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出版者:Prentice Hall

作者:Douglas, John F. (EDT)/ Gasiorek, John M. K./ Jack, Lynne/ Douglas, J. F./ Swaffield, John

出品人:

页数:992

译者:

出版时间:2006-7

价格:$ 153.68

装帧:Pap

isbn号码:9780131292932

丛书系列:

图书标签:

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• Engineering
• 流体力学
• 流体
• 力学
• 物理学
• 工程
• 传热
• 流体动力学
• 流体静力学
• 计算流体力学
• 工程力学

《流体力学》是一本深入探索流体运动规律的百科全书式著作，旨在为读者提供一个全面且严谨的流体力学知识体系。本书的编撰旨在超越单纯的理论阐述，更侧重于将抽象的物理概念与实际应用紧密结合，力求让读者在掌握核心理论的同时，也能深刻理解这些理论如何在工程、科学以及我们日常生活的方方面面发挥作用。 本书内容涵盖了流体力学的基础理论，包括但不限于流体的基本性质（如密度、粘度、表面张力）、静流体的力学行为（如压力、浮力、表面张力），以及动流体的运动学和动力学描述。在静流体部分，我们将详细解析压力的概念，讨论不同深度下液体压力的分布规律，并深入探讨阿基米德原理及其在浮体设计和流体称量中的应用。我们将引导读者理解静流体平衡的条件，以及如何在复杂形状的容器中计算总作用力和压强分布。 进入动流体领域，本书将从最基本的概念入手，如流线的定义、迹线和流谱的区分，以及流量和流速的计算。我们将详细介绍连续性方程，这一核心守恒定律如何描述流体在管道或通道中运动时的质量守恒。在此基础上，我们将深入探讨伯努利方程，解析其在解释流体速度、压强和高度之间相互关系时的物理意义。本书将通过大量的实例，演示伯努利方程在飞机升力产生、文丘里流量计工作原理、甚至喷雾器工作机制等方面的应用，帮助读者建立直观的理解。 为了应对实际流体流动中普遍存在的粘性效应，本书将专门辟章节详细阐述粘性流动的理论。我们将区分理想流体和粘性流体的概念，并引入牛顿粘性定律，解释剪应力与剪切速率的关系。流体在管道中的层流和湍流是粘性流体研究中的两个关键领域。本书将详细介绍雷诺数，并以此作为区分层流和湍流的重要判据。对于层流，我们将推导泊肃叶定律，并探讨其在管流阻力计算中的应用。而对于更普遍的湍流，我们将介绍其统计特性，如脉动速度、平均速度剖面，并讨论湍流边界层的发展和特性。本书还将深入探讨摩擦阻力、形状阻力等概念，并介绍如何利用经验公式或更高级的模型来预测这些阻力。 除了理论分析，本书还高度重视数值方法在解决复杂流体力学问题中的作用。在本书的后期，我们将介绍计算流体力学（CFD）的基本原理和常用方法，包括有限差分法、有限体积法和有限元法。我们将简要阐述网格生成、离散化技术、求解器选择等关键步骤，并提供一些简化的算例，展示如何利用CFD工具来模拟流体的速度场、压强分布以及温度场。虽然不深入探讨复杂的数值算法细节，但本书旨在为读者建立对CFD能力和局限性的基本认识，并鼓励他们在未来的学习和工作中进一步探索。 本书的另一个重要组成部分是对边界层理论的深入探讨。我们将详细介绍边界层的形成、发展以及其在流体流动中的重要作用。我们将分析层流边界层、湍流边界层以及它们之间的转换。本书将阐述边界层分离的物理机制，以及它对物体表面阻力和流动特性的影响，并提供避免或延迟边界层分离的工程策略。 在更广泛的应用层面，本书将涵盖不同类型的流体机械，如泵、风机、涡轮机等。我们将解析这些机械的工作原理，并结合流体力学理论，分析其效率、性能参数以及设计要点。例如，在讨论水泵时，我们将分析叶轮的几何形状如何影响流体能量的增加，以及如何通过伯努利方程和动量方程来描述能量转换过程。 本书的特色之一在于其对实验方法的重视。我们相信，理论分析和实验验证是流体力学研究不可或缺的两个方面。因此，本书将穿插介绍流体力学实验的基本设备和技术，例如风洞、水槽、测速技术（如PIV、LDA）以及压强测量方法。我们将通过介绍经典的流体力学实验，如阻力测试、射流实验等，来加深读者对理论概念的理解，并培养他们的实验设计和数据分析能力。 为了使内容更具吸引力，本书将在适当的地方融入跨学科的视角。例如，在讨论生物流体力学时，我们将探讨血液在血管中的流动、鸟类和昆虫的飞行机制，以及海洋生物的运动方式。在讨论环境流体力学时，我们将分析大气和海洋环流、污染物扩散以及水体动力学。这些章节旨在展示流体力学理论的普适性和在解决真实世界复杂问题时的强大能力。 本书的语言力求严谨而清晰，避免使用晦涩难懂的专业术语，除非在首次出现时给出明确的定义。公式的推导将遵循逻辑严密的步骤，并辅以直观的物理解释。本书的图示和插图将精心设计，以最直观的方式呈现流体运动的形态和力学过程。 《流体力学》是一本献给所有对流体运动奥秘充满好奇的学习者、研究者和工程师的著作。无论您是初次接触流体力学，还是希望深入系统地学习该领域，本书都将是您宝贵的参考资料。我们相信，通过对本书内容的学习，读者将能够构建起坚实的流体力学知识基础，并能运用这些知识去理解和解决工程及科学领域中遇到的各种与流体相关的挑战。

