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出版者:哈尔滨工业大学出版社

作者:于长官

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2006-1

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787560311623

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现代工程中的流体力学基础与应用 本书聚焦于流体力学这一跨越多个工程领域的核心学科，深入剖析了流体运动的基本原理、数学模型构建以及在现代工程实践中的广泛应用。全书内容严谨、逻辑清晰，旨在为工程技术人员和高年级本科生、研究生提供一本扎实的理论指导和实用的工具书。 第一部分：流体力学的基本概念与描述 本书开篇即构建了流体力学的基本框架。首先，我们详细阐述了流体的本构特性，包括牛顿流体与非牛顿流体的粘性、压缩性以及表面张力的影响。我们强调了连续介质假设的物理意义及其在宏观尺度分析中的重要性。 随后，重点转向流场的描述方法。我们对比分析了物质点描述（拉格朗日观点）与空间区域描述（欧拉观点）的优劣，并详细推导了描述流体运动的四大基本方程： 1. 连续性方程（质量守恒）： 阐述了流体在任意控制体内质量随时间的变化率与流体进出该控制体的净通量之间的关系。我们不仅给出了微分形式，还详述了积分形式在求解有限空间内流动问题时的应用。 2. 动量方程（牛顿第二定律的流体形式）： 这是分析流体受力和运动的核心。本书以柯西应力张量为基础，推导了适用于不同参考系下的动量守恒方程，特别是著名的纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程。我们对其中的粘性项、压力梯度项和惯性项进行了细致的物理解释。 3. 能量方程（热力学第一定律）： 探讨了流体内部能量（内能、动能、势能）的转化与传递机制，包括热传导、粘性耗散和机械功的转换。 4. 本构关系： 系统梳理了描述流体内部应力与应变率之间关系的数学表达，尤其关注了等温、等熵等特殊条件下的简化形式。 第二部分：无粘流动与简化分析 在建立完整方程组之后，本书首先处理了理想流体（即忽略粘性效应）的情况，这有助于我们理解流场中的宏观动力学特征。 欧拉方程与伯努利原理： 在无粘、不可压缩、定常流动的假设下，详细推导并应用伯努利方程，解释了流速、压力和高度之间的内在联系。通过多个经典算例，如管道中的流量测量、翼型上下的压强分布，展示了伯努利原理的强大解释力。 势流理论： 引入流函数和速度势的概念，将复杂的流体力学问题转化为调和方程的求解问题。我们系统讨论了基本流元（点源、汇、偶极子、均匀流）的叠加原理，并应用于分析简单几何体绕流（如二维圆柱绕流）的复杂流动形态，为后续处理边界层理论奠定了基础。 第三部分：粘性流动的深入研究 本部分是本书的重点，关注粘性在流动机理中的关键作用。 雷诺数与流动分类： 深入分析了雷诺数（$Re$）的物理意义，阐明了它作为判别惯性力与粘性力相对重要性的无量纲参数的作用。基于雷诺数，我们对层流和湍流进行了明确的区分和描述。 边界层理论： 阐述了普朗特（Prandtl）边界层理论的建立过程，解释了为什么在靠近固体壁面处，粘性效应集中在一个薄层内。详细推导并应用普朗特边界层方程，通过菠休斯（Blasius）解，求解了平板上的摩擦阻力。同时，分析了流分离现象的成因及其对工程系统的负面影响。 湍流模型： 鉴于直接求解N-S方程在湍流中的计算复杂性，本书系统介绍了工程上常用的湍流模型。这包括雷诺平均N-S方程（RANS）的导出，以及对涡流粘性概念的讨论。重点介绍了 $k-epsilon$ 模型和 $k-omega$ 模型的基本思想、适用范围及其在复杂流动（如回流、混合）中的应用潜力。 第四部分：管流与通道流 本部分专注于工程中最常见的内部流动问题。 达西-魏斯巴赫公式与沿程阻力： 详细分析了管道内层流（Hagen-Poiseuille 流）和湍流（利用 Moody 图或相关的经验关系式）的压降计算方法。重点讨论了沿程水头损失、摩擦系数的确定以及雷诺数的影响。 局部水头损失： 针对阀门、弯管、缩扩管等管件引起的局部能量损失，提供了经验系数和计算方法，确保了复杂管网系统分析的精确性。 动量损失与射流现象： 讨论了流体射出孔口或管道末端的动量损失，以及在泵站设计中需要考虑的能量回收问题。 第五部分：外部绕流与升阻力 本部分关注流体与物体表面的相互作用，是航空、船舶和土木工程的关键。 升力和阻力概念： 基于压力分布和壁面剪切应力的积分，系统定义了流体施加在物体上的总升力与总阻力。 阻力细分： 将总阻力分解为摩擦阻力、压差阻力和诱导阻力，并分别讨论了影响因素。 流体力学在结构设计中的应用： 结合案例分析，探讨了风荷载对高层建筑、桥梁的影响，以及如何通过气动外形设计（如翼型优化）来改善性能，最小化不利的流体力学效应。 第六部分：可压缩流动基础 本书的最后部分拓展到流速接近音速或超音速的领域，这在航空航天和高速流体输送中至关重要。 等熵流动： 引入了等熵流动的基本关系，推导了马赫数与压力、温度、密度之间的关系。 激波理论： 重点分析了斜激波和正激波的形成条件，运用了雷诺-亥姆霍兹关系式，解释了超音速流经拐角或遇到障碍物时发生的不可逆过程。 拉伐尔喷管： 详细分析了亚音速、跨音速和超音速流在喷管中的加速过程，展示了临界截面（喉部）的物理意义及其在火箭发动机和气体膨胀过程中的核心地位。 总结： 本书以严谨的数学推导为骨架，以丰富的工程实例为血肉，力求实现理论深度与工程实用性的完美结合。它不仅是流体力学原理的学习指南，更是现代工程师解决复杂流动问题的实用工具手册。

