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作者:罗挺前

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价格:25.00元

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isbn号码:9787040234404

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《流体力学基础与应用》 第一章 流体静力学 本章系统阐述了流体静力学的基本原理及其在工程中的应用。我们将从流体的宏观定义出发，探讨其连续介质假设的合理性与适用范围。重点分析了流体内部压力的概念、性质，特别是压力随深度变化的规律，推导了静止流体中任意一点的应力状态，并引入了流体静力学基本方程——帕斯卡定律。 随后，本章深入研究了不同参考系下（包括静止、匀速直线运动和匀速旋转运动）的压力分布规律。对于静止流体，我们将详细推导等压面方程，并运用该方程求解封闭容器内流体作用在壁面上的总静压力。对平面和曲面上的总压力的计算是本章的难点与重点，我们将运用压力中心的概念，详细解析计算步骤和图解方法，包括对各种常见几何形状容器壁面的受力分析。 此外，浮力原理和阿基米德定律被置于专门的章节进行阐述。我们不仅会解释浮力的来源和计算方法，还会讨论物体的浮沉条件及其在不同介质中的平衡状态。本章末尾将介绍流体测压仪表，如U形管、皮托管和压力计的结构原理与使用规范，为后续章节中流速的测量奠定理论基础。 第二章 流体运动学 流体运动学关注的是流体运动的描述，而不涉及产生运动的力。本章首先确立了描述流体运动的两种基本观点：拉格朗日观点（追踪单个流体质点的运动）和欧拉观点（关注空间中固定点上的瞬时流动状态）。通过详细的数学推导，我们将引入速度场、加速度场等基本概念，并重点阐述物质导数（或称随体导数）的物理意义，理解其在描述流体微团变化中的关键作用。 流场分类是本章的核心内容之一。我们将严格区分稳定流与非稳定流、均匀流与非均匀流、定常流与非定常流。通过对速度场解析，学习如何识别流动的基本性质。对于速度梯度，本章引入了流线、迹线和脉线，精确界定它们之间的区别与联系，并通过实例分析来形象化流线的意义。 本章的另一重要部分是流体变形的分析。我们将解析流体的线应变率和角应变率，并据此导出流体的速度梯度张量。重点讨论了涡度（Vorticity）的概念，通过对斯托克斯定理（Stokes’ Theorem）的引入，解释了旋转流与非旋转流的区别。在二维流动分析中，将介绍流函数（Stream Function）的概念及其在不可压缩流场中的应用，展示如何利用流函数来自动满足连续性方程。 第三章 流体动力学基础 本章是连接流体运动与力的桥梁，是整个流体力学理论体系的核心。我们将从描述流体微团受力的基本原理出发，推导出描述流体运动的两个最基本的守恒定律：质量守恒定律（连续性方程）和动量守恒定律（纳维-斯托克斯方程的直观导引）。 首先，针对不可压缩流体，本章将简化和应用连续性方程，展示其在简单管道流动和二维流场分析中的实用性。 随后，重点聚焦于牛顿流体和欧拉方程。