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出版者:Springer

作者:Roland B. Stull

出品人:

頁數:688

译者:

出版時間:1988-7-31

價格:GBP 260.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9789027727688

叢書系列:

圖書標籤:

• 大氣科學
• atm
• 348
• 氣象學
• 邊界層氣象學
• 大氣科學
• 微氣象學
• 大氣湍流
• 大氣穩定度
• 地錶過程
• 數值模擬
• 觀測技術
• 環境氣象學

好的，這是一份關於一本名為《深入流體力學：從基礎到前沿應用》的圖書的詳細簡介，此書內容完全不涉及邊界層氣象學： --- 《深入流體力學：從基礎到前沿應用》 內容概要 《深入流體力學：從基礎到前沿應用》是一部全麵而深入的流體力學教材與參考手冊，旨在為工程技術人員、科研人員以及高年級本科生和研究生提供一個堅實而係統的知識框架。本書的核心在於係統地闡述流體運動的物理原理、數學描述以及在現代工程領域中的實際應用，特彆關注不可壓縮流體和可壓縮流體的復雜流動現象，以及先進的數值模擬方法。 本書的結構設計遵循從經典理論到現代計算方法的遞進邏輯，確保讀者能夠逐步建立起對流體力學現象的深刻理解。它不僅僅是理論的堆砌，更注重將抽象的數學模型與具體的工程問題緊密結閤。 --- 第一部分：流體力學基礎與控製方程 本部分奠定瞭整個學科的理論基石，詳細迴顧瞭流體力學的基本概念、流體的本構關係以及描述流體運動的核心偏微分方程組。 第一章：流體的基本性質與流場描述 本章首先定義瞭流體（液體和氣體）與固體的主要區彆，重點討論瞭流體的連續介質假設的適用性。隨後，深入探討瞭流體的基本物理性質，如密度、粘度（牛頓流體與非牛頓流體）、錶麵張力以及壓縮性。在描述流場方麵，本書細緻區分瞭拉格朗日描述法和歐拉描述法，並引入瞭流綫、跡綫和流跡綫的概念，為後續的守恒律分析做好鋪墊。 第二章：流體運動的控製方程：納維-斯托剋斯方程 本章是全書的理論核心。我們將從牛頓第二定律和質量守恒原理齣發，詳細推導瞭適用於粘性流體的動量守恒方程——納維-斯托剋斯（Navier-Stokes, N-S）方程。推導過程中，對張量錶示法進行瞭必要的介紹，以確保數學描述的嚴謹性。同時，本章也推導瞭不可壓縮流體的簡化形式，並討論瞭在不同坐標係（笛卡爾、柱坐標和球坐標）下的方程錶達形式。能量守恒方程和狀態方程的引入，使得此章的討論覆蓋瞭熱力學效應影響下的流動問題。 第三章：基本流動問題與解析解 在掌握瞭N-S方程後，本章緻力於求解一係列經典且具有解析解的流動問題，這些問題是理解復雜流動的基礎。重點內容包括： 粘性流動的基本模型： 泊肅葉流（Poiseuille Flow）和庫埃特流（Couette Flow）的精確解及其物理意義的探討。 不可壓縮流動的經典案例： 伯努利方程的嚴格推導及其在穩態流動中的應用限製。 邊界條件與流函數： 討論瞭在二維不可壓縮流動中，如何利用流函數和渦量來簡化N-S方程，並求解瞭一些簡單的無鏇流動問題。 --- 第二部分：流動分析與相似性原理 本部分將視角從直接求解方程轉嚮對流動現象的本質分析，引入瞭無量綱化、相似性理論以及流動失穩的概念。 第四章：無量綱化與相似性分析 本章強調瞭在工程和實驗中無量綱化的重要性。通過引入雷諾數（Reynolds Number, Re）、馬赫數（Mach Number, Ma）、傅汝德數（Froude Number, Fr） 等關鍵無量綱參數，本書解釋瞭如何通過量綱分析（如$pi$定理）來預測和關聯不同尺度下流動的相似性。重點分析瞭雷諾數在決定流動狀態（層流與湍流）中的決定性作用。 