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这本书给我的第一印象就是扎实和严谨，翻开书页，墨香扑鼻，那种沉浸在知识海洋的感觉立刻涌上心头。书名《自动控制原理》正是我一直以来非常着迷的技术领域。我一直对那些能够独立思考、自主决策的系统感到无比好奇。从简单的家用电器到复杂的工业自动化系统，再到令人惊叹的航天技术，自动控制的身影无处不在，它极大地提升了效率，解放了人力，甚至拓展了人类的能力边界。我渴望了解，究竟是什么样的“原理”在背后驱动着这一切。 我希望这本书能够从最基础的概念讲起，比如“系统”的定义，以及如何对系统进行数学建模。我猜想，将复杂的物理现象转化为简洁的数学语言，是理解自动控制的关键。书中是否会详细介绍如何建立系统的动态模型，例如用微分方程或传递函数来描述系统的行为？ 我对“稳定性”这个概念也充满了求知欲。为什么有些系统能够长期稳定地运行，而有些则会陷入振荡甚至失控？书中是否会深入探讨稳定性判据，比如根轨迹法、奈奎斯特判据，并讲解如何通过调整控制器参数来改善系统的稳定性？ 我对这本书的期望很高，希望它能够为我提供一套系统性的理论知识，让我不仅能够理解自动控制的原理，还能掌握分析和设计控制系统的基本方法，为我日后在自动化领域的深入学习和实践打下坚实的基础。

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收到这本《自动控制原理》时，我首先被它厚重的体量和清晰的排版所吸引。书名简洁明了，直指我一直以来想要深入了解的核心技术领域。我一直对那些能够“思考”并自主做出决策的机械和电子系统深感好奇，从家里的智能家电，到工厂里流水线上的机械臂，再到更高科技的无人机和自动驾驶汽车，它们的背后都离不开“自动控制”这门学科的支撑。我一直好奇，究竟是什么样的原理，能够让这些原本冰冷的机器，拥有如此“智能”的表现？ 我猜测书中会从最基础的数学模型建立开始，这是理解任何一个控制系统不可或缺的第一步。我期待书中能够详细讲解如何将物理系统的动态特性转化为数学方程，例如用微分方程来描述一个物体的运动，或者用传递函数来表示一个系统的输入输出关系。 我也迫切想了解关于“稳定性”的理论。在我看来，一个控制系统最基本的要求就是稳定，一旦失控，后果可能不堪设想。书中是否会介绍各种判别系统稳定性的方法，比如劳斯判据、奈奎斯特判据，以及如何通过调整控制器参数来改善系统的稳定性？ 我对这本书的期望是，它能为我提供一套扎实的理论基础，让我能够理解自动控制系统的设计思想和工作机制，从而在未来的学习和工作中，能够更好地运用和创新这方面的技术。

