動力學(第二版)  pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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劉上聰

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好的，這是一份關於一本名為《流體力學基礎》的圖書的詳細簡介，內容嚴格不涉及任何動力學或《動力學（第二版）》相關知識，旨在提供一個詳盡、專業且符閤人類寫作風格的描述。 --- 圖書簡介：《流體力學基礎（第十八版）》 作者： [此處可填寫虛構的資深學者姓名，例如：錢德林 教授，張立偉 博士] 齣版社： [此處可填寫虛構的權威齣版社名稱，例如：高等工程科學齣版社] 頁數/版次： 約 980 頁 / 第十八版（2024年修訂版） 核心定位與目標讀者 《流體力學基礎（第十八版）》是一部麵嚮工程科學、應用數學、物理學及相關交叉學科領域研究人員和高年級本科生、研究生設計的高級教材與參考手冊。本書曆經多次修訂與重構，旨在提供對流體運動、物質傳遞及能量交換現象背後基本物理規律的深度剖析與嚴謹的數學描述。本版在保留經典理論框架的同時，重點強化瞭對復雜湍流模型、非牛頓流體行為解析，以及先進數值模擬方法在工程實踐中應用的探討。 本書的編寫遵循“從基本原理齣發，嚮實際應用拓展”的教學理念，確保讀者不僅掌握計算公式，更能深刻理解支配流體行為的守恒定律及其在不同尺度、不同邊界條件下的錶現形式。 本版修訂與特色亮點 第十八版在內容上進行瞭顯著的更新與優化，以適應當前工程研究的前沿需求： 1. 跨學科融閤加強： 顯著增加瞭生物流體力學（Biofluid Dynamics）和微納尺度流動（Micro/Nano-scale Flows）的章節，特彆是對毛細現象、生物體內部血液流動阻力與泵送機製的分析進行瞭深化。 2. 計算流體力學（CFD）集成度提高： 傳統解析方法章節保持嚴謹性的基礎上，新版加入瞭專門章節討論主流求解器（如有限體積法）的穩定性和收斂性處理，並提供瞭大量關於網格生成對結果敏感性的案例分析。 3. 非牛頓流體模型庫完善： 對剪切增稠、剪切稀化、粘彈性流體（如高分子溶液）的本構方程進行瞭詳盡的對比和適用性分析，輔以工業中的應用實例（如鑽井泥漿、食品加工）。 4. 湍流模型現代化： 詳細闡述瞭RANS模型（$k-epsilon, k-omega$ SST）的最新發展，並引入瞭對大渦模擬（LES）和直接數值模擬（DNS）在特定高精度需求場景下的原理性介紹與局限性討論。 章節結構概覽（聚焦非動力學範疇） 全書共分為六大部分，涵蓋瞭流體力學的核心理論體係： 第一部分：流體力學基本概念與守恒定律（Foundational Principles） 本部分建立流體力學分析的數學基礎。詳細論述瞭流體的物質導數（Material Derivative）的物理意義，拉格朗日與歐拉描述的相互轉換。核心集中於流體靜力學：壓力分布的建立、浮力計算、靜止流體上的作用力分析（如水壩受力），以及流體運動的描述（速度場、應變率張量）。此部分嚴格基於質量守恒（連續性方程）的數學形式推導，並引入瞭流綫、跡綫與等勢綫的概念辨析。 第二部分：經典流體動力學方程組（The Governing Equations） 本部分是全書的理論核心。詳細推導並解析瞭納維-斯托剋斯（Navier-Stokes, N-S）方程在不同坐標係下的形式，並深入分析瞭無粘流體的歐拉方程。重點剖析瞭動量守恒的物理含義——壓力梯度力、粘性剪切力與慣性力的平衡。同時，引入伯努利方程的嚴格適用條件、修正形式及其在流量測量設備（如文丘裏管、皮托管）中的應用。 第三部分：粘性流動的分析與邊界層理論（Viscous Flow Analysis） 本部分聚焦於粘性效應顯著區域的分析。通過雷諾數（Reynolds Number）的引入，清晰界定層流與湍流的物理分界。詳細論述瞭邊界層的概念、分離現象及其對阻力計算的影響。其中，普朗特邊界層方程的推導、楔形流的相似解（Blasius解）的解析過程，是本部分的技術重點。 第四部分：相似性、量綱分析與實驗技術（Similarity and Experimental Methods） 本部分強調工程應用中的簡化和驗證方法。係統介紹瞭皮托數、弗勞德數、馬赫數等關鍵無量綱參數的物理意義。通過雷利（Rayleigh）量綱分析法，演示如何從基本物理量推導齣關係式，並預示現象的規律。此外，包含瞭對風洞、水槽等實驗設備的基本要求、數據采集的誤差分析，以及對模型相似性（幾何相似、運動相似、動力相似）的嚴格判據。 第五部分：特定流態分析（Specific Flow Regimes） 本部分涵蓋瞭流體力學中的幾類重要、具有高度實際意義的特定流動問題： 1. 管道流動與阻力損失： 詳細分析瞭圓管內充分發展流的層流與湍流特性，達西-韋斯巴赫公式的推導與摩擦因子圖（Moody Diagram）的精確解讀，以及局部阻力（閥門、彎頭）的計算方法。 2. 可壓縮流動基礎（非激波）： 主要關注低速或高超聲速（無激波）條件下的等熵流動、膨脹與壓縮過程，以及管道中流動的局部壅塞現象（Choked Flow）的分析。 3. 明渠與開闊水麵流： 探討瞭均勻流的概念，弗勞德數在渠道設計中的重要性，以及水躍（Hydraulic Jump）的能量耗散機製。 第六部分：現代計算與特殊介質（Modern Computation and Special Media） 本部分麵嚮前沿研究。詳細介紹瞭離散化技術（有限差分、有限體積法）在求解N-S方程中的應用流程，強調瞭壓力-速度耦閤算法（如SIMPLE係列）的迭代機製。同時，深入探討瞭非牛頓流體（如冪律流體）的本構方程如何嵌入到 Navier-Stokes 框架中進行求解，以及對多孔介質中滲流（如達西定律）的描述。 總結 《流體力學基礎（第十八版）》不僅是一本理論教科書，更是一本詳盡的工程工具書。通過其嚴謹的數學推導、豐富的工程算例（涵蓋能源、化工、環境、土木等領域）以及對現代數值方法的透徹講解，本書緻力於培養讀者從第一性原理齣發，解決復雜流體工程問題的能力。本書對概念的清晰闡釋和對公式背後物理圖像的強調，使其成為任何嚴肅對待流體力學研究者案頭的必備參考。