Physics of Shock Waves and High-Temperature Hydrodynamic Phenomena pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Dover Publications

作者:Ya. B. Zeldovich

出品人:

页数:944

译者:

出版时间:2002-03-31

价格:USD 42.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780486420028

丛书系列:

图书标签:

• 藏书
• 流体力学
• Dover
• Shock Waves
• Hydrodynamics
• High-Temperature Plasma
• Fluid Dynamics
• Gas Dynamics
• Compressible Flow
• Plasma Physics
• Thermodynamics
• Astrophysics
• Combustion

激波物理与高温流体力学现象：理论、实验与应用 本书旨在深入探讨激波物理和高温流体力学这一迷人而至关重要的领域，它将带领读者跨越理论研究的边界，体验前沿的实验探索，并领略其在众多工程和科学领域中的广泛应用。激波，作为一种特殊的、高度非线性的波现象，能够瞬间传递巨大的能量，并在其传播过程中引发物质状态的剧烈变化，例如温度、压力和密度的急剧升高。而高温流体力学则关注这些由激波或其它剧烈能量输入引起的高温环境下的流体行为。理解和掌握这些现象，对于我们认识宇宙起源、开发先进能源、设计高性能飞行器，乃至应对自然灾害都具有不可估量的价值。 本书的结构设计旨在构建一个全面而循序渐进的学习路径。我们将首先从最基础的物理概念出发，系统地介绍激波的产生机制、基本传播规律以及其在不同介质中的演化特性。这部分内容将涵盖一维、二维和三维激波的形成和传播，包括连续激波、斜激波、弯曲激波以及激波相互作用等经典问题。同时，我们将深入分析激波与边界层、激波与湍流、激波与化学反应等复杂耦合现象。为使读者能够更直观地理解这些抽象概念，书中将穿插大量典型的数学模型和解析解，并辅以数值模拟的初步介绍，展示如何利用计算工具来描绘激波的复杂形态和演化过程。 在掌握了基本的激波理论后，本书将重点转向高温流体力学。我们将探讨在激波作用下，气体、等离子体乃至凝聚相材料会经历怎样的热力学转变。这包括绝热压缩、相变、电离、离解以及可能的化学反应动力学。本书将详细介绍高温气体的热力学性质，如比热容、粘度、热导率等随温度和压力的变化规律，以及它们对流体运动的影响。特别地，对于等离子体流动，我们将引入磁流体力学（MHD）的基本概念，分析磁场在高温等离子体中的耦合作用，以及由此产生的特殊现象，如磁制动、磁通量守恒等。 理论的深度离不开实验的支撑。本书将投入相当的篇幅来介绍用于研究激波和高温流体力学现象的各类先进实验技术和装置。我们将深入剖析激波管（包括直管、斜管、M形管等）的工作原理及其在产生和测量激波方面的优势。此外，还会介绍自由飞行隧道、燃烧器、电弧发生器、激光诱导等离子体装置等，这些装置能够模拟从亚声速到高超声速，从常温到数万开尔文的各种极端条件。在测量技术方面，本书将详细介绍光学诊断方法，如肖力克干涉仪、阴影法、纹影法、激光多普勒测速（LDV）、粒子图像测速（PIV）等，以及它们在测量激波强度、流场速度、温度、密度分布等关键参数方面的应用。同时，也会涉及一些电磁测量技术，如探针测量、电磁探头等，尤其是在等离子体和MHD实验中。 本书的一大亮点在于其对实际应用场景的深度挖掘。我们将系统地探讨激波物理和高温流体力学在以下关键领域的理论基础与工程实践： 航空航天工程： 这是激波和高温流体力学最直观的应用领域之一。从超音速和高超声速飞行器的设计，如战斗机、导弹、航天飞机再入大气层等，都需要精确理解激波的产生、传播及其对气动力、气动加热的影响。本书将深入分析激波在这些飞行器表面的复杂相互作用，以及如何通过优化设计来减缓热流和提高飞行性能。涉及的概念包括激波附着、激波层、激波分离、热障等。 能源科学与技术： 聚变能是未来能源的重要方向，而惯性约束聚变（ICF）正是利用强激光或离子束驱动靶丸内爆，产生极端高温高压环境，并在其中实现聚变反应。激波的产生和传播是ICF过程中的核心物理机制。本书将详细阐述强激光驱动下靶丸的烧蚀、激波产生、传播及其对靶丸内部等离子体的压缩和加热过程。此外，在化学能转化领域，爆炸和燃烧过程中也伴随着激波的产生和传播，理解这些过程有助于更高效地利用能源，减少污染。 材料科学与工程： 激波诱导的高温高压环境能够引发材料的相变、塑性变形甚至粉碎。这在材料合成（如超硬材料制备）、材料损伤分析（如冲击载荷下的结构破坏）、以及爆炸加工等方面具有重要意义。本书将探讨激波与固体材料的相互作用，以及由此产生的应力波、变形和相变行为。 天体物理学： 宇宙中普遍存在着激波现象，从恒星爆炸（超新星）、星际介质中的冲击波，到黑洞吸积盘的形成，再到星系的碰撞，激波都在其中扮演着关键角色。激波是宇宙中能量传输和粒子加速的重要机制。本书将从天体物理学的视角，探讨这些宏观尺度上的激波现象，以及它们对宇宙演化和天体形成的影响。 冲击波医学与防护： 爆炸冲击波对人体造成的损伤是军事和民用安全领域关注的重点。理解冲击波的传播特性、与生物组织的相互作用，对于开发有效的防护装备和医疗救援技术至关重要。本书将简要介绍这方面的研究进展。 本书的编写风格力求严谨而清晰。在数学推导部分，我们将提供详细的步骤和必要的背景知识，确保即使是初学者也能逐步理解。在理论讲解时，我们强调物理概念的直观理解，并努力避免过于抽象的描述。对于实验部分，我们将注重对实验装置的原理、关键测量技术及其在不同应用中的优劣势进行比较分析。 总而言之，《激波物理与高温流体力学现象》是一部旨在为读者提供深入、全面、实用的知识体系的书籍。无论您是物理学、工程学、材料科学、天文学等领域的学生、研究人员，还是对极端物理现象充满好奇的爱好者，本书都将是您探索激波和高温流体力学世界的宝贵指南。它不仅将为您揭示这些现象背后的深刻物理原理，更将展示它们如何驱动着现代科技的进步，并深刻影响着我们对宇宙和自身的认知。

