力学中的相似方法与量纲理论

力学中的相似方法与量纲理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:[苏]谢多夫
出品人:
页数:437
译者:
出版时间:1982
价格:0
装帧:平装
isbn号码:
丛书系列:力学名著译丛
图书标签:
  • 力学
  • 物理学
  • 量纲分析
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具体描述

本书叙述了各物理量的一般量纲理论,力学和物理相似理论和模拟理论。

《力学中的相似方法与量纲理论》 本书深入探讨了在经典力学及相关工程领域中,利用相似方法和量纲分析解决复杂问题的强大工具。我们将从基本原理出发,逐步揭示如何通过抽象和简化,将具有相似物理规律的不同系统联系起来,从而实现跨尺度的预测和设计。 核心内容概览: 第一部分:相似法的基本原理与应用 1. 物理相似的本质与分类: 概念引入: 什么是物理相似?为何相似能简化问题?本书将从最基本的物理概念出发,解释相似性的内在逻辑。我们将区分几何相似、运动相似和动力相似,并阐述它们在不同力学场景下的具体体现。 相似准则的推导: 如何从无量纲群理论和 Buckingham π 定理等数学工具中,系统地推导出保证物理相似的条件?我们将详细讲解这些方法的数学基础,并提供直观的物理意义解释。 相似模型的设计与实施: 如何根据实际工程需求,设计出具有代表性的相似模型?我们将介绍从宏观到微观,从连续体到离散体,各种模型的设计思路和关键考量因素。 相似实验的误差分析与修正: 相似实验并非万能,实际操作中会引入各种误差。本书将重点分析常见的误差来源,并介绍有效的误差评估和修正方法,以提高实验结果的可靠性。 2. 经典力学中的相似应用实例: 流体力学: 船舶、飞机、水坝等工程的相似模型设计,风洞实验、水槽实验的原理与方法,如何通过模型实验预测实际运行中的水流和气流行为。 固体力学: 桥梁、建筑、机械零件的结构强度与稳定性分析,压力容器、管道系统的应力分布预测,材料失效模式的相似模拟。 振动与声学: 车辆、建筑、设备的减震降噪设计,声波传播与吸收的相似模型研究,如何通过相似实验优化产品的声学性能。 传热传质: 换热器、发动机、工业炉等设备的传热效率优化,化学反应器、分离设备的传质过程分析。 第二部分:量纲理论的深入探讨 1. 量纲分析的基础: 物理量的量纲: 深刻理解力学中基本量纲(长度、质量、时间、温度等)的定义及其相互关系。 量纲齐次原理: 任何一个正确的物理方程都必须是量纲齐次的。我们将深入探讨这一原理的数学和物理意义,并说明其在简化方程和检验公式时的重要作用。 Buckingham π 定理: 这是量纲分析的核心工具。本书将提供多种方式理解 π 定理的推导过程,并重点讲解如何从中提取关键的无量纲参数。 无量纲参数的物理意义: 每一个无量纲参数(如雷诺数、马赫数、傅汝德数等)都代表着某种物理效应的相对重要性。我们将详细阐释常见无量纲参数的物理含义,及其在不同力学问题中的指导作用。 2. 量纲分析在复杂力学问题中的应用: 问题简化与变量筛选: 如何利用量纲分析,从繁多的变量中识别出影响系统行为的关键无量纲参数,从而大大简化问题的复杂性。 实验设计的优化: 通过量纲分析,可以指导实验设计,确定需要变化的参数范围和所需的测量精度,避免盲目性和资源浪费。 模型与原型之间的关联: 如何利用无量纲参数,将模型实验的结果外推到实际原型上,实现工程设计和预测。 新现象的预测与探索: 在许多情况下,量纲分析可以帮助我们预测尚未被充分研究的物理现象,并指引进一步的理论或实验研究方向。 第三部分:高级主题与前沿展望 1. 特定力学领域的量纲分析: 非线性力学: 针对非线性方程和复杂边界条件下的量纲分析方法。 多物理场耦合问题: 如热-流耦合、力-电耦合等,如何进行多物理场量纲分析。 统计力学与复杂系统: 量纲分析在理解颗粒介质、多相流、随机过程等复杂系统中的应用。 2. 计算力学与量纲理论的结合: 数值模拟中的无量纲参数: 如何在数值模拟中合理选择和控制无量纲参数,以获得更准确和普适的结果。 基于量纲分析的模型降阶: 如何利用量纲分析思想,构建简化模型,提高数值模拟的效率。 3. 前沿研究方向与未来展望: 机器学习与量纲分析的融合: 如何利用人工智能技术,加速无量纲参数的发现和复杂系统模型的构建。 新型相似技术与量纲理论的应用领域拓展: 探讨其在材料科学、生物力学、天体物理学等新兴领域的潜力。 本书特色: 理论与实践并重: 既有严谨的理论推导,又辅以大量精心挑选的实际工程案例,帮助读者理解抽象概念在现实世界中的应用。 循序渐进的讲解: 从基础概念到高级主题,逐步深入,适合不同背景的读者。 丰富的图表与公式: 配合清晰的图示和详尽的公式推导,增强理解的直观性。 注重物理直觉的培养: 强调对无量纲参数物理意义的深刻理解,而非仅仅停留在数学推导层面。 通过阅读本书,读者将能够熟练掌握相似方法与量纲分析的工具,自信地应对各种复杂力学问题,从而在科学研究和工程实践中,找到更高效、更经济、更创新的解决方案。