第五章：流動分離與邊界層理論的初步介紹 雖然本書的重點不在於傳統氣象學中的邊界層，但為瞭處理工程中的粘性效應，本章引入瞭普蘭特爾（Prandtl）的薄邊界層理論。此部分聚焦於粘性效應如何集中在靠近固體壁麵的狹窄區域，並利用邊界層近似對方程進行簡化。討論瞭壓力梯度對流動分離的影響，以及如何利用形狀因子（Shape Factor） 來評估分離的傾嚮性。 第六章：流動失穩與湍流基礎 本章探討瞭從有序的層流嚮無序的湍流過渡的機製。通過瑞利-泰勒（Rayleigh-Taylor）失穩和開爾文-亥姆霍茲（Kelvin-Helmholtz）失穩等經典案例，展示瞭流體失穩的內在物理機製。隨後，本書引入瞭湍流的統計學描述，包括平均量、脈動量、雷諾應力，並對雷諾平均納維-斯托剋斯（RANS）方程的睏難性進行瞭初步的探討。 --- 第三部分：可壓縮流體動力學 本部分專門處理高馬赫數流動，即流體密度隨速度變化顯著的流動，這在航空航天和高速工程中至關重要。 第七章：等熵流動與激波理論 本章專注於等熵（Isentropic）流動。從熱力學第二定律齣發，推導瞭氣體動力學的基本關係，如聲速、馬赫數與流速的關係。重點分析瞭收縮-擴張管道（拉伐爾噴管）中的流動特性，以及臨界狀態和喉部條件。 第八章：斜激波與正激波 本章深入研究激波（Shock Waves），這是高速流動中最顯著的非等熵現象。通過正激波的雷諾-亥姆霍茲（Rankine-Hugoniot）關係式，量化瞭激波兩側壓強、溫度和速度的突變。隨後，對斜激波的幾何結構和影響進行瞭詳細的分析，並介紹瞭如何利用$ heta-M$圖進行斜激波的設計與計算。 第九章：膨脹波與復雜可壓縮流場 本章討論瞭馬赫反射（Mach Reflection）、膨脹波（Expansion Waves），特彆是普蘭特爾-邁耶（Prandtl-Meyer）轉摺。這些理論是設計超音速翼型和復雜幾何管道的關鍵工具。 --- 第四部分：數值流體力學（CFD）基礎 現代流體力學分析越來越依賴計算工具。本部分旨在為讀者提供理解和應用CFD方法的必要數學和算法基礎。 第十章：CFD的離散化方法 本章概述瞭數值模擬的流程，重點介紹如何將連續的偏微分方程轉化為離散的代數方程組。詳細闡述瞭有限差分法（FDD）、有限體積法（FVM） 的基本原理和單元構造。針對N-S方程的非綫性特性，本書重點討論瞭對流項的數值格式（迎風格式、中心差分）及其在保持穩定性和精度的權衡。 第十一章：求解算法與收斂性 本章聚焦於求解綫性與非綫性代數方程組的算法。對於N-S方程，詳細分析瞭SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations） 算法族的工作流程，包括壓力-速度耦閤、壓力修正方程的建立與求解。同時，深入探討瞭網格生成技術（結構網格與非結構網格）對計算結果的影響，以及網格無關性驗證的重要性。 第十二章：湍流模型簡介與應用案例 基於RANS方程的需要，本章簡要介紹瞭最常用的兩方程湍流模型，如$k-epsilon$模型和$k-omega$模型，解釋瞭它們的物理基礎和各自的適用範圍，特彆指齣瞭它們在處理近壁麵流動時的局限性。最後，本書通過一個經典的外部繞流算例（如二維翼型繞流），展示瞭理論、計算與實驗數據之間的對比分析，強調瞭批判性評估計算結果的能力。 --- 讀者對象 航空航天、機械、土木、化學工程專業的高年級本科生及研究生。 從事流體設備設計、過程模擬和計算流體力學（CFD）分析的工程師和研究人員。 核心特點 1. 深度與廣度兼備： 覆蓋從經典解析解到現代數值方法的全光譜內容。 2. 嚴謹的數學推導： 嚴格遵循守恒律，確保所有物理方程的推導過程清晰無誤。 3. 強調物理直覺： 即使在復雜的數學描述中，也始終引導讀者理解背後的物理現象和工程意義。 4. 聚焦工程核心： 重點突齣可壓縮流動和湍流建模這兩個現代工程麵臨的主要挑戰。

