多维气体动力学基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:单鹏

出品人:

页数:173

译者:

出版时间:2008-6

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787811240993

丛书系列:

图书标签:

• 流体力学
• 气体动力学
• 多维流动
• 计算流体力学
• 数值方法
• 物理学
• 工程
• 空气动力学
• 传热
• 燃烧
• 稀疏气体动力学

好的，这是一份为您的图书《多维气体动力学基础》量身定制的、内容详尽且不涉及原书内容的图书简介。 --- 图书名称：多维气体动力学基础 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且具有实践指导意义的非传统气体动力学理论框架。我们聚焦于超越经典一维和简单二维模型限制的复杂系统行为，探讨在更高维度空间内，气体分子运动、能量传输和宏观性质演变所呈现出的独特规律。本书内容结构严谨，逻辑清晰，从基本假设出发，逐步深入到前沿的理论构建与计算方法。 第一部分：基础概念的重塑与高维几何 本部分着重于对传统气体动力学基本概念在高维空间中的重新审视与定义。我们首先回顾了相空间（Phase Space）和构型空间（Configuration Space）在高维扩展下的几何特征。经典统计物理学中对分子运动的描述，在三维以上空间中，其统计采样的复杂性呈指数级增长，本书对此进行了深入的分析。 我们详细阐述了分子运动的“随机游走”在高维环境下的拓扑结构变化，引入了“高维稀疏性”的概念，解释了为什么在大量自由度下，某些宏观量反而会展现出异常的稳定性或极端的波动性。特别地，我们构建了一种适应于 $N>3$ 维度的“有效截面”模型，用以替代传统上用于低维系统的碰撞截面概念，该模型充分考虑了多重空间接触的概率。 此外，本书在基础部分引入了关于“维度灾难”（Curse of Dimensionality）在气体动力学中的体现。我们不仅仅停留在数学上的描述，更探讨了在实际物理系统中，如何通过有效的降维（Effective Dimensionality Reduction）或正则化方法来处理这些高维问题，为后续的复杂建模奠定基础。 第二部分：高维输运现象与非平衡态统计 输运现象是理解气体宏观行为的关键。在多维气体系统中，动量、能量和组分的输运过程不再是简单的各向同性扩散。本部分的核心在于分析高维空间中各向异性的输运张量。 我们构建了基于玻尔兹曼方程的高维张量形式。该形式将速度空间和位置空间同时视为多维场，使得方程的求解不再依赖于球谐函数展开的简化，而是引入了更精细的球谐函数与球面谐波函数（Spherical Harmonics）的混合展开。我们详细推导了在高维背景下，粘滞系数、热导率和扩散系数如何成为依赖于系统边界条件和内部几何结构的高阶张量。 非平衡态统计是本领域的另一大挑战。本书专门开辟章节讨论了非均匀多维气体的弛豫过程。我们运用了非平衡格林函数方法（Non-Equilibrium Green's Functions, NEGF）的变分近似，来描述分子间碰撞和边界反射对系统能量谱的影响。通过引入“多重关联函数”，我们量化了在非平衡状态下，相邻粒子之间在不同维度上的相互影响，这对于理解快速压缩或极端剪切流动中的气体行为至关重要。 第三部分：多尺度耦合与界面动力学 在许多实际工程和自然现象中，气体动力学往往与其他物理过程（如电磁场、化学反应、或固体结构变形）耦合在一起。本书侧重于这种耦合在高维系统中的复杂性。 我们重点研究了多尺度耦合问题。当特征长度尺度跨越纳米到宏观范围时，传统的连续介质假设失效。本书引入了“混合方法”（Hybrid Methods），结合了分子动力学（MD）模拟和高维流体动力学模型的耦合框架。具体而言，我们探讨了如何在不同尺度的界面处，定义一个“过渡区模型”，该模型利用高维概率密度函数来桥接微观动力学和宏观平均值。 对于界面动力学，特别是当气体与复杂、非光滑或具有内部孔隙率的固体界面接触时，反射和吸收机制变得极其复杂。我们提出了基于拓扑数据分析（Topological Data Analysis, TDA）的界面表征方法，将复杂的表面几何结构转化为可用于气体撞击积分的几何参数，从而更准确地预测能量交换率和切向动量传递。 第四部分：数值方法与计算挑战 多维气体动力学方程通常是高度非线性和高维积分方程，解析解极其罕见。因此，高效且准确的数值求解方法是理论应用的关键。 本部分详细介绍了高维蒙特卡洛方法（High-Dimensional Monte Carlo, HD-MC）的改进版本。我们不再采用简单的随机抽样，而是引入了准蒙特卡洛（Quasi-Monte Carlo）和基于信息几何的自适应采样技术，以应对高维相空间中的稀疏信息点。 此外，本书还深入探讨了张量网络方法（Tensor Network Methods）在气体动力学中的潜力。通过将高维速度分布函数分解为一系列低秩张量，我们可以显著降低计算复杂度，特别是在处理具有大量自由度的内部激发（如分子振动或旋转）时，该方法展现出优于传统谱方法的效率。我们提供了详细的算法流程和计算实例，演示了如何使用这些先进的数值技术来模拟跨声速或高稀疏度条件下的多维气体流动。 总结 《多维气体动力学基础》是一部面向高年级本科生、研究生以及专业研究人员的进阶参考书。它不仅梳理了经典理论的局限性，更提供了一整套处理和理解复杂、高维气体系统行为的现代工具箱。本书强调理论的严谨性与计算的可行性相结合，旨在推动读者在湍流、稀薄气体、航天动力学以及微纳尺度流动等前沿领域的研究。

