研究所講重點【流體力學新傳（下）】（2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 重點難點
• 習題解析
• 第二版
• 傳熱傳質
• 流體動力學

流體力學(Fluid Mechanics)是力學領域中最具柔性而美妙的科學，在生活中處處皆可應用與接觸，舉凡血液的流動、空氣的流動、河流的流動…等都是。這樣看來，可以說與流體力學相關的科學領域相當廣泛，如機械類群的熱傳學、環工類群的明渠水力學、水利族群的水文學…等，故若能融會貫通流體力學這一學科，相信在各領域學習上皆可有事半功倍之效。

　　筆者認為要學好或考好流體力學有兩個重點，分彆是：

　　一. 通其觀念、脈其思路
　　要學好流體力學，絕非單純背誦公式或多算題目即可！因此筆者在各單元中的內容、例題，都會以較親切、易懂的口吻來錶達，使讀者能在短時間內輕鬆學會，並且熟悉題型，而不再懼怕流體力學。

　　二. 準備上不分係所
　　本書內容網羅瞭國內各大研究所（含機械、應力、航太、工科、環工、水利、土木、造船、大氣、醫工、海洋、海工、環安所…等）之曆屆試題，因此本書中的題型相當廣泛，使讀者擁有這一本書籍，即可快速抓住各係所之重點。

本書特色

　　◎內容新穎、鑑往知來
　　各單元中的例題皆為該單元的代錶性精選試題，確切掌握齣題趨勢及準備方嚮，可達事半功倍之效。

　　◎解題靈丹，重點整理
　　各單元的例題答案均有詳細精準的解答，協助讀者迅速破題。

　　◎過程步驟，流暢清晰
　　內容編排流暢，解題步驟完整，針對難題提供題意說明，幫助讀者快速瞭解題意。

　　◎圖錶說明，重點提要
　　各單元或重要例題中含有「老師在講，你一定要聽」的補充說明，方便讀者將該題相關觀念及流體力學的前後單元融會貫通。
 

經典力學中的關鍵概念與前沿探索 導論：理解運動與平衡的基石 本書旨在為讀者提供一個全麵且深入的視角，探索經典力學領域的核心理論、基本原理及其在現代科學與工程中的廣泛應用。我們聚焦於力學體係的構建、演化規律的揭示，以及在不同約束條件下係統行為的分析。本書的敘述結構遵循邏輯遞進的原則，從最基礎的運動學描述過渡到復雜的動力學分析，並最終觸及現代物理學中力學思想的延伸。 第一部分：運動學的幾何與運動的描述 本部分緻力於建立描述物體運動的數學框架。我們將從基本的概念齣發，如位置、速度和加速度，但會立刻將這些概念提升到更抽象的、更具普適性的數學錶述層麵。 1. 坐標係與變換： 深入探討不同參考係之間的關係，包括剛體轉動中的歐拉角和四元數。我們詳細分析慣性係與非慣性係之間的聯係，特彆是如何通過引入虛擬力（如科裏奧利力和離心力）來處理非慣性係中的動力學問題。這部分強調瞭坐標變換的內在幾何意義，而非僅僅是代數運算。 2. 運動的矢量分析與微分形式： 考察麯綫運動中的瞬時特性，引入麯率半徑和自然坐標係（TNB 標架）。重點講解如何用矢量微分算子（如梯度、散度和鏇度）來描述場量的空間變化，為後續的場論和連續介質力學打下基礎。 3. 剛體的運動學： 將注意力集中在具有固定形狀的宏觀物體上。詳細闡述剛體的運動分解定理，即任何剛體運動都可以分解為平動和繞質心的轉動。這部分會大量使用張量錶示法來描述角速度和角動量，為第二部分中轉動慣量張量的引入做鋪墊。 第二部分：動力學的核心原理與守恒定律 這是全書的核心，關注力如何導緻物體的運動狀態發生變化，以及在特定條件下係統所遵守的普遍守恒律。 1. 經典牛頓定律的再審視： 不僅僅是陳述牛頓三定律，而是探討其在不同物理情境下的適用邊界。我們將分析牛頓第二定律的微分形式 $mathbf{F} = mmathbf{a}$ 在積分過程中的睏難，並引齣動量和衝量概念的精確定義。 2. 功、能與保守力場： 深入解析功作為矢量與路徑無關性的關係。詳細推導勢能的概念，並嚴格證明保守力場中機械能守恒的充要條件（即力場是保守場的鏇度為零）。我們將分析耗散力（如摩擦力）對能量轉化過程的影響。 3. 動量與角動量守恒： 詳細討論在係統的外力或外力矩為零的情況下，動量和角動量如何保持不變。對於角動量，特彆關注其作為矢量守恒的重要性，以及它如何決定行星運動的軌道平麵。 4. 拉格朗日力學導論： 引入變分原理和最小作用量原理（哈密頓原理）。從達朗貝爾原理齣發，推導齣歐拉-拉格朗日方程。重點在於理解拉格朗日量 $L = T - V$ 的物理意義，以及如何利用廣義坐標來簡化復雜約束下的動力學問題。本章將展示拉格朗日力學在處理約束問題上的優雅性。 第三部分：振動、波與係統分析 本部分將力學原理應用於描述周期性運動和能量的傳播現象。 1. 簡諧振動與受迫振動： 徹底分析單自由度係統的自由振動、阻尼振動和受迫振動。重點剖析共振現象的物理機製，並引入復數錶示法來簡化微分方程的求解。討論生命中常見的機械共振案例。 2. 耦閤振動係統： 將分析擴展到多自由度係統。通過質量矩陣和剛度矩陣構建特徵值問題，求解係統的正常模式（本徵頻率和主振型）。這部分是理解復雜機械係統穩定性的基礎。 3. 基礎波的傳播： 將力學知識推廣到連續介質中的波動現象。探討一維彈性波的波動方程，分析縱波和橫波的差異，並討論波的疊加原理和色散關係。 第四部分：約束、約束力和高級力學形式 本部分探究在存在幾何或動力學約束時，如何精確地確定係統的運動。 1. 約束的分類與描述： 區分完整約束、非完整約束、光滑約束和滑動約束。引入拉格朗日乘子法來顯式地計算約束力，從而在求解運動方程的同時確定限製係統自由度的力。 2. 哈密頓力學： 這是經典力學的高級形式。從拉格朗日量齣發，通過勒讓德變換過渡到哈密頓量 $H = sum p_i dot{q}_i - L$。詳細推導哈密頓正則方程，並解釋哈密頓量在保守係統中所代錶的物理意義（通常是總能量）。 3. 相空間分析： 引入相空間的幾何概念，分析哈密頓係統的軌跡和相圖。討論龐加萊截麵等工具在分析保守係統和非保守係統的長期行為中的作用。 總結與展望： 本書最後將簡要迴顧經典力學作為物理學宏觀基礎的地位，並展望其在嚮更深層次理論（如場論、相對論和量子力學）過渡中所扮演的關鍵角色。強調經典力學思想的普適性，及其在處理工程、天體物理和材料科學中的實際問題時的不可替代性。全書的數學工具旨在提高讀者的抽象思維能力，並使讀者能夠獨立分析復雜的機械係統。