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这本《流体动力学》简直是为我这种对物理学有着天生好奇心的本科生量身定做的教科书。它的叙事方式极其引人入胜，不像某些传统教材那样冷冰冰地堆砌公式和定义。作者似乎深谙如何将抽象的流体力学概念转化为日常生活中可以感知的现象。比如，在讲解伯努利原理时，书中不仅给出了严谨的数学推导，还配上了大量关于飞机机翼升力、管道中流速变化的生动插图和案例分析。我记得第一次读到关于边界层分离的章节时，那些原本模糊不清的现象突然间就变得清晰起来，仿佛作者亲自站在我面前，用生动的语言描绘出流体微观层面的“挣扎”与“妥协”。它没有回避复杂性，但却总能找到一条通向理解的“捷径”，那就是将复杂性拆解成一系列逻辑严密、相互关联的小块。对于初学者来说，这种循序渐进的引导至关重要，它建立了一种自信心，让我们敢于去挑战那些看起来令人生畏的偏微分方程。全书的排版也十分考究，重点内容突出，阅读起来节奏感很强，非常适合自学。

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我是一名在职工程师，过去几年里，我发现自己的专业知识结构中，流体力学部分有些陈旧和零散，急需一次系统的、高水平的更新。《流体动力学》这本书为我提供了一个完美的平台。它并非停留在基础的纳维-斯托克斯方程的表面，而是深入探讨了湍流模型、高超声速流动以及非牛顿流体等前沿和工程实际中至关重要的领域。尤其让我印象深刻的是关于数值模拟方法的介绍，它没有仅仅罗列CFD（计算流体力学）的各种求解器和网格划分技术，而是从误差分析和收敛性判据的角度，深入剖析了每种方法的物理基础和工程局限性。这种深度和广度兼备的特点，使得这本书不仅是理论参考，更是一本实用的工程手册。我甚至在最近的一个项目设计中，直接引用了书中的一个关于动量守恒方程在特定边界条件下的简化形式，极大地提高了我的计算效率和结果的可靠性。这本书的价值在于，它能将沉睡多年的理论知识，重新激活，并注入到当前最前沿的工程实践中去。

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这本书的难度曲线设置得非常合理，但我也必须坦诚地说，对于纯粹的文科背景或者对高等数学不熟悉的读者来说，前几章可能需要多花一些时间。它对数学工具的要求是比较高的，尤其是在涉及势流理论和边界积分方程的时候，需要读者对复变函数和向量微积分有扎实的基础。但这绝不是一本“水”书，它的严谨性是毋庸置疑的。从对欧拉方程到纳维-斯托克斯方程的推导过程，每一步都经过了仔细的论证，没有任何跳跃或模糊不清的地方。我特别欣赏作者在处理那些经典矛盾或开放性问题时的态度——他从不给出武断的结论，而是清晰地展示不同理论框架下的分析结果，鼓励读者自己去批判性思考。对于高年级学生或准备攻读相关专业硕士博士的人来说，这本书无疑是奠定坚实理论基础的基石，读完它，你对“流体”这个概念的理解将提升到一个全新的维度。

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说实话，我本来对手册类的书籍都有点敬而远之，总觉得它们充斥着干巴巴的公式，读起来让人昏昏欲睡。然而，这本《流体动力学》彻底颠覆了我的看法。它的章节组织结构非常巧妙，逻辑链条清晰得令人惊叹。它不是简单地罗列知识点，而是围绕着核心物理概念，构建起一个完整的知识体系。每当引入一个新的方程或定理时，作者都会先从宏观现象出发，提出一个工程或物理上的“问题”，然后引导读者通过严谨的数学推导去“解决”这个问题，最后再回到实际应用中去验证答案的合理性。这种“问题-推导-验证”的闭环学习模式，极大地增强了阅读的代入感和探索欲。特别是关于流场可视化和实验技术的章节，介绍得极为细致，对于我们这些更侧重实验验证的研究生来说，提供了宝贵的参考信息。它让我意识到，流体力学的美不仅在于数学的优雅，更在于它对真实世界复杂现象的精准刻画。

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我是在一个极其忙碌的学期中接触到这本《流体动力学》的，当时我急需一本能够快速梳理核心概念，同时又不牺牲准确性的参考书。这本书的表现超出了我的预期。它的语言风格介于学术论文的精确与科普读物的流畅之间，非常适合在紧张的学习节奏中保持专注度。书中穿插了大量的历史背景介绍，比如雷诺数是如何被发现的，以及早期的水动力学先驱们是如何一步步建立起这门学科的。这些“幕后故事”极大地丰富了学习体验，让冰冷的科学原理带上了人性的温度。它让我意识到，科学的进步不是一蹴而就的，而是充满了无数次的试错和灵光乍现。此外，书后附带的大量习题，难度适中，覆盖了所有关键知识点，是检验学习效果的绝佳工具。可以说，这本书不仅教会了我“是什么”，更教会了我“为什么”，是近年来我阅读过的最令人满意的专业书籍之一。

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