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这本书的封面设计非常经典，深邃的蓝色背景搭配白色的书名，透露出一种科技感和严谨性。我之所以选择《自动控制原理》，是因为我对那些能够自主运行、并且在面对外部干扰时依然能保持稳定和精确的系统着迷。从智能家居的恒温器，到复杂的工业机器人，再到精准导航的无人机，自动控制技术已经渗透到我们生活的方方面面，极大地提高了效率，甚至改变了我们的生活方式。我一直好奇，是什么样的“原理”，让这些冰冷的机器能够如此“聪明”地做出反应。 我希望书中能够系统地介绍控制系统的基本概念和组成部分，例如控制器、被控对象、传感器、执行器等，并解释它们之间的相互作用。我尤其期待书中能深入讲解“反馈”的核心思想，特别是负反馈机制，因为我知道这是实现系统稳定性的关键。书中是否会用生动的实例来阐述反馈控制的工作原理，以及它在实际应用中的重要性？ 我也对如何分析和设计一个稳定的控制系统非常感兴趣。书中是否会介绍各种稳定性判据，例如奈奎斯特判据或根轨迹法，并讲解如何通过调整控制器的参数来优化系统的性能，使其更快速、更平稳地响应指令？ 我对这本书的期望，是它能为我提供一套系统而深入的理论基础，让我能够理解自动控制的“道”与“术”，为我未来在自动化领域的学习和实践打下坚实的基础，让我能够更好地理解和创造那些能够自主运行的智能系统。

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这本书的封面设计着实令人眼前一亮，那种简洁却又不失深度的蓝色调，仿佛在暗示着书中蕴含的奥秘。拿到手里，厚实的分量和泛着淡淡油墨香的纸张，立刻勾起了我探索的欲望。我一直对那些能够“思考”并自主运作的系统充满好奇，从简单的恒温器到复杂的工业机器人，它们背后究竟藏着怎样的智慧？ 这本书的书名——《自动控制原理》，听起来就带有一种技术性和科学性的力量，预示着它将为我揭开这些神奇现象的面纱。 我想象着书中会详细阐述各种反馈机制，例如，当室温下降时，恒温器如何通过感应器检测到变化，然后指令加热器工作，直到温度回升到设定值。这种“监测-比较-执行”的循环，在自然界和工程界都无处不在，而本书想必会将这一核心概念剖析得淋漓尽致。 我也期待书中能够深入讲解各种控制器的类型，比如比例（P）控制器、比例-积分（PI）控制器和比例-积分-微分（PID）控制器。我知道PID控制器在工业界应用极其广泛，其三个参数的巧妙组合能够应对各种复杂的动态系统。书中是否会通过具体的案例，比如无人机的悬停控制，或者汽车的巡航控制，来展示不同控制器在实际应用中的优势与局限？ 这本《自动控制原理》无疑是我技术学习道路上的一个重要里程碑，我迫不及待地想 dive into 它，去理解那些让机器乖乖听话的“魔法”。