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《An Introduction to Boundary Layer Meteorology》這本書在內容編排上的用心之處，讓我非常欣賞。它並非簡單地將知識點堆砌，而是通過一個精心設計的學習路徑，引導讀者逐步深入。我特彆喜歡書中關於“局地環流”的章節。它解釋瞭海陸風、山榖風等局地天氣現象的成因，以及這些現象如何影響我們日常生活。我過去一直對這些現象感到好奇，但缺乏係統性的解釋，而這本書則用清晰的圖示和生動的文字，為我描繪瞭一幅幅生動的景象。例如，它解釋瞭白天太陽輻射導緻陸地升溫更快，從而引發海風的形成，以及夜晚陸地降溫更快，導緻陸風的齣現。這種對日常現象的科學解釋，不僅滿足瞭我的求知欲，還讓我對周圍的環境有瞭更深刻的認識。這本書讓學習不再是枯燥的，而是充滿發現的樂趣。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我拿到《An Introduction to Boundary Layer Meteorology》這本書的時候，確實是抱著一種“挑戰自我”的心態。我過去在物理和數學方麵的基礎相對薄弱，對於氣象學這樣一門高度依賴數學工具的學科，我總是心存畏懼。然而，這本書的齣現，極大地改變瞭我的看法。我驚奇地發現，作者在講解過程中，雖然涉及到瞭不少公式和方程，但總能巧妙地將其置於一個清晰的物理背景之下，並且輔以詳盡的文字解釋，使得我這個“非數學專業人士”也能勉強跟上思路。書中對能量平衡、動量輸送等核心概念的闡釋，做得尤為齣色。我以前總覺得這些隻是書本上的概念，但通過書中對地錶輻射、感熱、潛熱等環節的細緻描繪，我纔真正體會到能量如何在邊界層內進行交換和轉化，以及這些交換是如何影響近地麵的氣溫、濕度等關鍵要素的。讓我印象深刻的是，作者並沒有迴避那些復雜的數學推導，而是將其作為理解物理過程的必要工具，並且在關鍵節點處進行瞭歸納總結，幫助讀者把握重點。即便有些推導過程我需要反復閱讀甚至藉助外部資料纔能完全理解，但整體而言，這本書給予我的收獲遠遠大於我付齣的努力。它讓我明白，學習科學並非不可能，關鍵在於找到閤適的引導者和恰當的學習方法。

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《An Introduction to Boundary Layer Meteorology》這本書，對於我這樣一位對大氣現象充滿好奇但又缺乏專業背景的讀者來說，簡直是一份珍貴的禮物。我一直以來對風的形成感到著迷，不明白為什麼風會從高壓區流嚮低壓區，為什麼會有季風，又為什麼在不同的地理環境下風力會有如此大的差異。這本書用極其詳盡而又相對易懂的方式，為我揭示瞭這些現象背後的科學原理。它深入淺齣地講解瞭梯度風、地轉風等概念，以及科裏奧利力如何在風的形成中發揮關鍵作用。我特彆喜歡書中關於摩擦力對風的影響的論述。它解釋瞭為什麼近地麵的風會比高空的風更弱，以及地錶粗糙度對風速分布的影響。這些知識不僅讓我對風有瞭更深刻的理解，還讓我能夠更好地解釋日常生活中遇到的各種風的現象。這本書讓我覺得，科學不再是遙不可及的，而是能夠以一種清晰、有邏輯的方式呈現在我麵前。

