３ 非惯性系中均质流体的相对平衡 ……………………………………………………… ８６
４-２ 无黏性流动……………………………………………………………………………… ８９
４-２-１ 无黏性定常流动的伯努利积分 ………………………………………………………… ８９
４-２-２ 无旋流动拉格朗日积分 ……………………………………………………………… ９４
４-３ 测黏流动………………………………………………………………………………… ９７
４-３-１ Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ 流动 （曲线流动实例） ……………………………………………………… ９７
４-３-２ 牛顿流体的 Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ 流动与达西公式 ………………………………………………… ９９
４-４ 不可压缩无旋流动 …………………………………………………………………… １００
４-４-１ 势函数定义及应用 …………………………………………………………………… １０１
４-４-２ 液体表面波分析……………………………………………………………………… １０３
４-４-３ 进行波分析 ………………………………………………………………………… １０７
４- ５ 平面不可压缩流动 …………………………………………………………………… １０９
４-５-１ 直角坐标系中不可压缩流体平面流动的流函数 ……………………………………… １０９
４-５-２ 柱坐标系中的流函数 ………………………………………………………………… １１１
４-５-３ 流函数应用实例……………………………………………………………………… １１２
４-６ 其他流动模型 ………………………………………………………………………… １１４
４-６-１ 非定常流动与定常流动 ……………………………………………………………… １１４
４-６-２ 绝热流动与等熵流动 ………………………………………………………………… １１４
４-６-３ 一维、 二维和三维流动 ……………………………………………………………… １１４
课后习题……………………………………………………………………………………… １１５
习题参考答案 ………………………………………………………………………………………１１８
第 ５ 章 流体的涡旋运动 ………………………………………………………………………１３０
５-１ 涡旋运动的基本概念和涡量输运方程 ……………………………………………… １３０
５-１-１ 涡旋运动的基本概念 ………………………………………………………………… １３０
５-１-２ 涡量输运方程 ……………………………………………………………………… １３２
５-２ 无黏性流体的涡量输运方程 ………………………………………………………… １３４
５-２-１ 流体运动中速度环量的变化 ………………………………………………………… １３４
５-2 -３ 感生速度场 …………………………………………………………………………… １３５
５-３-１ 涡旋感生速度场……………………………………………………………………… １３５
５-３-２ 涡线感生速度场……………………………………………………………………… １３７
５-３-３ 点涡 ………………………………………………………………………………… １３８
５-４ 涡旋运动的产生、 扩散及衰减 ……………………………………………………… １４１
５-４-１ 流体非正压的影响 …………………………………………………………………… １４１
５-４-２ 地球自转的影响……………………………………………………………………… １４２
５-４-３ 黏性的影响 （边界层） ……………………………………………………………… １４５
课后习题……………………………………………………………………………………… １４８
习题参考答案……………………………………………………………………………………… １５０
参考文献………………………………………………………………………………………… １６２
书单推荐
