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出版者:

作者:杜扬 编

出品人:

页数:339

译者:

出版时间:2008-8

价格:48.00元

装帧:

isbn号码:9787802297036

丛书系列:

图书标签:

• 大学教材
• 流体力学
• 物理学
• 工程学
• 流体动力学
• 流体静力学
• 计算流体力学
• 机械工程
• 水力学
• 传热学
• 工程数学

《万象之流：物理世界的无形脉动》 这是一部关于看不见却无处不在的力量的宏大叙事。它将带领读者潜入物质世界最基本、最活跃的层面，探究那些塑造我们星球、驱动宇宙运行的无形脉动。 翻开本书，你将遇见风，那个拂过山巅、掀起巨浪、承载生命之息的神秘存在。它并非空无一物，而是气体分子以惊人的速度和规律运动的集体表现。你将了解到，为何有些风能够撕裂森林，而有些却温柔得如同低语；探究台风肆虐的背后，是能量如何在巨大的尺度上聚集、释放的壮观过程。我们会追随空气的轨迹，从微观的分子碰撞，到宏观的天气系统，理解风的诞生、演变与消亡，以及它如何决定着我们每一次呼吸，每一次出行。 随后，目光将转向水，生命之源，流动的诗篇。从滴水穿石的韧性，到江河奔腾的气势，水的形态千变万化，其运动的规律也同样复杂而迷人。本书将深入剖析水的内在结构，解释它为何能溶解万物，为何在低温下会膨胀成为冰，又如何在高温下化作无形的蒸汽。你将见证水如何雕刻地貌，如何滋养万物，如何成为地球上生命的血液。从细致的毛细现象，到汹涌的潮汐，再到海洋深处的神秘洋流，我们将一同揭示水运动的物理法则，以及这些法则如何深刻影响着地球的生态和气候。 更进一步，本书将目光投向那些更难以捉摸却同样至关重要的“流体”。你将了解，火焰，那炽热的舞者，也遵循着流动的规律，其喷涌、蔓延与熄灭，都与热量和物质的输运息息相关。我们将探索燃烧的本质，理解火焰如何形成、传播，以及如何通过控制其流动性来驾驭这股强大的能量。 本书还将带领读者进入科学家的实验室，窥探那些隐藏在日常现象背后的精妙原理。你将了解到，飞行器之所以能在空中翱翔，并非依靠魔法，而是对空气动力学的深刻理解。书中的章节将细致阐述机翼的形状如何巧妙地利用气流的压力差产生升力，螺旋桨又如何通过切割空气来提供推力。我们会从数学模型中看到简洁的公式如何描绘出复杂的空气动力学现象，并理解这些原理如何在设计飞机、火箭乃至风力涡轮机中发挥决定性作用。 你还将发现，即使是看似静止的液体，其内部也可能蕴藏着巨大的能量和复杂的动态。本书将探讨液体中的压力分布、浮力原理，以及为何物体会沉浮。从潜水艇的升降，到热气球的飘浮，这些都是对流体静力学原理的生动诠释。我们会深入研究粘滞性，这个决定流体内部摩擦力的重要属性，理解它如何影响流体的流动速度和形态，以及为何蜂蜜比水更难倒出。 更令人着迷的是，本书将触及那些在科学前沿探索的领域。你将了解到，在宇宙深处，恒星内部的核聚变，星际介质的流动，乃至黑洞周围的吸积盘，都与物质在极端条件下的流体行为息息相关。我们会探索等离子体——宇宙中最普遍的物质形态——的奇特属性，以及它在天体物理学和聚变能研究中的重要性。 《万象之流：物理世界的无形脉动》不仅仅是对一系列物理现象的罗列，它更是一次对事物内在联系的深度挖掘。通过引人入胜的语言和深入浅出的解析，本书旨在揭示“流”作为一种普遍的运动和相互作用方式，是如何贯穿微观粒子到宏观宇宙的每一个角落，塑造着我们所见的、所感的一切。无论你是对自然现象充满好奇的学生，还是希望拓展知识边界的探索者，本书都将为你打开一扇通往物理世界最深层奥秘的大门，让你重新认识那些我们习以为常，却又充满无限魅力的“无形脉动”。

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我对这本书在介绍多相流方面的章节，感到非常新奇和兴奋。我之前一直认为流体力学主要研究单一介质的流动，而多相流的出现，让我看到了流体世界更加丰富多彩的一面。作者系统地介绍了气液两相流、气固两相流、液固两相流等不同类型，以及各种两相流动的现象，比如气泡流、环状流、液滴流等。我特别关注了作者在描述两相流相互作用时的模型，例如曳力、相间传热传质等。这些模型对于理解工业生产中的许多现象至关重要，比如化工反应器、锅炉中的传热传质过程。我尝试着去理解不同相之间如何进行能量和质量的交换，以及这些交换如何影响整体的流动行为。我发现，多相流的模拟和分析比单相流更加复杂，因为需要同时考虑不同相的物理性质和相互作用。我通过作者提供的例子，例如管道中的泥石流、大气中的雨滴形成等，来加深对这些概念的理解。我感觉，这本书为我打开了一个新的视角，让我对流体力学的研究范畴有了更广泛的认识。

