边界层理论

边界层理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:H·史里希廷 著
出品人:
页数:938页
译者:
出版时间:1988-2
价格:16.00
装帧:精装
isbn号码:9787030018717
丛书系列:力学名著译丛
图书标签:
  • 力学
  • 科普
  • 经典
  • 数理科学
  • 流体力学
  • 数学
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  • 边界层
  • 传热
  • 流体动力学
  • 工程流体力学
  • 航空航天
  • 热力学
  • 数值计算
  • 物理
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具体描述

本书是世界名著。中译本分上下册出版。上册包括此书的第一、二部分,即边界层理论基础、层流边界层理论和热边界层理论。

本书可供力学、航空航天、造船、机械、动力、气象、海洋学和海洋工程等领域的研究生、教师、技术人员和科研人员参考。

《流体界的隐形屏障:边界层理论概览》 在宏大的流体力学世界中,存在着一道无形却至关重要的界限——边界层。它就像一股若有若无的细流,紧贴在物体表面流动,却深刻地影响着整个流体的运动状态。这本《流体界的隐形屏障:边界层理论概览》旨在为您揭示这层神秘面纱下的奥秘,深入浅出地探讨其形成机理、物理特性及其在各个工程和科学领域中的广泛应用。 第一章:边界层的初识——从宏观到微观的洞察 本章将带您初步认识边界层的概念。我们将从宏观的流体流动现象入手,例如飞机翅膀上空的空气如何顺畅流过,船舶如何在水中平稳前进,以及管道中的水流为何会受到阻碍。随后,我们将聚焦到微观层面,理解当流体与固体表面接触时,由于粘性力的作用,流体速度会在表面附近发生急剧变化,从而形成一层特殊的流动区域——边界层。我们将介绍边界层厚度的概念,以及它如何随着流速、粘度和物体形状的变化而演变。此外,还会探讨两种基本类型的边界层:层流边界层和湍流边界层,并简要介绍它们各自的特点和形成条件。 第二章:边界层的动力学——揭示速度与压力的舞蹈 本章将深入探讨边界层的动力学特性。我们将详细介绍边界层内部速度剖面的形成过程,解释为什么流体速度在靠近固体表面时会逐渐减小,直至在表面上达到零速度(无滑移条件)。同时,我们将分析边界层内的压强分布,以及它与外部主流压强的关系。通过普朗特提出的边界层方程,我们将揭示边界层发展过程中所遵循的守恒定律,包括动量守恒和能量守恒。本章还将涉及边界层分离这一关键现象,阐述其产生的原因,例如负压强梯度,以及分离对流体阻力、升力和整体流动特性的显著影响。 第三章:边界层的类型与演变——从稳定到混乱的轨迹 在本章中,我们将更细致地剖析不同类型的边界层及其演变过程。我们将详细讲解层流边界层,包括其平滑、有序的流动特性,以及层流边界层如何趋于不稳定。随后,我们将重点介绍湍流边界层,强调其脉动、随机的流动结构,以及湍流边界层通常具有更厚的厚度和更高的动量输运能力。我们将探讨从层流到湍流的转捩过程,分析影响转捩的因素,如雷诺数、表面粗糙度以及外界扰动。此外,本章还将介绍外压强梯度对边界层演变的影响,以及其在流动分离中的作用。 