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《机械设计基础》根据高等职业教育的教学基本要求及目前教学改革发展的需要而编写，以“必须、够用”为原则，结合高等职业教育的特点，特别注重理论知识与工程实际的结合。《机械设计基础》是高等职业教育机械类专业的技术基础课教材，内容包括：机器的组成、机械设计的基本要求及程序、静力学基础、材料力学和常用平面机构、常用机械传动、常用机械零部件的工作原理、结构、特点、应用、选择、设计、使用、维护等。每章都配有习题，书后还附有习题参考答案。《机械设计基础》具有实用、简明、综合性强的特点。
《流体力学与水利工程学：从理论到实践的深度探索》 图书简介 本书旨在为工程技术人员、高等院校师生以及相关领域的研究人员提供一部全面、深入且极具实践指导意义的流体力学与水利工程学综合性著作。它不仅系统梳理了流体力学的基础理论，更将其与复杂多变的水利工程应用场景紧密结合，构建起一座理论与实践之间坚实的桥梁。全书内容结构严谨，逻辑清晰，力求在涵盖经典理论的同时，融入最新的工程技术进展和案例分析。 第一部分：流体力学基础与计算方法 (Fundamentals of Fluid Mechanics and Computational Methods) 本部分聚焦于流体力学的核心原理，为后续的水利工程应用奠定坚实的理论基础。 第一章：流体静力学与基本概念 详细阐述了流体的基本性质，包括密度、比重、粘度、表面张力等。深入解析了静止流体中的压力分布规律，包括帕斯卡定律、液柱测压原理及测压仪表（如皮托管、压力传感器）的工作原理。特别探讨了曲面上的静水总压力和合力矩的计算方法，这在水工结构设计，如闸门、挡土墙的受力分析中至关重要。 第二章：流体运动学与本构方程 本章着重于描述流体的运动状态，引入了流线、迹线和等值线等概念，并区分了物质导数与时间导数。对流体运动的描述从拉格朗日观点过渡到欧拉观点。详细推导了连续性方程（质量守恒）在不同坐标系下的形式，并引入了速度势函数和流函数，为无旋流和二维定常流的分析提供了数学工具。 第三章：流体动力学与控制方程 这是本书的核心理论部分。完整推导了纳维-斯托克斯（Navier-Stokes）方程，这是描述粘性流体运动的基本偏微分方程。随后，推导了伯努利方程，并深入讨论了其适用条件、能量损失项的物理意义及其对实际工程的指导作用。此外，系统介绍了雷诺输运定理，并阐释了其在动量、能量、质量守恒等问题求解中的重要性。 第四章：相似理论与量纲分析 本章强调了实验研究在工程中的作用。深入讲解了物理相似和几何相似的概念，详细阐述了雷诺数、弗劳德数、欧拉数等关键无量纲参数的物理意义及其在水利模型试验中的应用。通过量纲分析法（如Buckingham $pi$ 定理），指导读者如何从复杂的物理问题中提取出主要的控制变量关系，这对于优化实验设计和初步评估工程规模具有极高的价值。 第五章：粘性流与边界层理论 针对实际流动中不可避免的摩擦和能量耗散，本章深入探讨了层流和湍流的特性。详细分析了管道中的流动，包括沿程水头损失和局部水头损失的计算（达西-魏斯巴赫公式及修正）。边界层理论部分，介绍了普朗特边界层概念，以及动量积分法在估算边界层发展过程中的应用，并区分了摩擦阻力与压差阻力。 第六章：计算流体力学（CFD）基础 本章将理论分析与现代数值方法相结合。简要介绍了CFD的基本流程，包括离散化、求解器选择。重点讲解了有限体积法在流体控制方程离散化中的应用，并对比了不同湍流模型（如 $k-epsilon$ 模型、$k-omega$ 模型）在水利工程流动模拟中的优劣，为读者利用专业软件进行复杂水力结构优化设计打下基础。 --- 第二部分：水力与水工结构分析 (Hydraulic Analysis and Hydraulic Structures) 本部分将前述流体力学理论直接应用于典型水利工程问题的分析与设计。 第七章：明渠恒定流理论 本章专注于非承压流体的运动分析。详细阐述了均匀流、缓变明渠流的基本特性。对曼宁公式和谢才公式进行了深入的对比与应用分析。重点讲解了临界流、超临界流和亚临界流的判别及其水面曲线的求解方法，特别是对急流和缓流的过渡区（如堰口、跌水后）的水面变化进行了详尽的数学描述和工程实例分析。 第八章：明渠非恒定流与水波理论 针对洪水演进、溃坝、水库调度等瞬态问题，本章引入了一维圣维南方程组。系统讲解了特征线法在求解非恒定流问题中的应用，并简要介绍了数值解法。水波部分，涵盖了浅水波、深水波的运动特性，以及波浪在海岸和港口工程中的传播、绕射和破碎机理。 第九章：水能利用与水轮机基础 本章探讨了水能转化为机械能的工程应用。详细介绍了水能的潜力、动能和压力能的有效利用方式。对冲击式水轮机（如Pelton轮）和反击式水轮机（如Francis轮、Kaplan轮）的工作原理、比转速概念、效率计算及选型原则进行了全面的论述，并结合性能曲线分析了水轮机在变负荷工况下的运行特性。 第十章：水工建筑物的水力设计 本章是流体力学理论在土木工程领域的集中体现。详细分析了溢洪道（包括重力坝、拱坝、堤防上的溢流结构）的水流组织、消能设计及流场控制技术。深入探讨了闸门结构（如工作闸、事故检修闸）的水力特性、空蚀风险及其防护措施。对于大型水工隧洞，则重点分析了进出口水力设计、压力脉动控制（水锤现象）和通风系统水力平衡。 第十一章：渗流理论与地下水动力学 本章侧重于水在土壤和岩石介质中的运动。系统介绍了达西定律的适用范围和局限性。详细推导了势流方程（拉普拉斯方程）在渗流问题中的应用，并介绍了常线、潜水位线等概念。通过数值方法（如有限元法），分析了水工建筑物基础的渗流控制，包括防渗墙、排水系统和耗散能量的设计标准，确保结构长期稳定。 第十二章：水力系统的优化与现代监测技术 本章着眼于水利系统的宏观控制与智能化。探讨了水库群联合调度中的水资源优化配置模型，平衡防洪、发电、供水等多重目标。介绍了水力系统监测领域的前沿技术，如基于声学、光纤传感器的水力结构健康监测（SHM），以及实时水文预报中的数据同化技术，为现代智慧水利工程的建设提供了理论和方法支持。 全书配有大量工程图例、典型算例和附录中的工程设计规范摘要，确保读者能够将书中学到的知识直接应用于实际工程设计、分析和管理之中。内容覆盖面广，深度适中，是水利、土木、机械、环境工程专业人员不可或缺的专业参考书。
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