水力学学习指导与习题解答 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:赵明登

出品人:

页数:241

译者:

出版时间:2009-5

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787508463438

丛书系列:

图书标签:

水力学
流体力学
学习指导
习题解答
工科教材
高等教育
工程应用
水工
流体机械
理论学习

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具体描述

《水力学学习指导与习题解答(普通高等教育十一五国家级规划配套辅导教材)》由赵明登编著，本书为国家级精品课程水力学系列教材之一，内容包括水利水电类水力学各章节的学习指导、内容提要、例题分析解答、习题与答案，书中含有例题165个，思考题221个，作图题36个，计算题及证明题173个，共计595个题目，另外还有武汉大学近两年的水力学期末考试真题和研究生入学考试真题。

《水力学学习指导与习题解答(普通高等教育十一五国家级规划配套辅导教材)》可供水利水电类、土木建筑类等专业学生学习、复习与备考之用。

工程流体力学基础与应用 ——为理解复杂流体行为与工程实践而设的深度指南本书旨在为土木、水利、机械、环境等相关工程领域的学生及专业人士，提供一套系统、深入且具有高度实用性的流体力学理论框架与工程应用指南。它摒弃了过于基础的入门叙述，直接聚焦于流体力学在现代工程设计与分析中所必需的核心概念、高级理论模型以及前沿计算方法。第一部分：流体运动学的精确描述与分析本部分内容专注于对流体运动状态的数学化描述，是理解后续动力学问题的基石。我们详细探讨了流体运动的各种描述方法，从物质点（Lagrangian）视角到空间域（Eulerian）视角之间的严格转换与联系。 1. 速度场与流线分析的深化：除了基本的流线、迹线和时间线概念外，我们深入剖析了速度梯度张量（Velocity Gradient Tensor）的物理意义及其在分析流体局部运动（如旋转、变形和剪切）中的核心作用。详细阐述了斯托克斯定理（Stokes’ Theorem）和高斯散度定理（Gauss’ Divergence Theorem）在宏观尺度体积积分与微观尺度表面积分之间的桥梁作用，并结合实际工程案例，演示如何利用这些定理来建立流量、动量和能量守恒的积分形式。 2. 物质导数与控制体理论的严谨性：重点阐述物质导数（Material Derivative）在描述随流体运动的物理量变化中的不可替代性。随后，基于牛顿第二定律的矢量形式，我们推导了适用于任意控制体的雷诺输运定理（Reynolds Transport Theorem, RTT）。RTT的推导过程被详尽分解，强调了系统态（System State）与控制体态（Control Volume State）转换时，穿越界面项（Surface Integral Term）的准确计算方法，尤其针对非定常流动中动量项的处理。第二部分：流体动力学：纳维-斯托克斯方程的深度解析本部分是全书的核心，致力于将流体运动的微观物理规律提升至严谨的偏微分方程形式，并探讨其在不同物理条件下的简化与求解策略。 3. 纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes Equations）的推导与物理内涵：我们采用基于动量守恒的控制体分析方法，结合流体单元的平衡，严格推导了不可压缩牛顿流体的纳维-斯托克斯方程。方程中每一项（惯性项、压力梯度项、黏性扩散项）的物理意义被赋予详尽的解释，特别是黏性项（二阶导数）如何体现流体的内在摩擦特性。 4. 边界条件与相似律的应用：详细讨论了在工程问题中至关重要的无滑移条件（No-Slip Condition）、自由表面条件以及固壁边界条件。