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这本书的封面设计很有吸引力，纯净的白色背景上，几个流动的、抽象的彩色线条勾勒出一个似乎在不断变化的立体空间，给人一种深邃而神秘的感觉。当我翻开第一页，迎接我的是一股淡淡的纸墨香，这种久违的触感仿佛把我拉回了那个沉浸在书本世界的纯粹年代。尽管书名《多维气体动力学基础》听起来有些专业和晦涩，但内页的排版却十分清晰，大量的公式和图表穿插其中，并没有让我感到压抑。我尤其注意到书中对一些基本概念的引入方式，作者似乎有意地将复杂的理论拆解成更易于理解的片段，通过循序渐进的方式引导读者进入这个知识领域。其中一段关于“分子碰撞”的描述，配以精美的插画，让我这个对物理学本就有些模糊的读者，也能大致想象出微观粒子间能量传递的画面，这一点非常令人称赞。而且，我发现书中并没有一上来就抛出大量高深的数学推导，而是先从一些宏观的现象入手，例如风的形成、气体的膨胀等等，然后逐步深入到微观层面，这让我在初读时就能感受到气体动力学在现实生活中的应用，从而激发了我的学习兴趣。我迫不及待地想知道，这些看似简单的现象背后，究竟隐藏着怎样的数学规律和物理原理，这本书能否真正揭开多维空间下气体运动的奥秘，这一点让我充满期待。

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《多维气体动力学基础》这本书的封面上，一个由无数细小粒子组成的漩涡，向外散发出耀眼的光芒，预示着这是一本充满能量与活力的学术著作。书中对“纳维-斯托克斯方程”的推导，是我阅读的重点，作者用一种非常有逻辑的方式，一步步地构建了这个描述流体运动最基本的方程。我特别欣赏书中对“湍流模型”的深入探讨，作者不仅介绍了RANS、LES等主流模型，还分析了它们在不同应用场景下的适用性。这对于我理解复杂工程问题中的流体行为非常有帮助。我好奇，当我们将纳维-斯托克斯方程推广到多维空间时，它又会呈现出怎样更加精妙和复杂的形态，以及在这种多维流体动力学框架下，我们是否能够更准确地模拟和预测那些目前尚无法完全理解的宇宙现象，例如黑洞周围的吸积盘，或者星系形成的早期阶段，这本书是否能为我提供这样的理论基础。

