气液动控制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:282

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出版时间:2008-5

价格:29.00元

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isbn号码:9787030214492

丛书系列:

图书标签:

• 气动控制
• 液压控制
• 动控制
• 自动化
• 机械工程
• 工业控制
• 传感器
• 执行器
• 控制系统
• 阀门

《现代流体动力学基础与应用》图书简介 核心聚焦：深入剖析流体运动的物理机制与工程实践 本书旨在为读者构建一个全面、深入且与时俱进的流体动力学知识体系，覆盖从经典理论到前沿数值模拟方法的各个层面。我们避开了对特定控制系统（如气动或液压控制）的专门论述，而是将重点放在流体本身的行为规律、描述工具以及在宽泛工程领域中的应用潜力。 第一部分：流体力学基本原理的严谨构建 本部分是全书的理论基石。我们从流体物质性的基本概念出发，详细阐述了宏观流动的描述方法。 一、流体运动的描述体系： 深入探讨了物质点描述（拉格朗日观点）与控制体描述（欧拉观点）的数学转换关系。重点解析了雷诺输运定理在质量、动量和能量守恒定律推导中的关键作用，为后续的工程分析打下坚实基础。 二、流体动力学控制方程的建立与解析解： 详细推导了不可压缩牛顿流体的纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程组。在对流体粘性效应的深入理解基础上，我们剖析了边界层理论的物理意义和数学框架，特别关注了普朗特（Prandtl）对薄边界层的简化假设如何显著提高问题求解的可行性。此外，对理想无粘流体（欧拉方程）的解析解，如达朗贝尔悖论的探讨，有助于读者理解粘性对实际流动的决定性影响。 三、流场分析的特征与量纲分析： 详尽介绍了流动的无量纲参数，特别是雷诺数（Re）、马赫数（Ma）、傅汝德数（Fr）等，阐明了它们在判断流动类型（层流、湍流、可压缩、不可压缩）中的核心地位。通过量纲分析（如Buckingham $pi$ 定理），指导读者如何从实验数据和理论模型中提取出物理上具有普遍意义的规律，而非仅仅依赖具体的物理量纲。 第二部分：经典流动问题的深度解析 本部分将理论知识应用于一系列经典的、具有里程碑意义的流体力学问题，深化对流动现象的直观认识。 四、内部流与管道流动： 重点分析了充分发展管流的摩擦阻力计算，包括达西-魏斯巴赫公式的推导与应用。对局部阻力、突变阻力（如阀门、弯管处的能量损失）的计算方法进行了细致梳理。对于非圆管道的等效直径概念也有专门的讨论。 五、外部流与绕流问题： 详细分析了物体周围的流场结构。对翼型绕流中的升力与阻力起源进行了深入探讨，解释了库塔-茹科夫斯基定理在计算升力中的地位。边界层分离现象及其对阻力的影响（如压差阻力）被视为外部流分析的关键难点予以重点剖析。 六、可压缩流动基础： 针对流速接近或超过音速的流动，本书构建了等熵流动的基础模型。激波的形成条件、强度计算（正激波、斜激波）以及在喷管（如拉伐尔喷管）中的应用是本章的重点。同时，对等熵膨胀和“喉道”效应的物理机制进行了详尽的阐述。 第三部分：湍流理论与数值计算方法 现代工程实践中，绝大多数流动是湍流，且依赖于计算机模拟。本部分着重于处理复杂流动的工具。 七、湍流理论的近似与模型： 鉴于N-S方程在描述湍流时的复杂性，本书系统介绍了湍流脉动、雷诺时均化方程的推导。详述了Reynolds应力的处理方法，特别是对一系列湍流模型（如零方程模型、k-$epsilon$模型、SST模型等）的物理假设、适用范围及工程优缺点进行了对比分析，强调了模型选择对计算结果准确性的决定性影响。 八、计算流体力学（CFD）方法导论： 引入现代CFD的理论框架，包括流场离散化的基本思想。详细讲解了有限体积法（FVM）作为工程主流方法的核心步骤：控制方程的积分、通量计算与求解器的选择。对速度-压力耦合算法（如SIMPLE族算法）的迭代过程和收敛性判据进行了清晰的说明。 九、网格生成与后处理技术： 强调了高质量网格对于数值模拟成功的重要性。讨论了结构化网格、非结构化网格及混合网格的优缺点。在后处理方面，重点阐述了如何通过流线、涡量、压力等物理量图谱对计算结果进行有效的工程验证和物理洞察。 结语： 本书的编排逻辑遵循“基础理论 $ ightarrow$ 经典应用 $ ightarrow$ 现代计算”的递进路线，力求使读者不仅掌握流体现象的宏观规律，更能理解其微观机理，并具备运用现代工具解决复杂工程问题的能力。本书内容高度侧重于流体物理本质的探究和定量分析方法的训练，是流体力学、机械工程、航空航天及化学工程等领域专业人员和高年级学生的理想参考教材。