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這本書的封麵設計就透露齣一種沉穩而嚴謹的氣息，深藍色的背景搭配著銀灰色的文字，仿佛預示著即將展開的這是一場深入探究大氣邊界層奧秘的學術之旅。我一直對大氣科學領域充滿興趣，尤其是那些能夠解釋我們日常生活中那些看似尋常卻又極其復雜的自然現象的理論。風的形成、雲的飄移、以及我們感受到的溫度變化，這些都與大氣邊界層有著韆絲萬縷的聯係。在選擇閱讀材料時，我傾嚮於那些既有紮實理論基礎，又不失生動講解的書籍。當我第一次翻開《An Introduction to Boundary Layer Meteorology》時，我便被它清晰的邏輯和循序漸進的章節安排所吸引。作者似乎非常理解初學者的睏境，從最基本的概念入手，一步步引導讀者理解那些看似高深的物理過程。例如，在介紹湍流的形成時，書中並沒有直接拋齣復雜的數學模型，而是通過生動的類比和直觀的圖示，讓我們感受到空氣流動中的那種無序卻又充滿能量的運動。我尤其欣賞書中對觀測方法和數據分析的探討，這讓我認識到，科學理論的建立離不開嚴謹的實驗和細緻的觀測。這本書不僅僅是知識的傳遞，更是一種思維方式的培養，它鼓勵我去思考“為什麼”，去質疑，去探索。我期待著通過這本書，能夠更深入地理解我們賴以生存的大氣層，以及那些塑造我們氣候環境的微妙力量。

评分☆☆☆☆☆

不得不說，《An Introduction to Boundary Layer Meteorology》這本書的結構安排堪稱典範。我之前閱讀過很多科技書籍，但很少有能做到像它這樣條理清晰、邏輯嚴密的。從宏觀到微觀，從理論到實踐，每一個章節都像是一塊精心雕琢的拼圖，最終共同構成瞭對大氣邊界層完整而深刻的認識。我特彆欣賞書中對模型應用的介紹。在現代科學研究中，數值模型扮演著至關重要的角色，而這本書也恰當地融入瞭這方麵的內容。它不僅介紹瞭不同類型邊界層模型的原理和特點，還探討瞭模型在模擬和預測邊界層現象中的作用。讓我受益匪淺的是，書中還討論瞭模型的局限性和不確定性，以及如何通過觀測數據來驗證和改進模型。這種批判性的視角，讓我對模型有瞭更全麵、更客觀的認識，避免瞭盲目相信模型結果的誤區。此外，書中還包含瞭不少圖錶和示意圖，這些視覺化的輔助材料極大地降低瞭理解難度，讓那些抽象的物理過程變得直觀可感。總而言之，這本書在知識傳授的廣度和深度上都做得非常齣色，並且在學習體驗上也能讓人感受到作者的用心。

评分☆☆☆☆☆

從我個人的閱讀體驗來說，《An Introduction to Boundary Layer Meteorology》這本書給我最直觀的感受就是它的“實在”。它不像一些理論書籍那樣，隻是停留在抽象的概念和公式層麵，而是將這些理論與實際觀測和測量緊密地結閤起來。書中詳細介紹瞭各種用於測量邊界層參數的儀器和技術，比如超聲風速儀、聲雷達、通量塔等等，並且解釋瞭這些儀器是如何工作的，以及它們所能提供的數據類型。我尤其對書中關於渦度相關法（Eddy Covariance）的介紹印象深刻，它是一種直接測量地錶與大氣之間能量和動量交換的有效方法。通過對這些觀測技術的瞭解，我更加體會到瞭科學傢們為瞭準確描述邊界層過程所付齣的努力和智慧。這本書讓我認識到，任何科學理論的建立，都離不開嚴謹的實驗數據支持，而數據的獲取和分析本身，也是一門充滿挑戰的學問。

评分☆☆☆☆☆

當我認真閱讀《An Introduction to Boundary Layer Meteorology》這本書時，我發現它在講解一些較為復雜的物理過程時，非常注重循序漸進。它不會一開始就拋齣過於深奧的數學模型，而是先從一個基本的概念入手，然後逐步引入相關的理論和方程。我尤其喜歡書中對“湍流擴散”的闡釋。我過去對大氣中汙染物是如何擴散感到睏惑，而這本書則為我提供瞭一個清晰的解釋框架。它詳細介紹瞭湍流擴散的機理，包括渦耗散、能量級串等概念，並且探討瞭不同大氣穩定度條件下擴散效率的差異。我印象深刻的是，書中還討論瞭擴散模型在實際應用中的挑戰，比如如何準確地確定擴散參數，以及如何處理復雜的下墊麵和地形對擴散的影響。這種對實際問題的深入分析，讓我覺得這本書不僅具有理論價值，更具有很強的實踐指導意義。它讓我明白瞭，科學知識的學習，最終是為瞭解決現實世界中的問題。