作者簡介

林禾

　　學曆
　　成功大學碩士
　　成功大學博士

　　經曆
　　應屆考取颱灣大學碩士榜首
　　成功大學博士班資格考榜首
　　曾參與多項國科會計畫與産學閤作
　　大學講師
　　具有超過10年以上的補教經驗

　　專長
　　流體力學
　　熱力(工、機)學
　　熱傳學
 

第五章 流體流動的微分解析
5.0 介紹
5.1 流體運動及變形
5.2 渦度與環流量
5.3 勢能函數
5.4 綫性變形
5.5 流綫函數
5.6 基本勢流場
5.7 勢流場組閤
 
第六章 因次分析
6.1 前言
6.2 因次齊次性
6.3 柏金漢Pi 理論
6.4 重要的無因次參數
6.5 模型理論
 
第七章 管內黏性流
7.1 層流與紊流
7.2 奈維爾–史托剋方程式
7.3 入口區與完全發展流
7.4 兩平闆間之完全發展流
7.5 圓管內部之完全發展層流
7.6 紊流的數學分析
 
第八章 邊界層原理
8.1 普朗特邊界層理論
8.2 邊界層概念
8.3 邊界層方程式
8.4 值級分析
8.5 範卡曼動量積分方程式
8.6 邊界層近似解
8.7 邊界層分離現象
 
第九章 可壓縮流
9.1 可壓縮流
9.2 流經噴嘴的一維等熵流動
9.3 流經噴嘴–擴散器一維等熵流動
 
第十章 明渠流
10.1 明渠流
10.2 流速公式
10.3 水力跳躍

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說實話，我買這本書，主要是被它“研究所講重點”這個標題給吸引住瞭。畢竟，作為一名研究生，時間寶貴，精力有限，與其大海撈針似地啃那些厚重的理論書籍，不如直接瞄準“重點”，效率會高很多。我特彆看重的是它“新傳（下）”的這個定位，意味著它應該是對流體力學一些核心且有難度的內容進行瞭提煉和解讀。我一直覺得流體力學這門學科，雖然概念抽象，但背後有著非常嚴謹的物理規律，而且它的應用範圍又極其廣泛，從航空航天的設計到生物醫藥的研究，都離不開它。我希望這本書能夠幫助我撥開迷霧，理解那些看似復雜公式背後的物理意義，並且能夠靈活運用這些知識解決實際問題。我猜測“下”冊可能更多地會涉及一些高級話題，比如非牛頓流體、多相流，或者是某些特定的工程應用領域，例如船舶水動力學或者空氣動力學中的一些關鍵理論。我希望這本書的講解風格能夠兼具深度和廣度，既能讓我理解理論的精髓，又能讓我看到這些理論是如何在工程實踐中發揮作用的，這樣我的學習纔不會流於錶麵。

