An Informal Conceptual Introduction to Turbulence pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Tsinober, Arkady

出品人:

页数:484

译者:

出版时间:2009-10

价格:$ 145.77

装帧:

isbn号码:9789048131730

丛书系列:

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Turbulence
Fluid Dynamics
Conceptual Physics
Nonlinear Dynamics
Chaos Theory
Mathematical Physics
Engineering Fluid Mechanics
Physics
Applied Mathematics
Introduction

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具体描述

This book is a second completely revised edition of "An Informal Introduction to Turbulence". The main emphasis is on conceptual and problematic aspects, physical phenomena, observations, misconceptions and unresolved issues rather than on conventional formalistic aspects, models, etc. Apart from the obvious fundamental importance of turbulent flows such an emphasis is a consequence of the view that without corresponding progress in fundamental aspects there is little chance for progress in any applications such as drag reduction, mixing, control and modeling of turbulence. More generally there is a desperate need for physical fundamentals of the technological processes in which turbulence plays a central role. The conceptual issues are made dominant in this second edition. This required to address in more detail those misconceptions which are the consequence of the profound difficulties of the subject and which travel from one publication to another. A new chapter titled Analogies, misconceptions and ill defined concepts was added along with a number of new sections on such topics as ergodicity, Eulerian versus Lagrangian descriptions, on validation of theories, on anomalous scaling and ill posedness of the concept of inertial range, on the Tennekes and Lumley balance, and mathematics versus turbulence among others. Many of these are to a large extent a consequence of the series of lectures delivered in the Imperial College London in 2007 and 2008 in the frame of Marie Curie Chair in Fundamental and Conceptual Aspects of Turbulent Flows which was held by the author during the period June 1, 2006-May 31, 2009.

湍流的非正式概念导论简介湍流，一个在流体力学领域既熟悉又陌生的词汇。它渗透在我们生活的方方面面，从飞机划过天空留下的痕迹，到河流奔腾的波涛，再到风吹动树叶的沙沙作响，乃至宇宙中星云的旋转。然而，当我们试图深入理解它时，却常常发现其隐藏着令人费解的复杂性。本书《湍流的非正式概念导论》并非一本枯燥的技术手册，而是一次邀请，邀请您以一种轻松、直观的方式，探索湍流世界的奥秘。本书的写作初衷，在于打破湍流研究与非专业读者之间的隔阂。我们深知，湍流的数学描述和理论框架往往令人生畏，充斥着复杂的偏微分方程、高维积分和概率统计。这很容易让对湍流感兴趣的初学者望而却步，甚至让领域内的研究者在面对新的问题时感到迷茫。因此，我们摒弃了过于严谨的数学推导，转而聚焦于湍流的概念本质和直观理解。我们相信，即便是最复杂的现象，也蕴含着简洁的内在逻辑，而这种逻辑，可以通过类比、可视化和深入浅出的解释来揭示。本书将带领您踏上一段引人入胜的旅程，从湍流的最基本特征——无序性和随机性——出发，逐步深入到其核心动力学。我们将探讨湍流与层流之间的鲜明对比，理解为何在某些条件下流体选择“狂舞”而非“静流”。您将了解到，湍流并非简单的混乱，而是一种自组织的现象，其中隐藏着复杂的多尺度相互作用。小尺度的涡旋如何产生，又如何不断被更大的涡旋吞噬，形成一个能量从大尺度向小尺度传递的级联过程，我们将用生动的语言和形象的比喻来描绘这一过程。本书的另一个重要主题是湍流的统计学描述。尽管个体湍流涡旋的行为难以预测，但其整体统计特性却呈现出一定的规律性。我们将介绍一些关键的统计量，如速度脉动、平均速度梯度和湍流强度，并解释它们如何帮助我们量化湍流的性质。您将看到，即使在看似完全随机的湍流场中，也存在着可以被测量和分析的模式。我们还将深入探讨湍流现象在各个科学和工程领域的重要性。在航空航天领域，理解湍流是设计高效、稳定飞机的关键，它直接影响着升力、阻力和燃油效率。在气象学中，湍流是天气变化、风暴形成和空气污染物扩散的重要驱动力。在海洋学里，湍流影响着洋流的混合、热量和物质的输运。即使在生物学中，从鱼类游动到血液流动，湍流也扮演着不可或缺的角色。本书将通过具体的案例，展现湍流在这些领域中的实际应用和研究挑战。本书的独特之处在于其非正式的语调和概念驱动的叙述方式。我们不回避复杂性，但我们选择用更容易理解的方式来呈现。例如，在解释“能量级联”时，我们可能会用一个不断分裂的能量池来比喻，或者用一个不断变小的漩涡在追逐更大的漩涡的画面来启发您的想象。在探讨“湍流模型”时，我们不会深入复杂的方程，而是侧重于不同模型试图捕捉的湍流关键物理过程。 “非正式”并不意味着“肤浅”。相反，我们希望通过这种方式，为读者建立起对湍流的扎实概念基础。一旦您理解了湍流的核心概念，再去接触更深入的数学理论或研究文献时，您将发现一切都变得更加清晰和有意义。本书旨在点燃您对湍流的好奇心，为您打开一扇通往更广阔的科学世界的大门。本书的读者群非常广泛。无论您是一名正在学习流体力学的学生，希望在严格的理论学习之外，获得更具象化的理解；还是一名对自然现象充满好奇的普通读者，渴望揭开日常生活中那些“看起来很乱”却又遵循某种规律的现象背后的秘密；又或者是一名工程师，在面对实际的流体问题时，希望能获得更深刻的物理洞察，本书都将是您的理想选择。在阅读过程中，我们鼓励您积极思考，将书中的概念与您所观察到的自然现象联系起来。尝试在生活中寻找湍流的例子，并运用本书中学到的知识去分析它们。湍流是一个充满挑战但也极具魅力的研究领域，它既是科学的宝库，也是艺术的灵感源泉。本书的编写过程，本身也是一次探索和学习的过程。我们力求将最前沿的理解，以最易于接受的方式传递给您。我们相信，通过本书，您不仅能获得关于湍流的知识，更能培养一种探索未知、理解复杂现象的科学思维方式。让我们一同潜入湍流的漩涡，感受那股无形却又强大无比的力量。这本书，将是您探索湍流世界的第一步，也是最重要的一步。您将会在字里行间，逐渐领悟到隐藏在混乱表象之下的，那精妙绝伦的物理规律。准备好了吗？让我们一起开始这段非凡的湍流之旅。