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出版者:

作者:屠基元

出品人:

页数:330

译者:王晓冬

出版时间:2009-10

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787811027525

丛书系列:

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• CFD
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《高分子材料科学与工程导论》 本书全面介绍了高分子材料科学与工程领域的基础知识、核心概念和前沿进展。旨在为读者构建一个系统、深入的理解框架，帮助他们掌握高分子材料的设计、合成、表征、加工及应用等关键环节。 第一章：高分子世界漫游 我们将从高分子的基本结构和分类出发，探索长链分子的独特魅力。从天然高分子如淀粉、纤维素、蛋白质、核酸，到合成高分子如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺等，一一呈现。详细讲解单体、链节、分子量及其分布（数均分子量、重均分子量、多分散性）等概念，并阐述它们如何影响高分子的宏观性能。此外，还将介绍不同聚合反应类型，如自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合、配位聚合、缩聚、开环聚合等，以及它们各自的机理和适用范围。 第二章：高分子的形态与结构 高分子并非简单的长链堆积，其内部的形态与结构对性能至关重要。本章将深入探讨高分子的链构象（如旋转、扭曲、卷曲）、链缠结、结晶性（球晶、增稠、取向）以及非晶态结构。我们将学习如何利用X射线衍射、红外光谱、核磁共振、差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）等先进表征技术，揭示高分子的微观结构特征，例如高取向度聚合物中的液晶相、嵌段共聚物中的微相分离等。还会讨论玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）等关键热学参数，以及它们与分子结构、分子量、链的柔性、侧基等因素的关系。 第三章：高分子的物理性能 高分子材料的物理性能千差万别，使其能够胜任各种严苛的应用。本章将重点介绍高分子材料的力学性能，包括弹性、塑性、强度、韧性、疲劳、蠕变等。我们将研究应力-应变曲线，理解杨氏模量、屈服强度、断裂强度、断裂伸长率等指标的意义。同时，还将深入探讨高分子材料的流变学行为，研究其在不同应力、温度和剪切速率下的粘弹性，以及加工过程中的流动特性。此外，我们还将涵盖高分子材料的热传导、电绝缘、光学以及介电性能，并分析这些性能与分子结构、结晶度、填料添加等因素的关联。 第四章：高分子的化学性能与稳定性 高分子材料的化学稳定性直接影响其使用寿命和应用范围。本章将重点关注高分子材料的化学反应性，包括氧化、降解（热降解、光降解、水解、生物降解）、交联反应等。我们将学习如何通过添加抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂等助剂来提高高分子材料的耐候性和使用寿命。还会讨论不同化学介质（酸、碱、溶剂）对高分子材料的影响，以及如何通过选择合适的材料来应对腐蚀性环境。 第五章：高分子材料的加工与成型 将高分子材料转化为具有实用价值的制品，离不开精密的加工成型技术。本章将详细介绍各种主流的高分子加工方法，包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型、模压成型、发泡成型等。我们将分析各种工艺的原理、设备特点、工艺参数控制以及适用的材料类型。此外，还将探讨新型的加工技术，如3D打印、超临界流体加工等，为高分子材料的创新应用提供技术支持。 第六章：功能高分子材料 随着科技的发展，高分子材料的功能化已成为研究的热点。本章将聚焦于各类高性能、多功能高分子材料。我们将深入了解工程塑料（如聚碳酸酯、聚甲醛、聚醚醚酮）的卓越机械性能和耐热性；弹性体的应用，如橡胶、热塑性弹性体；导电高分子的导电机制和应用，例如在电子器件、传感器中的作用；生物医用高分子材料，包括生物相容性、生物可降解性材料在药物载体、组织工程中的应用；以及光电功能高分子材料，如有机发光二极管（OLED）材料、太阳能电池材料等。 第七章：高分子复合材料 通过将高分子基体与增强相或填料结合，可以获得性能优异的高分子复合材料。本章将介绍纤维增强复合材料（如玻璃纤维、碳纤维增强塑料）、颗粒增强复合材料以及纳米复合材料。我们将详细分析增强相与基体之间的界面作用，以及它们如何协同提高材料的力学性能、耐磨性、阻燃性等。还将探讨复合材料的设计原则、制备方法和应用领域，例如在航空航天、汽车、建筑等行业。 第八章：高分子材料的模拟与设计 为了更高效地开发和应用高分子材料，计算机模拟技术发挥着越来越重要的作用。本章将介绍分子动力学模拟、蒙特卡洛模拟、有限元分析等在研究高分子结构-性能关系、预测材料行为、优化加工工艺等方面的应用。我们将了解如何利用这些工具来加速新材料的研发进程，并实现材料的精确设计。 第九章：高分子材料的未来展望 本书的最后一章将放眼高分子材料科学与工程的未来发展趋势。我们将探讨绿色高分子材料（如生物基、可降解高分子）、智能高分子材料（如形状记忆聚合物、响应性聚合物）、高性能纤维、先进复合材料以及在能源、环境、健康等领域的交叉应用。鼓励读者在高分子科学的广阔天地中，积极探索，勇于创新。 《高分子材料科学与工程导论》致力于为读者提供一个全面、系统、深入的学习平台，帮助他们理解高分子世界的奥秘，掌握高分子材料的科学原理与工程技术，为未来的科研、工程及创新应用奠定坚实的基础。

