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出版者:清华大学出版社

作者:[英]O.C.Zienkiew

出品人:

页数:285

译者:符松

出版时间:2008-10

价格:38.00元

装帧:平装

isbn号码:9787302167211

丛书系列:有限元方法

图书标签:

• 有限元
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• 计算力学
• 结构力学
• 偏微分方程
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流动之魅：从牛顿到纳维-斯托克斯的物理世界 本书将带您踏上一段穿越物理学发展史的奇妙旅程，从牛顿奠定的经典力学基石，一路探索至描述复杂流体运动的纳维-斯托克斯方程。我们将深入理解这些核心概念如何深刻地影响我们对宇宙的认知，以及它们在现实世界中无处不在的应用。 第一部分：经典力学之基石——牛顿的宇宙 我们的旅程始于艾萨克·牛顿所构建的宏伟力学体系。您将深入了解牛顿三大运动定律的精髓，理解力、质量和加速度之间的深刻联系，以及它们如何解释从苹果落地到行星运转的各种宏观现象。我们将探讨牛顿万有引力定律的普适性，它如何统一了天上和地下的运动规律，并由此引申出天体力学的一些基本概念，如轨道运动、潮汐现象以及行星的稳定性。 惯性、加速度与力的相互作用： 详细解析牛顿第一、第二、第三定律的物理意义和数学表达，通过具体的实例（如运动中的物体、碰撞等）来阐述这些定律的应用。我们将探讨动量守恒定律作为牛顿第二定律的另一种重要表述形式，理解它在解决复杂动力学问题时的强大威力。 万有引力：宇宙的纽带： 深入剖析万有引力定律，不仅仅是公式的介绍，更会追溯其发现的历史背景，以及它对人类认识宇宙产生的革命性影响。我们将探讨引力势能的概念，并初步触及引力场的思想，为后续更复杂的物理模型打下基础。 功、能与机械能守恒： 引入能量的概念，阐述功是如何改变物体能量的，并详细介绍动能和势能。我们将重点讲解机械能守恒定律，并通过多种多样的物理场景，如弹簧振子、自由落体、斜面运动等，展示这一原理的普适性和重要性。 刚体动力学入门： 在点粒子模型的基础上，我们还会初步涉足刚体运动的概念，理解角动量和力矩的概念，并介绍一些基本的刚体运动定律，为理解更复杂的物理系统做好铺垫。 第二部分：流体世界的奥秘——从伯努利到纳维-斯托克斯 随着我们对经典力学的理解日益加深，我们将目光转向更为复杂且迷人的物理领域：流体运动。我们将从丹尼尔·伯努利提出的伯努利方程入手，理解在理想流体流动中，压力、速度和高度之间的精妙平衡。这不仅能够解释生活中许多看似寻常的现象，如屋顶被风掀翻、汽车高速行驶时的升力，更能为理解更复杂的流体行为提供重要的理论基础。 伯努利方程：流体运动的和谐乐章： 详细推导伯努利方程，并深入探讨其适用条件（如理想流体、稳定流动等）。我们将通过丰富的实例，如喷雾器的工作原理、飞机机翼的升力产生机制、管道中的水流速度变化等，生动地展示伯努利方程的实际应用。 粘性流体的复杂性： 理想流体模型只是一个起点。我们将引入粘性的概念，解释流体内部摩擦力如何影响其运动。我们将探讨层流和湍流的区别，以及导致流动状态转变的因素。 纳维-斯托克斯方程：流体动力学的核心： 这是我们旅程的高潮。我们将揭示纳维-斯托克斯方程的由来和重要性，理解它如何统一描述了粘性、不可压缩（或可压缩）流体的运动。虽然方程本身极其复杂，我们不会深入到具体的求解算法，但会侧重于理解方程所蕴含的物理意义，它如何反映了质量守恒、动量守恒以及牛顿第二定律在流体中的体现。 理解纳维-斯托克斯方程的物理内涵： 我们将分解方程的各个项，解释它们各自代表的物理量，如惯性力、压力梯度力、粘性力等。我们将讨论这些力如何在流体中相互作用，从而驱动流体的运动。 流体行为的宏观预测： 尽管纳维-斯托克斯方程的解析解非常困难，我们将探讨它在宏观层面上如何帮助我们理解和预测各种复杂的流体现象，例如天气预报中的大气流动、海洋中的洋流、管道中的液体输送，以及工程设计中面临的空气动力学和水动力学问题。 第三部分：应用与展望——物理学的力量 在掌握了牛顿力学和流体动力学的基本原理后，我们将目光转向它们在各个领域的广泛应用。从工程设计到天气预报，从生物医学到宇宙探索，这些物理学知识都是理解和解决现实世界问题的基石。我们将探讨数值模拟在现代科学研究中的作用，以及它们如何帮助我们应对那些无法通过解析方法解决的复杂问题，从而展望物理学在未来的发展方向。 工程应用中的力学与流体力学： 桥梁、建筑、汽车、飞机等工程设计的核心都离不开力学原理。我们将展示如何运用牛顿定律来分析结构的受力情况，保证其稳定性。在流体力学方面，我们将探讨如何利用伯努利方程和纳维-斯托克斯方程的原理来优化空气动力学设计，减少阻力，提高效率。 天气预报与气候模型： 大气层本质上是一个巨大的流体系统。我们将解释天气预报模型如何利用纳维-斯托克斯方程来模拟大气的流动，预测温度、湿度、风速等气象要素的变化。同时，我们也会简要提及气候变化研究中对长期流体动力学过程的分析。 生物医学中的流体动力学： 血液循环、呼吸系统、声带发声等生命现象都涉及流体动力学。我们将探讨心血管系统的压力和流量关系，以及呼吸时空气的流动。 数值模拟的强大力量： 认识到许多复杂的物理问题难以获得精确的解析解，我们将引入数值模拟的概念。虽然不涉及具体的算法细节，但会强调数值方法如何通过离散化方程、逼近解来模拟复杂的物理过程，例如湍流的模拟、复杂结构周围的流场分析等。 物理学的前沿与未来： 最后，我们将对物理学的发展进行展望，讨论当前的研究热点，如量子力学与广义相对论的统一、新型材料的开发、人工智能在科学研究中的应用等，激励读者继续探索物理学的无限魅力。 本书旨在构建一个逻辑清晰、内容详实的物理学知识体系，强调从基本原理到实际应用的过渡，让读者能够深刻理解并欣赏物理学在解释和改造我们所处世界中的强大力量。