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这本书的语言风格非常沉稳、专业，读起来就像是在聆听一位资深教授的学术报告，严谨又不失条理。我重点关注了关于“动态响应分析”的部分，这部分内容往往是很多教材中一带而过的。然而，这本书却投入了大量的篇幅来探讨瞬态过程，比如水锤现象的发生机理、如何通过缓冲罐或快速关闭阀门来抑制压力波动。作者运用了傅里叶变换和拉普拉斯变换等数学工具来建立系统的传递函数模型，讲解过程逻辑清晰，每一步的推导都有详实的注释，即便是对高等数学不太自信的读者，也能勉强跟上思路。更贴心的是，书中对不同流体介质（如高粘度液体或气体）在快速变化工况下的行为差异也进行了对比分析，这种细致的区分，在实际的工业控制场景中至关重要。读完这部分，我感觉自己对系统的稳定性和快速调节能力有了更深一层的理解，不再是停留在“会用”的层面，而是真正理解了“为什么这样设计是有效的”。

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这本书的封面设计得非常专业，那种深邃的蓝色调搭配着精准的机械线条图，一下子就抓住了我的眼球。我当时在书店里随手翻了几页，立刻被其中对“流体动力学基础”那部分的阐述吸引住了。作者显然对这门学科有着非常深刻的理解，他没有停留在枯燥的公式堆砌上，而是用非常生动的比喻和大量的工程实例，将原本抽象的伯努利定律、雷诺数等概念讲解得清晰透彻。尤其是关于管道中非牛顿流体流动特性的分析，那种细致入微的描述，让我感觉像是请了一位经验丰富的工程师在我身边现场指导。书中配图的质量也极高，那些复杂的管道布局和阀门结构图，线条清晰，标注明确，即便是初学者也能很快理解其工作原理。我记得有一章专门讲了层流到湍流的转变过程，作者引用了多个不同工况下的实验数据，论证严谨，逻辑性强，读完之后，我对如何优化管路设计、减少能量损失，有了一个全新的认识。这本书的深度和广度都非常出色，对于想系统学习流体力学在工程实践中应用的人来说，绝对是一本不可多得的宝典。

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这本书的价值体系非常完善，它不仅仅关注了传统的“动力”部分，还花了相当大的篇幅探讨了“控制”和“检测”环节。我惊喜地发现，书中关于“流量和压力传感器的选型及误差补偿”的内容，远比我预期的要深入。作者详细对比了孔板流量计、涡街流量计和超声波流量计在不同流体条件下的优缺点，特别是对于涡街流量计在低流速和含有杂质介质中的局限性，分析得入木三分。更让我印象深刻的是，它并没有将传感器和执行器（如调节阀）视为孤立的元件，而是将它们放入一个完整的“闭环控制系统”中进行讨论。书中用好几个图例说明了，即使是最好的传感器，如果执行器的响应滞后，整个控制系统的性能也会大打折扣。这种系统论的观点，帮助我彻底打破了过去将各个子系统孤立看待的思维定势，这本书真正实现了从“元件知识”到“系统集成”的飞跃。

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说实话，这本书的理论深度让人有些“望而生畏”，但作者通过引入大量源自真实工业现场的“案例剖析”，极大地拉近了理论与实践的距离。我特别喜欢其中关于“大型压缩空气站能耗优化”的案例研究。作者没有简单地罗列节能技巧，而是首先建立了一个包含压缩机、储气罐、管网漏损和终端需求的复杂数学模型，然后分步说明了如何通过调整启停策略和变频控制来实现能耗的显著降低。案例中给出的数据和图表都非常详实，包括了优化前后的电费对比和投资回报周期分析，这对于工程管理人员来说，具有极强的参考价值。此外，书中对“防火防爆区域的流体输送设计规范”的引用和解读，也体现了作者对安全标准的极度重视，内容权威可靠，完全可以作为现场工程师的案头工具书来使用。这本书的价值就在于，它既能教你“怎么算”，更能告诉你“为什么这么做最合理”。

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我必须得说，这本书的排版和装帧简直是教科书级别的典范。纸张的质地非常好，拿在手里有分量感，印刷的字体大小适中，行距也把握得恰到好处，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。尤其值得称赞的是，它在章节结构上的组织方式，简直是匠心独运。作者似乎非常了解读者的学习曲线，每一章节的知识点都是层层递进，绝不跳跃。例如，在前面对基础理论进行扎实铺垫之后，紧接着就引入了“系统元件特性分析”——这里详细解析了各种泵、压缩机和风机的性能曲线，并教会我们如何根据实际需求进行选型。书中对“系统阻力计算”的讲解尤其详尽，无论是明渠、压力管道还是复杂的网络系统，都有对应的计算方法和实际案例支撑。我个人非常欣赏作者在“误差分析与容错设计”这一小节的论述，它提醒了我们在实际工程中，理论模型永远存在偏差，必须预留安全裕度，这种严谨的工程师思维贯穿了全书，让人受益匪浅。

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