具体描述
我国第一位女流体力学家－陆士嘉教授逝世二十年祭
好的，这是一份关于一本名为《流体力学家陆士嘉》的图书的详细简介。请注意，这份简介将完全聚焦于该书的实际内容，详细阐述其核心主题、结构、主要论点以及对读者的价值。 --- 《流体力学家陆士嘉》图书简介 主题聚焦：现代流体力学先驱的理论构建与工程实践 《流体力学家陆士嘉》并非一部传记作品，而是一部深度聚焦于中国现代流体力学学科奠基人之一——陆士嘉教授（1912-1987）所开创和发展的核心学术思想与理论体系的专业著作。本书旨在全面梳理和系统阐述陆士嘉先生在理论流体力学、气体动力学以及工程湍流研究领域所取得的里程碑式成就，并将其置于二十世纪全球流体力学发展的宏大历史背景下进行审视。 本书结构严谨，内容涵盖了从基础理论的构建到复杂流动现象的精确描述，力图为专业研究人员和高年级学生提供一部深入理解其学术遗产的权威参考。 第一部分：理论基石——非线性动力学的初步探索 本书的开篇部分，聚焦于陆士嘉早期在流体力学基础理论方面的关键贡献。尤其侧重于他对非线性偏微分方程在描述流体运动中的应用的深刻见解。 1.1 粘性流的边界层理论修正与拓展： 详细介绍了陆士嘉如何对经典Prandtl边界层理论进行精细化处理，尤其是在处理高亚音速和跨音速流动中，边界层与激波相互作用的复杂情况。书中阐述了他提出的一系列新的相似律和近似方法，这些方法极大地提高了对实际工程问题中流动分离和再附着的预测精度。 1.2 涡旋动力学的基础框架： 陆士嘉对三维涡旋的结构及其演化规律表现出极大的兴趣。本节深入剖析了他对非均匀速度场中涡量输运方程的分析，特别是对“涡丝理论”在粘滞介质中推广的数学模型。书中展示了他如何利用能量和动量守恒原理，构建出描述大尺度涡结构稳定性的判据。 1.3 湍流的统计描述与模型构建： 这是本书中最为核心的理论章节之一。陆士嘉很早就认识到直接数值模拟（DNS）的局限性，并致力于发展更具普适性的统计模型。书中详尽解析了他关于湍流脉动速度场的概率密度函数（PDF）的早期研究，以及他如何试图将湍流的能量级串理论与实际工程参数（如雷诺数和剪切应力）相结合，提出了独特的“宏观湍流模型”，强调了湍流的各向异性和非均匀性对平均流场的影响。 第二部分：气体动力学的前沿突破 在二战后至冷战期间，空气动力学的发展成为流体力学研究的热点。本书的第二部分集中阐述了陆士嘉在气体动力学领域，特别是处理高超音速流动和复杂激波结构方面的贡献。 2.1 激波结构的精细化分析： 区别于传统的希尔顿（Hugoniot）关系，本书详细介绍了陆士嘉如何将非平衡态热力学引入到激波内部结构研究中。他提出的模型考虑了气体分子内部振动能的激发和弛豫过程对激波厚度和激波后流场温度分布的影响，这在当时是极具前瞻性的工作。 2.2 跨音速翼型设计中的数学方法： 针对跨音速流动的激波/边界层干扰问题，本书展示了陆士嘉团队采用的迭代解耦方法。他巧妙地将薄翼型理论与激波逃逸条件相结合，发展出一种有效的数值求解框架，使得在计算资源有限的年代，也能对翼型绕流进行较为精确的预测。 2.3 喷流与射流的混合理论： 喷气推进是气体动力学的重要应用领域。本节深入探讨了陆士嘉关于圆柱形或扁平射流与主流相遇时的剪切层发展的理论研究。他引入了“动量交换系数”的概念，用以量化不同雷诺数下射流的有效扩散宽度，为现代火箭和喷气发动机的喷口设计提供了重要的理论依据。 第三部分：工程应用与方法论的传承 本书的最后部分，将理论研究的成果转化到实际工程问题中，并总结了陆士嘉先生严谨的学术研究方法论。 3.1 管道流动与水力机械优化： 陆士嘉对工程水力学也做出了重要贡献。书中专门介绍了他对非均匀流速分布下管道内阻力损失的修正计算方法。特别是他在分析水轮机导水叶片和蜗壳内部流动时，如何结合其湍流模型来预测气蚀发生的临界条件，极大地提高了水力机械的工作可靠性。 3.2 物理模型与量纲分析的艺术： 陆士嘉非常强调基础物理规律在工程问题中的核心地位。本书复原了他在多个重大工程项目中使用物理相似律和量纲分析来指导实验设计的过程。他提倡的“以理论指导实验，以实验修正理论”的方法论，被视为该领域研究范式的重要组成部分。 3.3 理论的继承与发展（面向未来）： 结论部分简要回顾了陆士嘉理论体系在当代计算流体力学（CFD）方法出现后，其核心思想如何被吸收和演进。重点讨论了如何将他的非线性分析方法与现代大规模并行计算相结合，以期解决更高雷诺数下的复杂流动难题。 本书的价值： 《流体力学家陆士嘉》不仅是对一位科学巨匠学术成果的系统性回顾，更是一部关于如何运用严格数学工具解析复杂物理现象的教科书。它清晰地展示了理论创新如何驱动工程进步，对于深入理解二十世纪流体力学从经典到现代转型的关键节点，具有不可替代的参考价值。本书适合从事空气动力学、热物理工程、应用数学以及相关领域的研究生、青年学者及资深工程师阅读。
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先生风采 高山景行 虽不能至 心向往之
评分先生风采 高山景行 虽不能至 心向往之
评分先生亮节 高山仰止
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