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这本书对开源流体力学（CFD）的介绍，让我看到了理论与实践结合的巨大潜力。我之前对CFD的认识仅限于“计算机模拟”，但这本书的讲解让我明白，CFD背后有着深厚的数学和物理基础。作者介绍了有限差分法、有限体积法等数值求解方法，以及离散化、求解器、后处理等基本流程。理解这些数值方法，对于将物理方程转化为计算机可以执行的计算过程至关重要。我尝试着去理解如何将偏微分方程转化为代数方程，以及各种离散化格式对数值解的精度和稳定性的影响。特别是作者提到的一些关于网格划分、边界条件设置的技巧，对我来说非常有启发。虽然书中没有提供具体的编程代码，但通过对CFD原理的介绍，我能够对这种技术有一个初步的认识。我感觉，如果能将书中的理论知识与实际的CFD软件操作结合起来，将会对流体力学的学习起到事半功倍的效果。我对自己未来的学习方向有了更清晰的规划，也对CFD技术在航空航天、汽车工程等领域的应用有了更深刻的认识。

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这本书在“相似性原理”的论述上，给我留下了深刻的印象。我一直觉得，实验研究和理论计算之间似乎存在着一条难以逾越的鸿沟，而相似性原理就像一座桥梁，将它们紧密地联系在一起。作者详细介绍了如何通过选择合适的相似准则，将复杂的原型问题简化为可以进行模型试验的缩尺模型。我尝试着去理解相似准则的推导过程，以及它们是如何反映流体运动的物理规律的。特别是当作者在讲解雷诺数、傅汝德数、马赫数等无量纲参数时，我更加清晰地认识到它们在不同流动现象中的重要性。我明白了，为什么在进行飞机模型试验时，需要保证模型和原型具有相同的雷诺数，以及为什么船舶模型试验时，傅汝德数起着关键作用。这本书让我看到了，即使面对无法直接研究的宏大或微小对象，我们也可以通过巧妙的相似性设计，来获得有价值的科学信息。这对于我理解工程设计和实验科学的联系，具有非常重要的启发意义。

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读到关于“湍流”的章节时，我感到前所未有的震撼。之前我认为湍流就是混乱的、不可预测的流动，但这本书让我认识到，即使是混乱的流动，也可能存在着某种统计规律。作者详细介绍了湍流的统计特性，例如平均速度、脉动速度、涡结构等，以及湍流模型，如雷诺应力模型、涡黏度模型等。我尝试去理解这些模型是如何描述湍流的平均效应，以及它们在工程应用中的局限性。我特别关注了作者在讲解湍流尺度和能量级串时的描述，这让我对湍流的复杂结构有了初步的认识。我感觉，湍流是流体力学中一个非常难以精确描述的现象，即使是最先进的数值模拟技术，也需要依赖各种模型来近似计算。虽然我暂时还无法完全理解湍流的本质，但通过这本书的介绍，我认识到了研究湍流的重要性，以及科学家们为解决这个问题所做的努力。我希望未来能够进一步深入学习湍流理论，并了解它在天气预报、海洋环流等方面的应用。

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终于下定决心开始啃这本《流体力学》，刚翻开目录的时候，心里咯噔一下，各种定理、方程、概念像一座座高耸的山峰，让人望而却步。然而，好奇心和对未知领域的渴望终究战胜了恐惧。我本身是物理学专业出身，对数学和基础理论有一定基础，但流体力学这门课，总感觉像是高阶数学和物理知识的集大成者，又夹杂着很多实验现象和工程应用，想要完全吃透，绝非易事。我尝试着从第一章的静流体压强开始，作者用相对通俗的语言解释了压强的定义、方向以及在液体中的传递规律，还举了潜水艇、大坝等生活中的例子，这让我在一开始就建立了一种联系感，感觉不再是孤立地学习抽象的概念。随后，帕斯卡定律、阿基米德原理也一一展开，虽然理论性很强，但结合实例的讲解，让我对浮力、以及物体在液体中的受力有了更清晰的认知。我特别喜欢作者在讲解中穿插的一些历史典故，比如阿基米德发现浮力原理时的故事，这让冰冷的理论背后有了人性的温度，也更容易让人记住。当然，仅仅是静流体部分，就已经花费了我不少时间和精力去理解和消化，特别是涉及到积分和微分的推导，我需要反复阅读，对照课后习题，才能勉强跟上作者的思路。我对后续内容充满期待，但也隐隐感到一丝压力，因为我知道，这仅仅是流体力学这座大厦的基石。