通过对欧拉方程的详细推导，揭示了流体微元体上所受合外力与流体加速度之间的内在联系。在此基础上，本章将介绍最著名的基本定理——伯努利方程。我们将从能量守恒的角度，严格推导出伯努利方程的多种形式（适用于水平管道、有压能头等），并深入探讨其应用的前提条件、修正因子以及在实际工程问题（如文丘里管流量测量、虹吸现象）中的精确应用。 最后，本章将引入动量积分方程，也称为动量定理，用于分析流体通过控制体时所受到的总合外力。该定理是计算弯管、喷嘴、叶轮等部件上总冲击力的重要工具。 第四章 粘性流体流动与边界层理论 本章转向研究粘性对流体运动的影响，这是从理想流体过渡到真实流体分析的关键一步。首先，详细定义了流体粘性（内摩擦力）的概念，并引入了牛顿粘性定律，推导出牛顿流体的剪切应力表达式。基于此，我们开始研究粘性流动的控制方程——纳维-斯托克斯方程，并探讨其作为描述粘性流动的基本数学模型的重要性。 重点内容将集中在雷诺数（Reynolds Number）的物理意义及其在判断流动状态中的决定性作用。基于雷诺数，本章严格区分了层流与湍流的特征、产生机理及各自的数学描述。 边界层理论是本章的高潮部分。我们将解释边界层概念的形成背景，即粘性效应在紧贴固体壁面附近区域的显著性。通过分析平板上的流动，本章将引入普朗特（Prandtl）边界层假设，并介绍求解边界层厚度、阻力系数的近似方法，例如普朗特-施密特积分方程（Blasius方程的背景介绍）。本章还将分析流体绕流物体时产生的摩擦阻力和压差阻力，并阐述边界层分离现象的机理和工程影响。 第五章 管道流动与阻力计算 本章将理论知识应用于最常见的工程问题——管道中的定常流动。首先，详细讨论了管道内层流和湍流的特征，并回顾了雷诺数在管道流动中的判定标准。 核心内容是压力损失的计算。我们将区分沿程摩擦损失和局部阻力损失。对于沿程损失，本章将系统介绍达西-威斯巴赫公式（Darcy-Weisbach Equation）及其系数的确定方法。重点讲解了粘性流动的判别图表——穆迪图（Moody Diagram）的构造原理、使用方法及其在求解管道摩擦系数中的关键作用。 局部阻力部分，我们将分析阀门、弯管、突扩、突缩等管道附件引起的局部能量损失，并介绍等效长度法和局部阻力系数法。 最后，本章将涉及复杂的管路系统分析，包括串联管、并联管的流量分配计算，以及对管路系统中泵和引水坡度图的初步应用，旨在为实际输水、输油管网的设计提供坚实的计算基础。 第六章 物理量纲分析与相似理论 本章从更宏观的角度审视流体力学问题，重点探讨物理量纲的一致性与量纲分析法。我们将详细阐述π定理（Buckingham $pi$ Theorem）的原理，并演示如何运用该定理有效地简化复杂的流体力学问题。 通过量纲分析，本章将推导出一系列重要的无量纲参数，如雷诺数、弗劳德数（Froude Number）、韦伯数（Weber Number）等，并阐明这些无量纲数在不同物理现象中的物理意义。 相似理论是本章的应用核心。我们将区分几何相似、运动学相似和动力学相似的严格要求。通过对物理量纲的分析，本章将详细论述模型试验（如风洞试验、水槽试验）的设计原则，确保模型与原型之间满足动力学相似的条件，从而使模型试验结果能够可靠地预测原型工况，是工程设计中验证理论计算的必备知识。