评分☆☆☆☆☆

在我學習《An Introduction to Boundary Layer Meteorology》的過程中，我最大的感受就是它對實際應用的重視。這本書不僅僅停留在理論層麵，而是花瞭大量的篇幅來闡述邊界層過程在實際問題中的體現。比如，書中對城市邊界層和地形邊界層的討論，就讓我大開眼界。我一直好奇為什麼城市裏的空氣會比郊區更熱，以及山榖裏的風又是如何形成的。這本書為我一一解答瞭這些疑惑。它詳細解釋瞭城市下墊麵（如混凝土、瀝青）如何吸收和儲存熱量，以及城市建築結構如何影響空氣流動，從而導緻“城市熱島效應”。同樣，對於地形的影響，書中也給齣瞭深入的分析，包括斜壓性、科裏奧利力以及地形對風場、溫度場的擾動。我特彆喜歡書中包含的案例研究，這些案例真實地展示瞭邊界層理論是如何被應用於解決實際問題的，比如空氣汙染的擴散、風能資源的評估等等。這讓我覺得，學習這本書的知識不僅僅是為瞭滿足我的好奇心，更是能夠為我理解和解決現實世界中的環境問題提供理論支持。這種理論與實踐相結閤的教學方式，極大地增強瞭我學習的動力和興趣。

评分☆☆☆☆☆

當我第一次接觸到《An Introduction to Boundary Layer Meteorology》這本書時，我便被它所涵蓋的知識範圍之廣所震撼。它不僅僅局限於某個狹窄的領域，而是以一種係統性的視角，全麵地展現瞭大氣邊界層的各個方麵。書中對各種大氣邊界層過程的闡述，從最基礎的動量和能量輸送，到更復雜的化學物質擴散和邊界層與雲的相互作用，都進行瞭深入的探討。我尤其喜歡書中關於邊界層高度演化的部分，它解釋瞭白天和夜晚邊界層高度的變化規律，以及太陽輻射、地錶特徵等因素如何影響這種變化。這對於理解我們每天所經曆的天氣變化，有著非常重要的啓示。此外，書中還涉及到瞭邊界層在不同地理環境中的錶現，比如海洋邊界層、陸地邊界層以及冰雪覆蓋下的邊界層，這些差異性的討論，讓我更加清晰地認識到邊界層過程的復雜性和多樣性。這本書就像一個寶庫，每一次翻閱都能讓我有新的發現和感悟，極大地拓展瞭我的知識視野。

评分☆☆☆☆☆

《An Introduction to Boundary Layer Meteorology》這本書給我的整體印象是，它就像一位經驗豐富、耐心細緻的導師，一步步地引領著我探索大氣科學的復雜世界。我曾經嘗試閱讀過一些其他關於氣象學的書籍，但很多都過於晦澀難懂，讓我望而卻步。而這本書，則恰恰相反，它從最基礎的定義和概念開始，循序漸進地展開論述。我尤其喜歡書中對於“邊界層”這個概念的引入。作者通過一係列生動的例子，比如飛機起飛時受到的空氣阻力，或是高樓頂層的風力明顯大於地麵，來解釋邊界層的存在和重要性。這種貼近生活、易於理解的引入方式，讓我很快就對這個概念産生瞭直觀的認識。隨後，書中對邊界層內各種物理過程的講解，如湍流混閤、輻射傳輸、蒸發輸送等，也都是在這樣的基礎上進行的。讓我印象深刻的是，書中並沒有簡單地羅列公式，而是著重解釋瞭這些公式背後所蘊含的物理意義，以及它們是如何相互關聯、共同作用的。這種深入淺齣的講解方式，讓我感覺自己並不是在死記硬背，而是在真正地理解和掌握這些知識。

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寫的超級好~~ 靠著這本書，我得瞭A，若隻靠課件就嗬嗬瞭

评分☆☆☆☆☆

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