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拿起这本书，它的份量和精装的封面就让我感受到一种厚重的学术底蕴。书名《自动控制原理》是我长期以来一直想要深入探索的领域。我一直对那些能够自主运行、根据环境变化做出相应调整的系统充满浓厚的兴趣。无论是家庭中的智能家居设备，还是工厂里精准运作的生产线，亦或是高空中翱翔的飞机，它们的背后都离不开“自动控制”这门科学的支撑。我迫切地想知道，究竟是什么样的“原理”，让这些机械和电子设备拥有了如此“智能”的能力，能够独立完成复杂的任务。 我非常期待书中能够详细阐述控制系统的基本组成部分，并解释它们之间的相互关系。例如，传感器是如何准确地捕捉环境信息，控制器又是如何根据这些信息进行计算和决策，以及执行器是如何将指令转化为实际的物理动作。我尤其关注“反馈”的机制，因为我认为这是实现稳定和精确控制的核心。书中是否会深入讲解负反馈的原理，以及它如何帮助系统克服扰动，保持预定的工作状态？ 我还希望书中能够介绍不同类型的控制器，特别是PID控制器。我知道PID控制器在工业界的应用非常广泛，但其参数的整定往往是难点。书中是否会提供一些实用的参数整定方法和技巧，例如Ziegler-Nichols方法，或者基于性能指标的优化方法，帮助我理解如何获得最佳的控制效果？ 我对这本书的期望，是它能够为我提供一个全面而深入的理论指导，让我能够理解自动控制系统的设计思路、分析方法和实际应用，为我未来在相关领域的学习和研究奠定坚实的基础。

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这本书的封面设计很朴实，但“自动控制原理”这几个字却蕴含着巨大的能量，深深吸引着我。我一直对那些能够自主运行、自我调整的系统充满了好奇，从简单的恒温器到复杂的工业机器人，它们是如何做到如此精准和高效的？ 这本书对我来说，不仅仅是一本教科书，更像是一把钥匙，能够开启我通往“智能”世界的大门。我希望它能清晰地解释自动控制系统的基本构成，比如传感器如何采集信息，控制器如何分析并做出决策，执行器如何将指令转化为实际动作。 我对“反馈”这个概念尤为关注。我猜想，负反馈是实现稳定控制的关键，就像人体维持体温、血糖平衡一样，系统通过不断监测输出并与目标值进行比较，然后进行必要的调整。书中是否会用生动的例子来阐述不同类型的反馈控制，以及它们在实际应用中的优劣势？ 我还非常期待书中能够深入探讨各种控制算法，比如PID控制。我知道PID控制器非常经典且应用广泛，但其三个参数（比例、积分、微分）的整定是一个技术活。书中是否会提供一些实用的整定方法和技巧，帮助我掌握如何调出最优的控制效果？ 我对这本书的期待，是它能为我提供一个清晰的理论框架，让我能够从宏观到微观，全面理解自动控制系统的设计、分析和应用，为我日后的学习和工作打下坚实的基础。

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初拿到这本书，它厚实而沉甸甸的质感，以及封面设计上那种专业而不失内涵的风格，都让我对书中内容充满了期待。《自动控制原理》这个书名，直击了我一直以来对那些能够“自行其是”，保持稳定运行的系统的探究欲望。无论是我们生活中常见的温控器、洗衣机，还是工厂里精密运作的机械臂，甚至是高高在上的航空母舰，它们的运行背后都离不开“自动控制”这门技术。我一直好奇，究竟是什么样的“原理”，能够赋予这些非生命体如此“智能”的反应能力，让它们能够自主地完成任务，并适应不断变化的环境。 我猜测书中会从最基本的概念开始，逐步深入到复杂的理论。例如，如何对一个物理系统进行数学建模，将现实世界的动态行为转化为数学表达式，这无疑是理解和设计控制系统的基础。我期待书中能够清晰地讲解传递函数、方阶跃响应等概念，并提供一些具体的例子来辅助理解。 我也对“稳定性”这个概念非常感兴趣。一个控制系统如果不能保持稳定，那么它就失去了实际意义。书中是否会详细介绍各种稳定性分析方法，比如根轨迹法、频率响应法，以及如何通过调整控制器参数来提高系统的稳定性？ 我希望这本书能够为我构建一个完整的知识体系，让我能够深入理解自动控制系统的设计理念、分析方法和实现途径，从而在未来的学习和工作中，能够更好地应用和创新这些宝贵的知识。