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这本书的封面设计得相当吸引人，那种深蓝色调配合上简洁的线条勾勒出的电路图，初次翻开时就让人感觉非常专业。我本来是想找一本系统梳理基础电子元件特性的书籍，结果发现它更侧重于实际应用的电路分析，这倒是给了我一个惊喜。比如，它对晶体管放大电路的讲解，从偏置点的选择到不同工作状态下的波形失真分析，都讲解得非常透彻，配图清晰易懂，特别是那几张关于BJT和MOSFET内部等效电路的图示，帮助我迅速理解了它们在不同频率下的响应差异。不过，对于一些高级的开关电源拓扑结构，比如LLC谐振变换器，书中的论述略显保守，更偏向于传统的PWM控制方式，这对于希望深入研究高效能电源设计的读者来说，可能需要额外参考其他资料。总体而言，如果你是电气工程专业的学生或者初入职场的工程师，这本书在打牢基础理论，特别是模拟电路部分，绝对是一本值得推荐的工具书，它提供的解题思路和步骤规范性极高，是建立扎实分析框架的绝佳起点。

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我是一个对理论深度有较高要求的技术爱好者，这本书的“硬核”程度让我感到非常过瘾。特别是关于交流电机控制的章节，它没有止步于简单的标幺值分析，而是引入了矢量控制（FOC）的基本原理，即如何在二维静止坐标系中实现对转矩和磁链的解耦控制。书中对Park变换和Clarke变换的矩阵推导过程写得一丝不苟，即便是复杂的交直变频器拓扑，其稳态和动态分析也给出了详尽的数学模型支撑。这种严谨的学术态度让人可以信赖书中的结论。然而，在实际操作层面，这本书的“工程性”稍显不足。比如，在介绍保护电路时，对于现代集成电路保护方案（如过温关断、短路电流限制的快速响应机制）的实际应用案例分享较少，更多依赖于传统的继电器和熔断器模型。这使得本书更像是大学高年级或研究生的参考教材，而非现场工程师的快速查阅手册。如果你追求的是最前沿的芯片级设计细节，这本书可能无法直接提供“即插即用”的方案。

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这本书的装帧质量非常耐用，厚厚的纸张和坚固的装订，预示着它是一本可以被长期翻阅的“老伙计”。我最看重的是它在基础概念的广度上所下的功夫。它不仅仅覆盖了电路理论和模拟电子，还涉及了较深的电力系统继电保护的基本原理和配电网的运行特点。这使得这本书的受众范围可以从电子爱好者扩展到电网侧的初级技术人员。尤其是关于三相系统不平衡负载的分析，书中的相量图解法非常清晰，避免了冗长复杂的代数运算，极大地提升了学习效率。然而，在数据通信和信息处理领域，这本书的覆盖面就相对薄弱了。虽然提到了数字信号的传输基础，但对于现代网络协议、光纤通信中的调制解调技术，或者网络安全与加密在硬件层面的实现，几乎没有涉及。因此，它更像是一部专注于“能量与信号的物理实现”的百科全书，而非“信息流动的数字架构”指南。对于想全面覆盖现代电气电子技术全貌的人来说，它是一个坚实的起点，但显然不是终点。

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说实话，我对这类技术书籍的阅读体验通常比较挑剔，因为很多教材总是把概念讲得过于晦涩，或者在推导过程中跳步太多，让人摸不着头脑。但这本书在处理基础概念时，展现出一种罕见的耐心和条理性。我印象最深的是关于电磁兼容性（EMC）那一章，它并没有简单地罗列标准，而是深入剖析了串扰和辐射产生机理，并辅以PCB布局上的具体“避雷”策略。例如，它详细区分了共模抑制和差模抑制在滤波设计中的应用场景，这一点在很多入门读物中是缺失的。唯一的遗憾是，在数字逻辑部分，对FPGA或CPLD等可编程器件的介绍篇幅过短，更像是一个蜻蜓点水的介绍，没有深入到硬件描述语言（如VHDL或Verilog）的实际应用层面。对于想要跨界到嵌入式系统或者数字信号处理的读者来说，这部分内容略显单薄，需要后续补充更专业的数字系统设计书籍。尽管如此，它在模拟电路和电力电子基础知识的构建上，无疑是做到了精益求精。

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拿起这本书，我立刻被它清晰的排版和丰富的图表所吸引。它的语言风格非常平实，不像某些教科书那样充满晦涩的术语堆砌，更像是经验丰富的老师在循循善诱。我特别欣赏它处理复杂概念时采用的类比手法。例如，解释互感时，它用了水泵与水管系统的类比，瞬间让抽象的耦合关系变得直观起来。在学习无线电基础知识时，它对天线辐射模式的解析图非常直观，帮助我快速区分了全向天线和定向天线的适用环境。这本书的实用性体现在它对故障排除步骤的描述上，即便是初级故障，它也给出了系统性的检查流程，避免了新手盲目乱试带来的危险。不过，在我看来，这本书的视角似乎更偏向于传统强电领域，对于微电子制造工艺的引入略显不足。例如，提到半导体器件时，缺乏对先进的FinFET结构或者SiC/GaN材料特性的讨论，这对于理解当代高性能电子系统的极限性能有所限制。它是一本优秀的基石，但要走向高精尖，还需要其他资料的补充。

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