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当我第一次翻开《多维气体动力学基础》这本书，我被其丰富的参考文献和严谨的学术风格所震撼。这并非一本轻松的读物，但对于那些渴望深入理解气体动力学原理的读者来说，它无疑是一本宝藏。书中对“热力学平衡”和“非平衡态”的区分，以及它们在气体动力学中所扮演的不同角色，进行了深入的探讨。作者在解释一些复杂概念时，常常会引用大量的历史文献和经典实验，这不仅增添了知识的可信度，也让我得以追溯气体动力学发展的脉络。我尤其欣赏书中对“熵”这个概念的阐述，作者用多种不同的角度去解读熵的物理意义，并解释了它如何与能量的耗散和系统的演化过程紧密相关。这让我对宇宙的无序化趋势有了更深刻的理解。我非常想知道，在多维空间中，熵的概念是否会因为维度增加而变得更加复杂，或者催生出全新的热力学定律，这本书能否为我揭示这些潜在的奥秘。

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拿到《多维气体动力学基础》这本书，我首先被其沉甸甸的质感所吸引，厚实的纸张和精良的装订都透露出一种严谨的学术气息。然而，当我深入阅读时，我发现这本书并没有我想象中那么难以接近。作者在开篇就用一种非常人性化的方式，解释了为何需要研究“多维”气体动力学，它与我们熟悉的“三维”气体动力学有何本质区别，以及它在解决现实世界中哪些更复杂的问题时具有独特优势。这种宏观层面的铺垫，为我理解后续的专业内容打下了坚实的基础。我特别喜欢书中对“统计力学”与“流体力学”联系的阐述，作者并没有将这两个领域割裂开来，而是巧妙地展示了它们是如何相互渗透、相互补充的，从而共同构成了气体动力学的宏大体系。书中大量的插图和模型，将抽象的数学公式转化为可视化的图像，让我更容易理解那些复杂的物理过程。例如，在描述“激波”的产生和传播时，作者通过不同时间点的速度场和压力场示意图，清晰地展示了激波的形成过程，这比单纯的公式推导要直观得多。我非常想知道，在多维空间下，这些激波又会呈现出怎样更为奇异和复杂的形态，以及它们对物质的能量传递和物质形态产生何种影响。

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初次接触《多维气体动力学基础》这本书，我脑海中浮现的第一个画面是实验室里那些闪烁着科学光芒的仪器，以及那些严谨的科学家们。然而，当我真正开始阅读后，我发现作者并非一味地罗列枯燥的理论，而是试图用一种更具启发性的方式来展现气体动力学的魅力。书中的案例分析部分给我留下了深刻的印象，作者选取了几个具有代表性的实际场景，比如飞行器的设计、天气预报的原理，甚至是宇宙星系的形成，然后详细解释了气体动力学在其中扮演的关键角色。这不仅仅是理论的堆砌，更是理论与实践的完美结合，让我能够清晰地看到这些抽象的概念是如何在现实世界中发挥巨大作用的。特别是关于“跨音速流动”的章节，书中通过一系列图示和实例，生动地展现了当气体速度接近或超过声速时所产生的复杂现象，这对于我理解超音速飞行器的工作原理非常有帮助。此外，书中还提到了“稀薄气体动力学”的概念，作者用非常形象的比喻，将看似遥不可及的真空环境下的气体运动描绘得栩栩如生，让我得以窥探宇宙深处的奥秘。我非常好奇，这本书在多维空间的设定下，如何处理这些在三维空间中已经足够复杂的物理过程，是否会有全新的理论框架和计算方法出现，这让我对后续内容的探索充满渴望。

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《多维气体动力学基础》这本书的封面设计极具艺术感，墨绿色的背景上，用金色勾勒出复杂的流体纹理，仿佛宇宙中最深邃的能量在其中涌动。阅读这本书的过程，就像是跟随一位经验丰富的向导，穿越一个充满未知与惊喜的科学迷宫。我特别被书中关于“冯·卡门涡街”的章节所吸引，作者详细地解析了流体在绕过障碍物时产生的周期性涡旋结构，并给出了详细的计算方法。这让我明白了为什么在很多自然现象中，都能观察到类似的涡旋现象。而且，书中还提到了“湍流”这个难以捉摸的现象，作者用一种极具启发性的方式，介绍了几种主要的湍流理论，并分析了它们各自的优缺点。我对此非常着迷，因为湍流的研究一直是流体力学领域的一个重大挑战。我好奇，在多维空间下，这种由“混沌”产生的涡旋结构是否会以更令人难以置信的方式展现，例如形成跨越多个维度的“多维涡旋”，这本书是否能为我打开这扇通往未知领域的大门。