第四章:边界层理论的应用——工程实践中的关键力量 本章将聚焦于边界层理论在各个工程和科学领域的广泛应用。我们将探讨其在航空航天工程中的重要性,例如设计高效率的飞机机翼和火箭发动机,如何利用边界层控制技术来减小阻力、增加升力,以及优化气动性能。在船舶工程领域,我们将了解边界层如何影响船舶的航行阻力,以及如何通过船体设计来改善水动力学效率。本章还将涉及热传导和传质领域,阐述边界层在热交换器和化学反应器中的作用,以及如何通过控制边界层来提高传热和传质效率。此外,我们还将触及环境工程,例如大气边界层的形成及其对天气模式的影响,以及海洋边界层在海洋环流中的作用。 第五章:边界层控制——驾驭流体的智慧 在本章中,我们将探讨各种旨在改变或控制边界层特性的技术和方法。我们将介绍被动控制方法,例如改变物体表面的形状、增加粗糙度或者使用多孔材料,以影响边界层的分离和转捩。随后,我们将重点阐述主动控制方法,包括吹气、吸气、等离子体激励以及通过电磁力或声学激励来改变边界层流动。我们将分析这些控制方法的原理,以及它们如何能够有效地减小阻力、防止流动分离、改善传热传质效率,从而实现更优化的流体性能。 第六章:边界层的数值模拟——计算流体力学的强大工具 随着计算能力的飞速发展,数值模拟已成为研究边界层现象不可或缺的工具。本章将介绍利用计算流体力学(CFD)方法来模拟和分析边界层流动。我们将讨论求解Navier-Stokes方程的数值方法,包括有限差分法、有限体积法和有限元法。此外,本章还将介绍在进行边界层数值模拟时需要考虑的关键因素,例如网格划分、湍流模型选择以及边界条件的处理。我们将通过实例展示CFD如何在设计和优化过程中提供宝贵的洞察,帮助工程师预测和解决复杂的边界层问题。 《流体界的隐形屏障:边界层理论概览》 是一本面向工程技术人员、科学研究者以及对流体力学感兴趣的读者的实用指南。通过对边界层理论的全面梳理和深入剖析,本书将帮助您建立起对这一重要概念的深刻理解,并能够将其有效应用于解决实际工程问题,驾驭流体的力量,推动技术进步。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书初读起来,就像是踏入了一个充满迷雾的古老森林,一开始会感觉有些迷失方向,那些复杂的数学符号和密集的理论推导,着实让人头疼。尤其是开篇对于流体力学基本方程的阐述,那种严谨到近乎苛刻的逻辑链条,要求读者必须全神贯注,稍有分神便可能跟不上作者的思路。我记得有一次读到关于湍流模型的那一章节,感觉像是被扔进了一个巨大的、永不停歇的漩涡里,每一个公式的推导都像是在与看不见的流体力量进行搏斗。作者似乎并不太在意读者初读时的接受程度,他更倾向于呈现一个完整的、未经简化的理论框架。这种处理方式,无疑对那些初涉此领域的读者构成了不小的挑战,需要极大的耐心和毅力去啃读每一个细节。然而,一旦你成功地穿过了这片理论的密林,开始理解这些复杂结构背后的物理意义时,那种豁然开朗的感觉是无与伦比的。你会发现,作者并非在故弄玄虚,而是以一种近乎艺术家的精确性,描绘了流体在物体表面附近那层微妙的、决定了全局性能的关键区域的内在运作机制。这本书的深度,决定了它不是一本可以快速翻阅的消遣读物,而是一部需要时间去沉淀、去反复咀嚼的专业典籍。