评分☆☆☆☆☆

读此书，需要一定的CFD和FEM功底。此书主要介绍FEM求解CFD的若干发展。如果有初学者想只通过此书一步一步学习编程求解CFD，基本不可能。所以，需要参考其它的书籍，了解基本的步骤，然后再来看此书。 我最先收集的FEM-CFD书籍，就是这本。冲着监凯维奇的名字，还有第6版的印刷...

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格我非常喜欢，它有一种古典的严谨感，但又不失现代学术的活力。语言精炼，用词精准，几乎没有冗余的赘述。特别是在处理那些需要精微区分概念的段落时，作者的措辞总是那么到位，让人感到思想的碰撞和清晰的洞察。虽然主题宏大且技术性强，但阅读起来却有一种沉浸式的享受。尤其是在介绍不同类型的单元和边界条件时，作者巧妙地运用了类比和对比的手法，使得抽象的概念获得了具体的形态。我尤其欣赏其对历史背景和发展脉络的梳理，这使得读者能更好地理解当前方法论的形成过程和局限性，从而避免盲目套用。这本书的专业性毋庸置疑，但更难得的是它所蕴含的学术人文精神，它教导我们不仅仅是如何计算，更是如何思考计算的合理性与局限性，这种深层次的引导，对于一个学术工作者而言，是极其宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我最初对这样一本看起来很“硬核”的教材抱持着一种敬而远之的态度，担心内容过于艰深，难以消化。然而，这本书在内容组织上的精心安排，彻底打消了我的疑虑。作者似乎为不同层次的读者都设计了阅读路径。对于初学者，前几章的引论部分提供了足够的铺垫，保证了基础概念的稳固。而对于有一定基础的研究人员，后半部分关于高级算法和并行计算的探讨，则提供了前沿的参考价值。我特别关注了其中关于误差分析的部分，作者没有采取简单化的处理，而是非常细致地讨论了截断误差和舍入误差在实际计算中的相互作用，并且提供了实用的误差估计方法。这种面面俱到的处理方式，使得这本书的参考价值极高，它既可以作为本科高年级或研究生阶段的教材，也可以作为资深工程师的进阶读物。每读完一个小节，都有种“原来如此”的豁然开朗之感，非常充实。