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这本书的排版风格，说实话，初看之下有些古板，大量的希腊字母和上下标堆砌，对于习惯了网络信息流的读者来说，确实需要一段时间来适应这种“学术复古风”。然而，一旦你进入状态，这种严谨的版式反而成为一种优点。它强迫你的注意力集中在每一个数学符号的精确含义上，不允许有丝毫的含糊其辞。特别是关于求解器那一章节，作者使用了大量的图表来展示不同预处理器的效率对比，这些图表不是那种为了美观而制作的平滑曲线，而是带着真实计算噪点的、充满信息量的原始数据展现，极具说服力。我特别欣赏作者在引入新概念时，总是会追溯到其最基本的物理定律，例如，在讲解动量方程的对流项处理时，会反复强调其与能量守恒的内在联系，确保读者理解数值方案的合理性并非空中楼阁，而是深深植根于物理现实。这种对知识体系的完整性保持，远比单纯罗列技巧要高明得多。

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如果说有什么地方让我感到有些“压力山大”，那就是书中关于高级湍流模型（RANS/LES/DNS）的那几章。作者似乎默认读者已经对雷诺平均方程以及各种湍流闭合假设了如指掌。他对 $k-epsilon$ 模型和 $k-omega$ 模型的差异分析，不仅仅停留在公式层面，而是深入到它们对不同边界层分离现象的敏感性上，甚至引用了大量的实验数据来佐证哪种模型在特定工况下的局限性。阅读这些内容时，我不得不频繁地暂停，去查阅关于统计力学和概率论中相关的高级概念，生怕自己对某一个假设的理解不够深刻，从而导致对整个模型框架的误判。这哪里是一本教材，简直就是一本高强度的专业进修手册，它不断地在挑战读者的知识边界，让你不得不承认，在处理真实世界的复杂流动时，我们所知甚少。这本书教会我的最重要一课，是如何带着批判性的眼光去看待每一个“简化”，认识到所有模型都是对现实的一种妥协，而这些妥协的代价，就隐藏在那些复杂的附加项之中。