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这本书的行文风格极其沉稳,带着一种老派工程学著作特有的、不动声色的权威感。它不像现代许多教材那样,试图用大量的图示和生动的比喻来“讨好”读者。相反,它更像是一份详尽的、甚至可以说是“冷峻”的学术报告。每一句话的措辞都经过了仔细的斟酌,力求在专业术语的使用上达到教科书级别的标准。例如,在讨论压力梯度对附面层分离的影响时,作者的论述是层层递进、环环相扣的,没有一句是多余的废话。这种极致的精炼,使得信息密度极高,对于有一定基础的工程师或者研究生来说,简直是如获至宝——你可以从中找到许多在其他综述性文献中被一笔带过的关键推导细节。但是,对于刚接触这门学科的人来说,这种风格的负面影响也很明显:缺乏必要的“缓冲垫”。当你被一个复杂的数学模型卡住时,你很难从作者的文本中找到那种“别担心,我们来一步步看”的引导,更多的是一种“既然你已经知道基础,那么这就是结果”的宣告。因此,我不得不频繁地借助外部参考资料来辅助理解某些跳跃性较大的逻辑环节,这在一定程度上也减缓了阅读的流畅性。

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这本书给我的整体感觉是,它代表了一种对理论纯粹性的不妥协追求。阅读体验更像是上了一堂顶尖学府的博士生研讨课,教授直接抛出了领域内最前沿、最核心的争论点和解决方案。书中对于“转捩点”附近流动的描述,那种对临界状态的捕捉和数学描述的精妙,简直令人叹为观止。作者在处理那些高度非线性的方程组时,所展现出的数学功底和物理直觉的完美结合,体现了学科发展史上那个黄金时代的深刻烙印。它不会轻易给你一个“标准答案”,而是会引导你去面对现实世界中存在的各种不确定性和复杂性。我个人特别欣赏作者在讨论数值模拟局限性时所持的批判性态度,他没有盲目崇拜计算能力,而是始终强调理论模型的价值和前提假设的重要性。这本书的最大价值在于,它教会你如何带着“怀疑的眼光”去看待和使用工具,而不是被工具所奴役。它是一部教人如何“思考流体运动”的指南,远超出了单纯的“工程手册”范畴。

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我必须承认,这本书在系统性和逻辑严密性上达到了一个惊人的高度。它不是零散知识点的堆砌,而是一个精心构建的知识体系,每一个章节都像是为下一章节的深入打下不可动摇的地基。特别是关于能量积分法和动量积分法的对比分析部分,作者将两种方法的适用范围、各自的优缺点以及它们在不同边界条件下的表现,剖析得入木三分。这种结构化的呈现方式,极大地帮助我建立起对整个学科的全景认知,而不是仅仅停留在解决特定问题的层面。它迫使你思考的不仅仅是“如何计算”,更是“为什么选择这种方法”以及“这种方法在物理上代表了什么”。这种对底层原理的坚持,让这本书经久不衰,即使是面对层出不穷的新数值方法和实验技术,它所奠定的理论基石依然坚固。如果说有什么可以改进的地方,或许是在案例分析的丰富性上可以再多下些功夫。尽管理论推导无可挑剔,但如果能穿插更多贴近实际工程应用的案例来印证这些理论的威力,或许能更好地激发读者的直观感受和实践热情。

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说实话,这本书的封面和排版设计,充满了上个世纪中叶的朴素感,初次拿到手里,可能会让人误以为是一本陈旧的资料汇编。然而,一旦翻开,你就会被其内容的深度所震撼。这本书的魅力在于其无与伦比的“穿透力”。它似乎有一双X光眼,能看透流体与固体表面相互作用的每一个微小细节。在某些章节,作者对微扰理论的运用达到了出神入化的地步,那些复杂的渐近展开,每一步都走得小心翼翼,避免了引入不必要的误差。我发现自己为了理解其中关于“薄层假设”的物理依据,不得不回溯到更基础的流体力学概念,这说明这本书对读者的前期知识储备是有较高要求的。它不是一本为了迎合大众而降低门槛的作品,而是一扇通往专业领域深处的、需要努力攀登的陡峭阶梯。但正是这种高门槛,筛选出了真正对该领域有深刻兴趣和钻研精神的读者,而对于他们来说,这本书无疑是一份厚重而宝贵的精神财富。

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所有从事流体力学、空气动力学、计算流体力学研究的人都有必要读一读此书,从边界层出发建立对流动的物理数学认识。

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所有从事流体力学、空气动力学、计算流体力学研究的人都有必要读一读此书,从边界层出发建立对流动的物理数学认识。

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所有从事流体力学、空气动力学、计算流体力学研究的人都有必要读一读此书,从边界层出发建立对流动的物理数学认识。

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所有从事流体力学、空气动力学、计算流体力学研究的人都有必要读一读此书,从边界层出发建立对流动的物理数学认识。

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太经典

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