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《多维气体动力学基础》这本书给我的第一印象是它的“密度”。我并非指纸张的物理密度，而是指其内容所蕴含的信息量。每一页都密密麻麻地布满了公式、图表和文字，仿佛一个知识的宝库。但我并没有因此感到畏惧，反而觉得这是一种踏实的感觉，仿佛作者在尽力将他所掌握的知识毫无保留地倾注其中。书中对“相空间”和“相流”的介绍，让我对气体分子的运动有了全新的认识。作者通过生动的比喻，将抽象的相空间描绘成一个充满无限可能的世界，而气体分子的运动则是在这个世界中不断演化的轨迹。我特别注意到，书中在引入“守恒律”时，并非直接给出公式，而是从物理直觉出发，解释了为何能量、质量和动量在气体运动过程中会得到守恒。这一点对于我理解这些基本物理定律的深层含义至关重要。我很好奇，当气体运动的空间维度增加时，这些守恒律是否会发生变化，或者以何种形式在多维空间中得到体现。这本书的严谨性和深度，让我对气体动力学这个领域产生了更浓厚的兴趣。

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这本书的扉页上镌刻着一句引人深思的话：“宇宙的本质，隐藏在流动的气体之中。”这句话立刻激发了我对《多维气体动力学基础》的强烈好奇心。阅读过程中，我发现作者并没有刻意回避数学的严谨性，但同时又努力用通俗易懂的语言来解释那些复杂的公式。书中对“连续介质假设”的深入探讨，让我理解了为何我们可以将微观的气体分子行为，用宏观的连续流体来描述。我特别注意到，在处理“边界条件”时，作者给出了多种不同的情景和相应的处理方法，这对于解决实际工程问题至关重要。例如，在模拟火箭发动机内部的气体流动时，就需要考虑喷管壁面的边界条件，书中对此进行了详细的分析。我很好奇，当气体运动的空间维度增加时，这些边界条件又会变得如何复杂，又会出现哪些全新的边界处理方式，这本书能否为我提供更深层次的见解。

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拿起《多维气体动力学基础》这本书，我仿佛踏上了一段探索宇宙深层奥秘的旅程。作者用极其精炼的语言，将那些艰深晦涩的理论一一展开。书中对“流函数”和“势流”的讲解，让我对无旋、不可压缩流体的运动有了更清晰的认识。我特别欣赏书中对“声速”的推导过程，作者一步步地引导读者理解声音如何在介质中传播，以及声速与介质性质的关系。这对于理解许多空气动力学现象至关重要。而且，书中还提到了“激波管”的实验装置，详细介绍了如何利用激波管来产生和研究激波，这让我对理论知识有了更直观的理解。我非常想知道，在多维空间下，声波的传播是否会呈现出更复杂的模式，甚至形成“跨维度声波”之类的概念，这本书能否为我揭示这些令人遐想的未知领域。

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《多维气体动力学基础》这本书的纸张触感非常舒适，页面的排版也简洁大方，给人一种宁静致远的阅读体验。作者在开篇就为我们描绘了一个宏大的图景：从宇宙的诞生到生命体的呼吸，气体动力学无处不在。我尤其喜欢书中关于“量子气体动力学”的初步介绍，它将量子力学的奇妙原理与气体动力学相结合，打开了我对微观粒子世界新的认知。书中通过对“玻色-爱因斯坦凝聚”等现象的描述，让我得以一窥在极端低温下，气体行为的奇异之处。我好奇，当我们将这种量子效应与多维空间相结合时，又会产生怎样令人惊叹的物理现象。这本书让我意识到，气体动力学不仅仅是一门研究气体运动的学科，它更是连接宏观世界与微观世界的桥梁，是理解宇宙运行规律的钥匙。

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