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整体而言，这部作品的叙事逻辑非常清晰，它遵循了一条从基础理论到高级应用的递进路线，脉络分明，环环相扣。作者的文字风格是高度精确且克制的，几乎没有使用任何夸张的形容词或感性的表述，所有的论断都建立在严密的逻辑链条之上。我可以想象，这本书的作者一定是花费了数十年时间，将自己毕生的研究心得提炼和浓缩于此。对于那些寻求快速入门或只需要了解基本概念的读者，这本书可能显得过于庞杂和艰深，甚至会产生敬而远之的心理。然而，对于致力于将CFD技术应用于尖端工程问题、需要深入理解数值误差来源和模型适用范围的资深工程师或研究人员来说，它无疑是一座难以逾越的知识丰碑。它提供的不是简单的“答案”，而是构建理解复杂流体问题的“框架”和“工具箱”，其价值在于指导读者如何构建、如何验证，以及更重要的——如何质疑自己所建立的模型。

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读完前几章，我最大的感受是作者对“稳定与收敛”的执着近乎偏执。在讨论有限体积法或有限差分法时，篇幅的大部分似乎都投入到了如何确保计算结果不会在一瞬间崩溃成一堆毫无意义的数字上。书中对各种时间步长限制、矩阵求解器的选择以及边界条件处理的详尽论述，构成了一套近乎“防弹衣”般的安全保障体系。与市面上一些侧重于展示炫酷模拟结果的书籍不同，这本书更像是工匠的蓝图，关注的不是最终的华丽成品，而是保证结构安全的基础钢筋铁骨。我尝试着对照书中的某个特定收敛加速算法，将其应用于我手边的一个简单二维算例中，发现书中的理论预测与实际运行表现出惊人的吻合度，这使得我对后续更复杂的湍流模型和多相流处理部分充满了信心。它没有过多渲染CFD的“魔力”，而是冷静地剖析了其背后的脆弱性，提醒每一个使用者：数值计算的艺术，一半在于构建模型，另一半则在于驯服误差和不确定性。这种务实到近乎苛刻的态度，正是这部作品最宝贵的财富。

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这部厚重的著作，初拿到手时，那种纸张的触感和油墨的清香就给人一种庄严肃穆之感。我翻开扉页，首先映入眼帘的是极其严谨的学术规范和密密麻麻的公式推导，这无疑奠定了全书的基调：这是一本面向专业人士的硬核工具书，而非茶余饭后的闲谈读物。它似乎完全摒弃了通俗科普的倾向，直奔核心的数学模型和数值算法的深处挖掘。书中对流体运动方程的剖析，细致到令人发指，每一个符号的引入都有其严格的物理或数学背景支撑，仿佛在向读者展示一个用数学语言构建的、精确无误的物理世界。我尤其欣赏作者在阐述离散化方法时的那种匠心独运，那种从连续体到离散网格的转化过程，被描绘得如同精密的工艺流程，每一步的误差分析和稳定性讨论都丝丝入扣，让人深切感受到将宏大物理现象转化为计算机可解模型的艰辛与智慧。对于那些真正想在这一领域深耕的初学者而言，这本书无疑是座高山，需要极大的毅力和扎实的数学基础才能攀登，但一旦领略到其间的风景，那种掌控复杂系统的成就感是无与伦比的。它不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的训练，强迫你用一种高度结构化和逻辑化的方式去理解流动的本质。

评分☆☆☆☆☆

在国科图借到的书，非常好！首先数学讲得详略得当，其次练习给了不少，最后结合了很多模拟的实例和作业不是纸上谈兵。当然我做是匆匆看过这个领域，因为自己的研究其实是这本书最后的一个小节:其他方法中的粒子化方法，还是这种方法中最新的一种，所以不太好判断传统的CFD工作，但是这本书确实写的提纲挈领，纲举目张，要言不烦，不枝不蔓娓娓道来。非常用心！

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在国科图借到的书，非常好！首先数学讲得详略得当，其次练习给了不少，最后结合了很多模拟的实例和作业不是纸上谈兵。当然我做是匆匆看过这个领域，因为自己的研究其实是这本书最后的一个小节:其他方法中的粒子化方法，还是这种方法中最新的一种，所以不太好判断传统的CFD工作，但是这本书确实写的提纲挈领，纲举目张，要言不烦，不枝不蔓娓娓道来。非常用心！