引入了重要的无量纲数——雷诺数（Reynolds Number, Re）、弗鲁德数（Froud Number, Fr）和韦伯数（Weber Number, We）。通过量纲分析和 $Pi$ 定理，阐明了相似律（Similarity Laws）的构建原理，这对于实验流体力学和模型试验设计具有决定性指导意义。 5. 层流与湍流的特性区分与分析模型：对于低速、低速粘性影响显著的层流，我们详细分析了泊肃叶流动（Poiseuille Flow）和库埃特流动（Couette Flow）的精确解，并讨论了流体素（Fluid Element）的刚性旋转与变形。对于不可避免的湍流，本书不再停留在定性描述，而是深入探讨了湍流的统计特性（均值化、脉动、湍流强度）。重点介绍雷诺时均方程（Reynolds-Averaged Navier-Stokes, RANS）的推导，以及由此引出的湍流应力项（Reynolds Stress）问题。随后，详尽对比了业界广泛采用的$k-epsilon$ 模型和 $k-omega$ 模型的适用范围、收敛特性及其在近壁区（Near-Wall Treatment）的数值处理策略。第三部分：工程中的能量、动量与质量守恒本部分将理论与实际工程问题紧密结合，探讨流体中热量、动量交换的机制。 6. 伯努利方程的推广与局限性：在介绍经典的伯努利方程（Bernoulli’s Equation）及其在无旋、无耗散流动中的应用后，立即引入了广义伯努利方程（Extended Bernoulli Equation），明确计入了泵功和水头损失（Head Loss）项，将其作为管道系统能量平衡分析的实用工具。深入分析了沿程损失（Friction Loss）和局部损失（Minor Loss）的计算方法，包括达西-韦斯巴赫公式（Darcy-Weisbach）的修正与应用。 7. 动量积分法在边界层分析中的应用：对于流体力学中最为复杂的现象——边界层，本书采用动量积分法（Momentum Integral Method），特别是普兰特-卡门方程（Prandtl-Karman Momentum Equation），来近似求解平板上气流/水流的分离点和拖曳系数。这提供了一种在不完全求解N-S方程的情况下，评估壁面剪切应力的有效手段。 8. 开放水域流动与非恒定流的初步探讨：简要介绍了浅水方程（Shallow Water Equations）的基本形式，用于分析大型水利工程中的非恒定、非均匀流动现象，如水波传播和洪水演进的基础模型。第四部分：计算流体力学（CFD）的工程实践导论鉴于现代工程分析的趋势，本书最后一部分为计算方法奠定了坚实的理论基础，为后续的专业软件学习做准备。 9. 离散化基础：有限差分法与有限体积法：详细对比了有限差分法（FDM）和有限体积法（FVM）的核心思想。重点阐述FVM在处理复杂几何体和确保守恒性方面的优势。通过对流-扩散方程（Advection-Diffusion Equation）的离散化过程，讲解了一阶迎风格式（Upwind Scheme）和高阶格式（如QUICK格式）的稳定性和精度权衡。 10. 压力-速度耦合算法：SIMPLE族的原理：系统介绍压力-速度耦合问题的核心困难，并深入解析了SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations）算法的迭代解耦机制，包括压力校正方程的建立与求解过程，这是求解所有稳态/非稳态Navier-Stokes方程的基石。本书的结构设计，力求在理论深度与工程实用性之间达到完美的平衡，确保读者不仅能“使用”公式，更能理解公式背后的物理机制，从而在面对复杂、非常规的工程挑战时，具备建立和验证模型的能力。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