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坦白说，初次接触这本书时，我有些担心它会过于偏重于理论推导而缺乏实际应用价值，但事实证明我的担忧是多余的。这本书的“高温现象”部分简直是为现代航天和国防技术人员量身定制的。作者对再入大气层时气动加热的分析，对等离子体鞘层的形成过程的建模，都极其贴合实际工程中的难点。尤其是关于材料烧蚀和气动弹性力学耦合的章节，提供了一套完整的分析工具包，让你能够预估极端热载荷下结构件的稳定性。我个人从中学到了如何将激波理论直接应用于预测火箭发动机推力室内的压力波动，这种理论到实践的无缝衔接，是这本书最大的魅力所在。那些晦涩的数学公式，一旦结合作者提供的具体物理场景进行解读，立刻就变得生动和实用起来，让人感觉知识的力量是如此强大。

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读完这本书后，我感觉自己对“冲击波”这个概念有了全新的认识，它不再仅仅是一个教科书上的名词，而是变成了一个活生生的、充满能量和不确定性的物理实体。作者的叙述风格极其严谨，但又充满了引导性，仿佛一位经验丰富的导师在逐步带领你穿越复杂的数学迷宫。书中关于激波管实验的详细介绍部分尤其精彩，它不仅描述了如何搭建设备，更重要的是，解释了如何从那些转瞬即逝的测量数据中，准确地提取出冲击波的速度、压力和温度信息，这些都是实际工程应用中至关重要的参数。更让我印象深刻的是，作者似乎对这个领域的所有历史发展了如指掌，在关键理论出现的时候，总能恰到好处地穿插进去相关的历史背景和不同学派之间的争论，这使得阅读过程不仅是学习知识，更像是一次学术之旅。对于想要掌握现代流体力学前沿技术的人来说，这本书提供的理论深度和实践指导性是其他同类书籍难以企及的。

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这本《爆炸与高温流体力学现象的物理学》的书绝对是该领域的里程碑之作，读起来完全能感受到作者在处理复杂物理现象时的那种深入骨髓的洞察力。我记得我第一次翻开它时，就被其中对激波结构形成机理的细致阐述所震撼。它不仅仅停留在宏观的流体力学描述，而是深入到了微观层面，解释了气体分子在极端压力和温度下，其状态方程如何发生剧烈变化，从而导致我们观察到的那种瞬态、非等熵的传播现象。特别是关于马赫反射和斜激波在不同攻角下的行为分析，作者简直是用最精妙的数学工具，将那些原本抽象的偏微分方程组，转化为可以被工程师和物理学家清晰理解的物理图像。书中的图表绘制得非常专业，数据拟合和实验结果的对比也令人信服，让人不得不佩服作者在理论推导和实验验证之间的完美平衡。对于任何希望在超高速冲击物理、等离子体物理或者核工程领域深耕的人来说，这本书的价值无可替代，它为理解极端条件下的物质行为提供了一个坚实而全面的理论框架。

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我必须强调，这本书的广度与深度是惊人的。它不仅覆盖了标准的激波物理，更将视角拓展到了非理想气体效应和辐射输运领域，这些通常被认为是更高级或更专业的课题。作者对真实气体效应的处理尤为出色，详细阐述了分子振动能弛豫、解离和电离对冲击波结构和传播速度的非线性影响。阅读这些章节时，我深刻体会到，在真正的高温高压环境中，理想气体模型是多么的苍白无力。此外，作者对辐射对流体力学耦合的描述，是许多主流教材中常常被简化的部分，而这本书却给予了充分的重视，通过建立能量方程的附加项，精确描述了辐射能流在激波区域内的重新分配，这对于理解恒星内部结构或高能激光驱动惯性约束聚变等前沿课题，具有不可替代的指导意义。总而言之，这是一部既能让你打下坚实理论基础，又能引领你探索学科前沿的权威著作。

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这本书的组织结构简直是教科书级别的典范，它完美地平衡了理论的深度与阅读的流畅性。我发现自己可以很自然地从描述单维激波运动过渡到复杂的多维非等熵流动问题，而中间的逻辑跳跃点都处理得非常平滑。作者在讲解高焓流体动力学时，特别是涉及到化学反应速率和能量耦合的环节，展现出了极高的专业素养。那些涉及化学动力学和输运过程的章节，通常是其他书籍容易变得晦涩难懂的地方，但在这里，通过巧妙的简化模型和清晰的边界条件设定，即便是初次接触这些复杂耦合系统的读者也能抓住核心要义。我特别喜欢作者对于数值模拟方法应用的探讨，他没有把数值计算当作一个黑箱，而是深入剖析了有限体积法和有限差分法在处理强间断问题时的固有缺陷和改进方向，这对于那些需要进行CFD（计算流体力学）工作的工程师来说，无疑是金玉良言。

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要是懂俄语就能看原版的了...

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