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读后感

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用户评价

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这本书的书名听起来就充满了理论的深度和严谨性,对于我们这些常年在工程一线摸爬滚打的人来说,确实是一个不小的挑战。我记得第一次翻开它的时候,就被那些密密麻麻的公式和抽象的符号搞得有点晕头转向,感觉自己像是在攀登一座陡峭的山峰,每一步都需要极大的专注和毅力。书中的讲解逻辑非常清晰,但要真正理解其内涵,绝非易事。我尤其欣赏作者在阐述复杂概念时所展现出的那种近乎偏执的细致,仿佛他生怕读者漏掉任何一个微小的细节,这种匠人精神在学术著作中是难能可贵的。不过,对于初学者来说,这本书的门槛确实高了一些,它更像是为已经有一定基础的研究者准备的进阶指南,而不是一本入门手册。我花了好几个月的时间,才勉强啃下了其中几章,每读完一小节,都有一种豁然开朗的感觉,但紧接着又会被下一段更深奥的内容所震撼。它需要的不仅仅是阅读,更是一种沉浸式的思考和反复的推敲。

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我不得不说,这本书的叙事风格非常独特,它不像现代流行教材那样试图用生动的比喻来软化硬核的知识点,而是采取了一种近乎于宣言式的、高度凝练的表达方式。每一个句子都像是经过了千锤百炼的结晶,信息密度极高,让人在阅读时必须时刻保持警惕,生怕错过任何一个关键词的微妙变化。这种风格的优点是其极高的信息精确度,但缺点也很明显——它对读者的背景知识要求极高。我发现自己经常需要借助其他辅助材料来理解某些术语的来龙去脉,这无疑增加了学习的负担。更让我感到欣慰的是,书中的案例分析虽然不多,但都选取得非常经典,它们像一块块试金石,检验着读者对前述理论的理解程度。成功解构一个案例,带来的成就感是无与伦比的,它证明了你确实已经触及了问题的核心。

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这本书的深度和广度令人叹服,它似乎无所不包地涵盖了该领域从基础到前沿的多个分支,结构布局如同一个精密的机械装置,每一个章节都环环相扣,紧密配合。我个人对其中关于非线性效应处理的部分格外感兴趣,作者提出的若干处理技巧,在我以往接触的教材中从未见过,这无疑为我拓展了解决复杂工程问题的思路。然而,这种“全景式”的覆盖也意味着某些特定应用领域的讨论相对简略,更侧重于普适性的原理阐述。对于只专注于某个细分领域的工程师而言,可能需要花费大量时间过滤掉与自己直接应用不相关的理论推导。总的来说,它更适合那些希望建立宏大知识体系的研究者,它提供的是一张高质量的、覆盖全域的“地图”,而不是针对某条小径的详细“导航指南”。

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这本书的排版和装帧设计给我留下了非常深刻的印象,它有一种老派的、沉稳的学术气质,拿在手里分量十足,让人油然而生敬畏之感。纸张的质地非常好,即便是长时间阅读也不会感到刺眼,这对于需要长时间面对公式的读者来说,简直是一种福音。不过,内容本身那种近乎古老的数学推导过程,虽然逻辑无懈可击,但在今天这个追求快速迭代和直观可视化的时代,偶尔会让人觉得有些“吃力”。我尝试将书中的一些模型应用到我正在进行的项目中,发现它提供的理论框架极其扎实,一旦掌握,解决问题的角度会变得非常开阔。但正如所有经典理论一样,从书本知识到实际应用的转化过程中,总会隔着一层薄薄的“实践之雾”,需要读者自己去摸索如何“翻译”这些优美的数学语言。这本书更像是一本需要被反复研读的“字典”,而不是一本可以快速查阅的“工具箱”。它的价值在于奠基,在于提供了一种看待物理世界的全新视角。

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这本书的逻辑链条之长,简直可以用“史诗级”来形容,它要求读者从最朴素的物理直觉出发,逐步构建起一个宏大且自洽的理论大厦。我在阅读过程中,时不时会停下来,合上书本,尝试自己复现作者的某一步推导,这个过程充满了艰辛,但每当成功完成时,都仿佛参与了一场与智者的对话。这本书的魅力不在于它告诉了你“是什么”,而在于它深刻地解释了“为什么必须是这样”。它没有花哨的图表或花哨的排版来分散注意力,一切都回归到了纯粹的逻辑和数学的美感。对于渴望探究事物本质的求知者来说,这是一本能够沉淀心性的好书。它不会提供立竿见影的答案,但它会给你一套最坚固的思维框架去迎接未来所有未知的挑战。这是一部需要时间去品味、去消化的“硬核”经典。

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第一遍完全没读懂······考完试读第二遍···

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第一遍完全没读懂······考完试读第二遍···

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谢多夫的另一本书,很精彩

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