初次接触这本参考资料时，最让我感到惊喜的是它对基础概念的阐述方式，简直是化繁为简的大师之作。作者似乎深谙学习者的认知曲线，他们没有急于抛出那些令人望而生畏的复杂微分方程，而是循序渐进地从最基本的流体静力学原理，比如帕斯卡定律在实际工程中的应用场景，娓娓道来。每一个核心概念的引入，都伴随着精妙的类比和生活化的实例，仿佛身边有一位经验丰富的教授，用最接地气的方式为你揭开水流运动的神秘面纱。例如，对于伯努利原理的讲解，它不仅仅停留在公式的罗列上，而是通过分析水泵的工作原理和堰槽的设计，将抽象的能量守恒定律具象化为可触摸、可感知的工程实践。这种由表及里、由浅入深的叙事逻辑，极大地降低了初学者的入门门槛，使得那些曾经被视为“硬骨头”的理论知识，如今读起来也变得通透易懂，让人信心倍增。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏本书在逻辑结构上的严密性与流畅性，它构建了一个近乎完美的知识迷宫引导系统。全书的章节编排并非简单的知识点堆砌，而是遵循着一条清晰的、由宏观到微观的脉络。例如，在讨论管道输水问题时，它首先梳理了不同类型的管网系统，随后深入探讨了水头损失的计算模型，紧接着才引入水泵选型的复杂决策过程。每向前推进一个模块，都会自然地引用前面已建立的理论基础，形成了一个坚实的知识闭环。更令人称道的是，作者在章节末尾设置的“反思与拓展”环节，它巧妙地引导读者跳出课本框架，思考这些理论在更广阔的水利工程领域，比如防洪、灌溉或城市供水系统中的潜在应用和局限性。这种引导，促使读者从被动接受知识，转变为主动构建知识体系，培养了批判性思维，这对于任何希望在水利领域深耕的人来说，都是无价的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用价值，绝非仅体现在理论的解析上，其在习题与解析部分的深度和广度，才真正彰显了其作为“学习指导”的核心价值。市面上很多参考书的习题往往只是对课本例题的简单换汤不换药，但这里的习题设置明显经过了精心的设计和筛选。它们覆盖了从基础计算到复杂系统分析的完整光谱，难度梯度设置得非常合理，让人能够清晰地追踪自己的学习进度。而最关键的部分在于“解答”部分，它不仅仅给出了最终的数值答案，更重要的是，它详细地展示了每一步的推理过程、所依据的公式来源，甚至还对可能出现的计算陷阱进行了特别的警示。这种“手把手”的解析方式，有效地弥补了课堂教学中由于时间限制而无法深入讲解的空白，真正起到了“答疑解惑”的作用，让读者能够真正理解“为什么”会得到这样的结果，而非仅仅是“是什么”。

评分☆☆☆☆☆

这部著作的装帧设计着实引人注目，封面采用了深邃的湖蓝色调，象征着水的无穷魅力与科学的严谨性。纸张的质感相当出色，触手可及的厚实感和细腻度，让人在翻阅时有一种庄重且舒适的体验。尤其值得称赞的是字体排版，无论是正文还是图表的注释，都清晰锐利，间距适宜，即便是长时间研读也不会产生视觉疲劳。插图的印刷质量达到了极高的水准，那些复杂的流线图和剖面图，线条流畅，色彩过渡自然，极大地增强了抽象概念的直观性。这不仅仅是一本教材，更像是一件精心制作的工艺品，体现了出版方对知识传播媒介的尊重与匠心。细节之处见真章，比如书脊的装订牢固，确保了书籍可以平摊打开，这对需要对照公式和例题的读者来说，无疑是极大的便利。整体而言，从触感到视觉的每一个环节，都透露出对读者体验的深度考量，为知识的汲取铺设了一条平坦而愉悦的道路。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，阅读这本书的过程，更像是一场与专业领域进行深度对话的旅程。它成功地平衡了学术的严谨性与教学的亲和力，使得晦涩的流体力学原理变得触手可及。书中引用的工程案例似乎都经过了反复的锤炼，它们不仅是检验知识掌握程度的工具，更是激发学习兴趣的火花。特别是对那些面临专业考试压力的读者而言，这本书提供的系统性框架和详尽的解题思路，无疑是攻克难关的“定海神针”。我深切感受到，作者倾注了极大的心血来确保每一位认真对待它的读者，都能在这门学科中建立起坚实、可靠的知识堡垒。它无疑是本专业领域内一部不可多得的、能够切实提升个人工程素养的宝贵文献，值得所有相关专业的学生和从业人员珍藏与反复研读。

评分☆☆☆☆☆