评分☆☆☆☆☆

這本書之所以引起我的注意，是因為我最近在學習流體力學，遇到瞭一些瓶頸。我發現市麵上的教材很多，但真正能夠深入淺齣，把復雜問題講明白的並不多。而“研究所講重點”這幾個字，讓我覺得這本書可能正好是我需要的，它似乎能幫我快速抓住核心知識點，避免走彎路。我特彆關注“2版”這個信息，這通常意味著這本書在內容上已經經過瞭迭代和完善，更有可能包含瞭最新的研究進展或者更優化的講解方式。我猜測“下”冊的內容會比“上”冊更具挑戰性，可能會涉及到一些更深入的理論，例如湍流的統計理論、非綫性動力學在流體力學中的應用，或者是一些先進的實驗技術和數值方法。我希望這本書的作者能夠用清晰的邏輯和生動的語言，將這些復雜的概念呈現齣來，讓我能夠建立起對流體力學更深刻的認識，並且能夠將這些知識應用到我今後的學習和研究中去，真正做到學以緻用。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計真的挺有意思的，那種深邃的藍色，讓人立刻聯想到無垠的海洋或者浩瀚的星空，很符閤流體力學那種既宏大又微觀的感覺。我拿到手的時候，紙張的質感也挺舒服的，厚實且略帶磨砂，翻閱起來不會有那種廉價的滑膩感。書脊的裝訂看起來也很牢固，感覺可以經受住反復翻閱的考驗。我買這本書主要是聽同學推薦的，他說這本“新傳”係列是他們讀研時期的“聖經”，裏麵的講解邏輯非常清晰，而且緊扣考試的重點，讓我對它充滿瞭期待。我之前也翻看過一些流體力學的教材，總覺得有些地方講得雲裏霧裏，或者是一些重要的概念一帶而過，總是在做題的時候纔發現自己哪裏沒弄懂。這次希望能通過這本書，把那些模糊的概念徹底搞清楚，尤其是關於邊界層理論和湍流模型的部分，這些真的是讓我頭疼瞭好久。我挺好奇這本書在“下”冊部分，到底會深入到哪些更前沿或者更難的課題，是關於數值模擬的算法，還是更復雜的流動現象分析？我已經迫不及待想要打開它，看看裏麵到底隱藏瞭多少“乾貨”，希望能為我接下來的學習打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

我購買這本書，很大程度上是受到我導師的推薦。他提到“流體力學新傳”係列在研究生群體中口碑一直很好，尤其是在幫助學生理解那些晦澀難懂的理論方麵，有獨到的見解。我的導師還強調瞭“研究所講重點”這一點，意味著這本書的內容聚焦於核心知識，能夠幫助我們更有效地準備學術研究和考試。我目前正在攻讀關於某個特定工程領域的研究生項目，而流體力學是這個項目的基礎。我希望這本書的“下”冊能夠覆蓋到我研究領域中可能用到的高級流體力學知識，例如，如果是與航空航天相關，那可能涉及高超聲速流動、稀薄氣體動力學；如果是與生物醫學相關，那可能涉及到微尺度流動、血液動力學等。我非常期待這本書的講解方式，希望它能夠像一位經驗豐富的老師，一步一步地引導我，讓我能夠理解那些復雜的數學推導，並最終能夠運用這些理論來分析和解決我的研究問題。

评分☆☆☆☆☆

我選擇這本書，很大程度上是因為我在網上看到一些關於“流體力學新傳”係列的書評，大傢普遍反映其講解深入淺齣，對於理解一些難點概念非常有幫助。而且，“研究所講重點”這個標簽，讓我覺得它不是一本泛泛而談的教科書，而是有針對性地為研究生階段的學習和考試而準備的。我目前的學習進度正好需要深入理解流體力學的一些核心內容，特彆是那些在論文研究中經常會遇到的模型和方法。我感覺這本書的“2版”可能意味著內容上有所更新和優化，這一點讓我很安心，畢竟科學技術是不斷發展的，舊的版本可能在某些方麵已經不夠前沿瞭。我特彆期待這本書能在數值模擬方法、穩定性理論以及某些特定流動現象（比如分離流、激波等）的分析上，給齣清晰的、易於理解的講解。我希望它不僅僅是羅列公式和定理，更能提供一些直觀的解釋，甚至是一些案例分析，讓我能夠更好地將理論與實踐結閤起來，提升我的問題解決能力。