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这本《自动控制原理》的封面设计简洁大方，给人一种专业而值得信赖的感觉。我之所以选择这本书，是因为我对那些能够自主调节、保持稳定运行的系统一直抱有浓厚的兴趣。从家里的温度控制器，到工厂里的机器人手臂，再到现代汽车的巡航系统，自动控制技术已经深入到我们生活的方方面面，并不断推动着社会的进步。我非常想了解，这些看似“聪明”的系统，背后究竟遵循着怎样的“原理”。 我期待书中能够详细阐述自动控制系统的基本组成部分，例如控制器、被控对象、传感器和执行器，并分析它们之间的功能和联系。我尤其好奇“反馈”机制是如何工作的。书中是否会深入讲解负反馈的原理，以及它如何帮助系统在面对外界干扰时，仍然能够精确地达到预设的目标？我希望书中能通过一些经典案例，例如一个简单的液位控制系统，来生动地展示反馈控制的优势。 此外，对于系统的“稳定性”问题，我一直非常关注。一个失控的系统可能带来巨大的风险，因此，如何确保系统的稳定性至关重要。书中是否会介绍各种稳定性判据，例如劳斯判据，并提供一些分析和设计方法，以确保控制系统能够安全可靠地运行？ 我对这本书的期望，是它能够为我提供一个扎实的理论基础，让我能够理解自动控制的精髓，并为我日后在自动化领域的深入学习和实际应用打下坚实的基础。

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这本书的触感和质感都非常好，拿在手里有一种踏实感。书名《自动控制原理》直击我一直以来关注的焦点：如何让机器或系统能够按照预设的目标自主运行，甚至在面对干扰时也能保持稳定。我一直对那些不需要人类时时刻刻干预就能完成任务的系统感到着迷，从简单的定时开关，到复杂的工业自动化生产线，再到高精尖的航空航天领域，自动控制技术无处不在，并且在不断地改变着我们的生活和工作方式。 我希望这本书能够系统地介绍自动控制的基本概念和理论。例如，系统（System）、控制器（Controller）、被控对象（Plant）、传感器（Sensor）、执行器（Actuator）这些核心组成部分，以及它们之间是如何相互协作的。我尤其关心“反馈”的概念，因为我认为这是实现自动控制的关键。书中是否会详细解释正反馈和负反馈的区别，以及为什么负反馈在大多数控制系统中是必不可少的？ 我也希望书中能够涉及不同类型的控制系统，例如开环系统和闭环系统。我猜想闭环系统，也就是带有反馈的系统，能够实现更精确和稳定的控制，但同时也可能带来稳定性问题。书中会如何分析和解决这些问题呢？ 我对这本书的期待是，它不仅能让我了解自动控制的基本原理，还能帮助我理解如何在实际工程中应用这些原理，从而设计出更智能、更可靠的自动化系统。

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从我收到这本书的那个下午，我就被它散发出的那种严谨的学术氛围所吸引。书的装帧设计非常专业，没有过多的花哨修饰，但封面上那三个字——“自动控制”，已经足够点燃我对这个领域的浓厚兴趣。我一直觉得，那些能够独立运行、自我调节的系统，是人类智慧的结晶，也是科技发展的基石。从家里的空调、冰箱，到工厂里庞大的生产线，再到太空中的航天器，自动化无处不在。而这本书，顾名思义，就是为了揭示这一切背后的“原理”。 我猜测书中会花费大量篇幅来介绍系统的模型建立，这是理解任何一个控制系统的前提。比如，一个简单的弹簧阻尼系统，如何用微分方程来描述其运动规律？或者一个更复杂的电机系统，它的电气和机械特性如何结合起来形成数学模型？我希望书中不仅会给出理论公式，还会提供一些易于理解的图示和例子，帮助我这个初学者能够快速掌握。 此外，对于“稳定性”这个概念，我一直感到非常好奇。为什么有些系统能够长时间稳定运行，而有些则会产生振荡甚至失控？书中是否会深入探讨奈奎斯特稳定判据、根轨迹法等分析工具，让我能够判断一个系统的稳定性，并知道如何通过调整参数来改善它？ 我对这本书的期望很高，希望它能为我打开一扇通往自动化世界的大门，让我能够更深入地理解和欣赏那些无形的力量，是如何让世界运转得如此高效和有序的。

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