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这本书在对粘性流体的介绍上，确实让我大开眼界。刚开始接触“粘性”这个概念时，我以为就是简单的摩擦力，但深入学习后才发现，它远比我想象的要复杂得多。作者详细阐述了粘度、牛顿流体和非牛顿流体之间的区别，以及粘性力在层流和湍流中的作用。纳维-斯托克斯方程的出现，无疑是这本书的高潮之一，也是我学习过程中最感到挑战的部分。这个方程组的复杂性，以及它所描述的流体运动的动力学行为，让我在短时间内很难完全领会其精髓。我尝试着去理解方程中各项的物理意义，比如惯性力、压力梯度、粘性力以及外力，但它们之间的相互作用以及如何通过数学推导来求解，对我来说仍然是一个巨大的难题。作者在讲解方程时，也引用了一些经典的流动问题，例如圆管中的层流和边界层的概念。我对边界层的概念印象尤为深刻，它解释了为什么流体在紧贴物体表面流动时，速度会从零逐渐增加到自由流速度，以及边界层分离的概念对空气动力学和水动力学的重要性。我花了很多时间去琢磨这些概念，并试图通过一些简化的模型来理解。虽然纳维-斯托克斯方程本身很难解，但它为我们理解各种复杂的流体现象提供了一个理论框架，这是非常宝贵的。我感觉自己还在入门阶段，距离真正掌握它还有很长的路要走。

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这本书在讨论边界层理论的深度上，让我对“微小”和“宏观”之间的联系有了更深的理解。我之前也接触过边界层的概念，但这本书的讲解更加系统和深入。作者详细阐述了普朗特边界层理论的提出过程，以及它如何将 Navier-Stokes 方程进行简化，从而能够处理高雷诺数流动。我认真研读了层流边界层和湍流边界层的区别，以及它们在流动阻力、传热等方面的重要性。特别是关于边界层分离的讲解，让我明白了为什么飞机机翼会失速，以及如何通过设计来避免这种情况。作者还引入了相似性原理和无量纲参数，例如雷诺数、普朗特数等，来表征流体的相似性，这对于模型试验和工程放大具有重要的指导意义。我感觉，边界层理论就像一把钥匙，解锁了许多看似复杂但背后有着统一规律的流体现象。虽然一些数学推导仍然需要时间去消化，但我已经能够初步理解边界层理论在航空航天、汽车设计等领域的广泛应用。

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我对这本书关于“空化现象”的讨论，感到既惊叹又有些后怕。空化，简单来说就是液体在低压区域形成气泡，然后在高压区域溃灭的过程。作者通过生动的图例和实际案例，展现了空化现象对叶轮机械、螺旋桨等造成的严重损害。我尝试着去理解空化产生的机理，以及它与液体压力、饱和蒸汽压之间的关系。特别是当作者在讲解空化溃灭时产生的冲击波和高温，让我对这种现象的破坏力有了更直观的认识。我学习了如何通过控制压力、温度以及流速来抑制或避免空化现象的发生。我发现，流体力学的研究不仅仅是理论上的推演，更是与实际工程中的问题紧密相连，解决实际问题往往需要对复杂的物理现象有深刻的理解。这本书让我对高科技设备的设计和运行有了更深层次的认识，也让我意识到，即使是很微小的物理现象，也可能对宏观的工程产生巨大的影响。

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随着章节的深入，我对这本书的理解也逐渐加深。作者在讨论可压缩流体时，将我带入了一个全新的领域。之前我接触到的流体大部分都是不可压缩的，而可压缩流体，特别是与声速相关的流动，让我认识到流体运动的复杂性远超我的想象。马赫数、等熵流动、激波等概念，对我来说是全新的。我尝试理解马赫数如何表征流体速度与声速的比例，以及它对流体行为的影响。特别是在超音速流动方面，作者通过对喷管流动的分析，解释了超音速气流的形成和加速过程，以及激波的产生和传播。我对着这些概念感到既着迷又困惑，尤其是激波的非连续性以及它对流体性质的剧烈改变，这在我的认知中是颠覆性的。我仔细阅读了相关章节，试图通过作者提供的图示和计算例子来理解这些现象。我发现，在可压缩流动领域，很多物理量的变化都与热力学联系紧密，例如绝热过程、等熵过程等，这让我需要同时运用流体力学和热力学的知识来分析问题。对于我这样的读者来说，要完全理解这些复杂的物理过程，需要反复琢磨，并且可能需要借助更专业的软件来模拟和验证。

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读完关于“表面张力与毛细现象”的章节，我才真正意识到，原来流体力学也能够解释生活中如此细微而普遍的现象。作者用清晰的语言描述了表面张力的概念，以及它为什么会使得液体表面表现得像一张有弹性的膜。我尝试着去理解，液体分子之间相互作用力在液体表面的不平衡，是如何产生表面张力的。随后，作者深入讲解了毛细现象，比如水在细管中上升、植物吸收水分等。我认真研究了杨-拉普拉斯方程，以及它如何描述弯曲液体表面的压强差。我发现，表面张力和重力之间的平衡，决定了液体在细管中上升的高度。我特别喜欢作者在讲解时，将这些理论与生活中的例子相结合，例如水彩画中颜料在纸上的扩散、洗涤剂的作用等。这些具体的例子，让抽象的理论变得鲜活起来，也让我对流体力学的应用范围有了更广泛的认识。我感觉，这本书不仅仅是教会我理论知识，更是引导我用一种新的眼光去观察和理解我们周围的世界。

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最后学着学着就是套公式了。

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