评分☆☆☆☆☆

从排版和印刷质量上看，这本书无疑是精品。纸张的质地优良，即使长时间阅读也不会感到视觉疲劳。更值得称道的是其索引和术语表的设计，组织得极其清晰、查找方便。在学术著作中，高效的检索机制往往能极大地提升使用体验，这本书在这方面做得非常出色，几乎可以媲美专业字典的检索效率。此外，书中许多关键公式都采用了标准的数学符号系统，保证了国际间的通用性和准确性。虽然我阅读的重点在于其理论推导的严谨性，但不可否认，一本优秀的工具书，其物理形态上的舒适度也至关重要。这本书在细节上的打磨，体现了出版方对学术成果的尊重，也让读者在沉浸于知识海洋的同时，享受到愉悦的阅读过程。可以说，这是一部集知识的深度、逻辑的清晰与制作的精美于一身的典范之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实引人注目，封面采用了沉稳的深蓝色调，配以烫金的字体，散发着一种严谨而专业的学术气息。初次翻阅时，我便被它清晰的排版和清晰的图示所吸引。虽然我并非科班出身，对这个领域只是略有涉猎，但作者似乎深谙如何将复杂的理论以直观的方式呈现出来。每一个章节的逻辑衔接都非常顺畅，从基础的数学原理娓娓道来，逐步深入到实际的应用案例中。特别是那些图解部分，那些复杂的网格划分过程，通过精细的线条勾勒，变得不再那么令人望而生畏。我特别欣赏作者在概念解释上的耐心，即便是对于初学者来说，也能找到一个稳固的起点，而不是一头扎进晦涩的公式海洋里。整体阅读体验下来，感觉就像是有一位经验丰富且善于言辞的导师在身边，一步步引导你探索未知。这本书的价值不仅在于知识的传授，更在于它所营造出的那种探究真理的氛围，让人忍不住想继续深入下去。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在工程领域摸爬滚打多年的实践者，我寻找一本既能扎实理论基础，又不失工程应用指导意义的参考书已久。这本书在理论深度上的把握恰到好处，它没有仅仅停留在公式的堆砌，而是深入探讨了每一步推导背后的物理意义和数学逻辑，这对于理解方法的本质至关重要。更让我感到惊喜的是，书中穿插了大量的工程实例分析，这些案例的选择非常贴近实际工业生产中的痛点，涵盖了从结构力学到热传导等多个领域。作者在讨论数值稳定性和收敛性时，展现了极高的专业素养，这些往往是教科书容易一带而过，但在实际操作中却决定成败的关键环节。阅读过程中，我多次对照书中的方法论，反思自己以往项目中的不足之处，从中受益匪浅。这本书无疑是一本值得放在手边，随时翻阅查阅的工具书，它提供的不仅仅是方法，更是一种解决复杂工程问题的系统性思维框架。

评分☆☆☆☆☆

书中有些小错误。 没读过第一部，直接看这本竟然不觉得很吃力。 推导特征线伽辽金方法那部分看得挺过瘾的。

评分☆☆☆☆☆

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