机械制图 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:上海交通大学出版社

作者:李业农

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2006-8

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787313012531

丛书系列:

图书标签:

• 机械制图
• 工程制图
• 机械工程
• 图学
• CAD
• 绘图
• 技术图纸
• 机械设计
• 标准化
• 制图规范

好的，这是一份为一本名为《机械制图》的书所撰写的，但不包含该书内容的图书简介。这份简介将聚焦于其他技术领域，力求详尽且自然流畅。 --- 《精微流体动力学与微纳尺度操控：面向下一代生物医学工程的机遇与挑战》 内容提要 本书深入探讨了流体动力学在微观和纳米尺度下的独特行为及其在尖端生物医学工程领域的革命性应用。有别于宏观世界的经典流体力学模型，本书着重解析了雷诺数极低、惯性效应可以忽略的精微尺度下，液体、气体甚至软物质的输运、混合与界面现象。全书结构严谨，从基础的流体力学理论在低雷诺数条件下的修正与拓展入手，逐步深入到复杂的生物流体环境，如细胞内部的生物大分子扩散、微流控芯片中的血液动力学模拟，以及纳米颗粒在复杂多孔介质中的迁移行为。 本书强调理论分析、计算建模与实验验证的有机结合。在理论部分，详细阐述了斯托克斯流、布朗运动对粒子输运的叠加效应，以及电动力学效应（如电渗流、电泳）如何成为微尺度流体驱动的关键。计算方法部分，重点介绍了格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method, LBM）在模拟非牛顿流体和多相流体界面动力学中的优势，并对比了有限元法（FEM）在处理复杂边界条件时的局限性。 在应用层面，本书系统性地梳理了微纳流体技术在疾病诊断、靶向药物递送和新型生物传感器开发中的前沿进展。具体章节涵盖了微流控芯片设计中的传热与传质优化，特别是如何利用流体剪切力进行细胞分选和力学特性分析；体外器官芯片（Organ-on-a-Chip）的构建与流场模拟，确保生理相关性的流体环境；以及磁性纳米机器人在体内微循环系统中的受控运动与定位技术。 本书面向对生物物理、微纳机电系统（MEMS）、生物医学工程以及计算流体力学有浓厚兴趣的研究人员、高年级本科生和研究生。它不仅提供了坚实的理论基础，更提供了解决当前生物医学工程瓶颈问题的创新思路和实用工具箱。 --- 详细章节概述 (约1500字) 第一部分：精微尺度流体力学基础的重构 (Foundations) 第一章：低雷诺数流动的本质与修正 本章首先回顾了纳维-斯托克斯（Navier-Stokes）方程，并明确指出在微纳尺度（例如，特征长度$L < 100 mu m$，流速$v < 1 mm/s$）下，惯性项$ ho (mathbf{v} cdot abla) mathbf{v}$的相对重要性急剧下降，使得流场主要由粘性力主导——即进入斯托克斯流（Stokes Flow）的领域。 我们将详细分析斯托克斯方程的数学解法，重点介绍点源法（Method of Sources/Stokelets）在求解二维和三维低速流场问题中的应用。此外，引入布朗运动的随机力学描述，探讨流体中的悬浮粒子（如蛋白质或病毒颗粒）如何同时受到确定性的对流/扩散作用和随机的分子碰撞作用。我们将推导并应用Peclet数（Pe）来量化对流与扩散的主导地位，为后续的混合和分离过程提供判断依据。 第二章：界面现象与电动力学耦合 在微流控系统中，液体与固体、液体与气体的界面行为至关重要。本章聚焦于毛细现象在微通道内的精确建模，包括接触角对润湿性的影响，以及如何利用表面张力梯度（Marangoni效应）进行流体操控。 重点内容是电动力学效应。详细阐述电渗流（Electroosmosis, EOF）的物理机制，即在施加外部电场时，液体中带电的离子层在固体电极表面的定向运动如何驱动整体流体流动。我们将推导Helmholtz-Smoluchowski（H-S）公式，并讨论其在非理想电解质溶液和非均匀表面电荷密度下的局限性。同时，深入分析电泳（Electrophoresis）现象，即带电生物分子在电场下的迁移速度，这直接关系到芯片上的分离效率。 第二部分：计算建模与数值仿真 (Computational Modeling) 第三章：格子玻尔兹曼方法（LBM）在非牛顿流中的应用 相对于传统的有限体积法，LBM因其易于并行化和自然处理复杂边界条件（如多孔介质、运动边界）的优势，成为微尺度流体仿真的有力工具。本章将系统介绍LBM的基本原理，包括分布函数演化、弛豫过程和宏观量恢复。 重点应用案例是非牛顿流体，如高浓度DNA溶液或细胞悬液。我们将介绍如何修正LBM的碰撞算子（例如，通过引入变分LBM或多弛豫时间模型，MRT）来准确捕捉幂律流体和剪切稀化/增稠的行为，这些在微管内的血液流动模拟中不可或缺。 第四章：多相流与微混合的数值策略 微流控芯片常用于驱动乳液生成或颗粒捕获，涉及气-液、液-液界面。本章将对比相场法（Phase Field Method）和水平集方法（Level Set Method）在追踪动态界面形状方面的优劣。我们将展示如何利用这些方法精确模拟液滴在T形或Y形分流器中的生成、破碎与合并过程，并优化流道几何以控制液滴的大小和频率。 此外，针对生物体系中固-液混合问题，本章还将介绍如何结合分子动力学（MD）模拟低尺度下的流体-表面相互作用，并将其与宏观CFD模拟进行多尺度耦合。 第三部分：前沿应用与工程实践 (Applications) 第五章：器官芯片（Organ-on-a-Chip）的流体力学设计 器官芯片是体外研究活体器官生理功能的关键平台。本章将重点分析如何在这些微系统中再现生理相关的血流动力学。讨论内容包括：如何通过精确控制微通道内的流量和压力梯度，模拟不同器官的典型剪切应力范围（如血管内皮细胞的1-10 $ ext{dyn/cm}^2$）。 我们将探讨如何利用多孔膜结构来模拟组织间质的传质阻力，以及如何利用集成化的传感器和微泵系统实现闭环控制，维持培养条件的稳定性，这对于长期的细胞功能研究至关重要。 第六章：靶向药物递送与纳米机器人的流体力学操控 药物递送面临的主要挑战是如何穿过复杂的血管壁和组织屏障。本章探讨超磁性纳米颗粒在受控磁场下的运动学。详细推导颗粒在剪切流场中受到的磁力矩、磁驱动力与流体阻力的平衡方程，用于设计高效的体外磁分离和体内靶向系统。 此外，本章还将介绍如何利用光热效应或声流场在特定组织局部诱导微流体运动，从而实现药物的精确释放。内容涵盖了流体力学对药物穿透深度、分布均匀性的决定性影响，为开发下一代个性化治疗方案提供工程指导。 --- 读者对象 本书适合于具有流体力学、物理学或生物工程背景的研究人员和工程师，特别是那些致力于开发微流控芯片、生物传感器、先进诊断设备以及新型生物医学成像技术的专业人士。对于希望将理论计算转化为实际生物医学解决方案的博士后和研究生，本书提供了坚实的跨学科桥梁。 --- 关键词：微流控、斯托克斯流、电渗流、器官芯片、纳米颗粒输运、格子玻尔兹曼方法、生物医学工程

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