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出版者:University Science Books

作者:Donald A. McQuarrie

出品人:

页数:345

译者:

出版时间:2008-04-10

价格:USD 48.00

装帧:Paperback

isbn号码:9781891389566

丛书系列:

图书标签:

物理化学
数学
物理
化学
高等教育
理工科
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具体描述

A wonderful quotation advises students to listen carefully the moment they decide to take no more mathematics courses, as they might be able to "hear the sound of closing doors." This text, written by best-selling author Donald McQuarrie, is meant to keep doors open to undergraduate and even graduate chemistry students who need a quick review of the mathematical methods that are used throughout chemistry. It is the outgrowth of a collection of "MathChapters" from McQuarrie's famous texts, Physical Chemistry: A Molecular Approach and Quantum Chemistry Second Edition. These "MathChapters," now available to all, provide students with concise reviews of mathematical topics, discussing only the minimal amount that students need to know. By reading these reviews before the mathematics is applied to physical chemical problems, a student will be able to spend less time worrying about the math and more time learning the physical chemistry. This book can also be used as a supplement with an

好的，这是一份关于一本名为《流体力学基础与应用》的图书的详细简介： --- 流体力学基础与应用作者：史密斯·约翰逊著出版社：环宇科技出版社页数： 680页定价： 188.00元图书概述《流体力学基础与应用》是一本面向本科高年级学生、研究生以及工程专业人士的经典教材。本书旨在系统、深入地阐述流体力学的基本原理、控制方程及其在工程实践中的广泛应用。与传统教材侧重于纯理论推导不同，本书在严谨的数学框架下，始终贯穿着对物理图像的深刻理解，力求将复杂的流体力学概念以清晰直观的方式呈现给读者。全书内容覆盖了从流体的基本概念、流体静力学、不可压缩流体流动、粘性流体流动，到更高级的边界层理论、湍流、可压缩流动以及现代计算流体力学（CFD）导论等多个关键领域。本书注重理论与实践的结合，包含了大量精心挑选的实例分析和工程应用案例，帮助读者建立将理论知识转化为解决实际问题的能力。详细内容结构本书共分为十四章，内容循序渐进，逻辑严密。第一部分：基础与静力学 (第1-3章) 第1章：流体的基本概念本章首先界定流体的范畴，区分了流体与固体材料的本构特性。详细讨论了流体的基本属性，如密度、比重、粘度（牛顿流体与非牛顿流体）、表面张力及润湿性。引进了描述流体运动的两种基本描述方法：拉格朗日（物质）描述与欧拉（空间）描述，并明确了两者之间的关系，为后续的微分分析奠定基础。第2章：流体静力学本章聚焦于流体静止时的力学分析。推导了静水压力随深度变化的规律，包括等压面、压力梯度方程。重点分析了作用在平面和曲面上的流体总压力，并介绍了浮力、阿基米德原理以及流体静力学中的平衡应用，如水闸和油箱的设计考量。第3章：流体运动学本章从运动学的角度描述流体的运动，而不涉及作用力。引入了流线、迹线和时间线等概念，区分了层流与湍流。通过微分分析，导出了流场的加速率、物质导数（或随体导数）的表达式，并详细分析了流场的旋转和变形，特别是涡度（Vorticity）和应变率（Strain Rate）的概念。第二部分：控制方程与积分形式 (第4-6章) 第4章：流体动力学基本方程——积分形式本章是全书的核心基础之一。基于控制体（Control Volume）的概念，推导并阐述了流体力学的三大守恒定律的积分形式： 1. 连续性方程（质量守恒）：阐述了流体进出控制体的质量平衡。 2. 动量方程（牛顿第二定律）：详细推导了雷诺输运定理（Reynolds Transport Theorem）在动量守恒上的应用，用于分析作用在控制体上的合外力与动量变化率的关系。 3. 能量方程（热力学第一定律）：考虑了热传导、对流和做功，推导了控制体上的能量守恒关系。第5章：流体动力学基本方程——微分形式本章将第4章的积分形式方程转化为针对流场中每一点的微分形式，即纳维-斯托克斯（Navier-Stokes）方程组。详细讨论了无粘流体（欧拉方程）和牛顿流体（Navier-Stokes方程）的适用范围和形式。对N-S方程的物理意义进行了深入的剖析，指出了其在求解复杂流动中的核心地位和挑战。第6章：量纲分析与相似性本章介绍了流体力学中的重要工具——量纲分析。通过无量纲化，系统地引入了雷诺数（Re）、弗劳德数（Fr）、马赫数（Ma）等关键的无量纲参数。详细阐述了π定理（Buckingham Pi Theorem）的应用，并结合物理意义，讨论了工程中如何利用模型试验和相似性原理来预测原型流动行为。第三部分：典型流动分析 (第7-10章) 第7章：不可压缩流动本章重点研究低速流动，即密度变化可忽略不计的情况。分析了管道中的理想伯努利流动，并引入了能量损失的概念，推导了达西-韦斯巴赫（Darcy-Weisbach）摩擦因子方程，用于计算圆管内的完全发育的层流和湍流的压降。第8章：粘性流动的解析解本章深入探讨了在特定边界条件下，Navier-Stokes方程的解析解。重点分析了库埃特流动（Couette Flow，平板间剪切流）和泊肃叶流动（Poiseuille Flow，圆管内压驱动流），清晰展示了粘性对流场剖面的决定性影响。第9章：边界层理论边界层理论是理解高雷诺数流动的关键。本章介绍了普朗特对N-S方程的简化假设，推导了边界层内部和外部流动的控制方程。详细分析了平板上的均匀流边界层，包括普朗特-布劳修斯（Blasius）解的物理含义，以及动量积分方程在求解分离现象中的应用。第10章：流体阻力与升力本章将理论应用于经典的气动/水动力部件。详细分析了流体绕物体运动时产生的总阻力（压差阻力和摩擦阻力）和升力的产生机理。通过对翼型和钝体的分析，阐述了升力系数和阻力系数的含义，并讨论了关键的流体分离现象。第四部分：高级主题与现代方法 (第11-14章) 第11章：可压缩流体流动本章处理高速流动问题，其中流速接近或超过声速。系统介绍了等熵流、等熵膨胀/压缩过程。重点分析了激波（Shock Wave）的形成与特性，包括正激波和斜激波的斜波关系（Oblique Shock Relations），并讨论了喷管设计中的关键概念。第12章：湍流流动湍流是自然界和工程中最常见的流动状态。本章介绍了湍流的统计特性，如脉动速度和雷诺应力。区分了雷诺平均Navier-Stokes（RANS）方程和湍流模型。深入讨论了混合长度模型和简单的一维湍流模型，为理解湍流混合和输运过程打下基础。第13章：多相流与非牛顿流体本章拓宽了研究范围，涵盖了超越单相牛顿流体的复杂介质。探讨了气液、气固两相流动的基本概念，如空隙率和相间动量交换。对剪切变稀、剪切增稠等非牛顿流体的本构关系进行了介绍。第14章：计算流体力学（CFD）导论作为现代工程分析的桥梁，本章简要介绍了CFD的基本流程：前处理（网格生成）、求解器（离散化方法，如有限体积法）和后处理。阐述了有限差分法和有限体积法的基本思想，使读者了解如何将微分方程转化为计算机可解的代数方程组。本书特色 1. 物理直观性优先：每一推导都伴随着对物理现象的深入讨论，避免了纯粹的数学堆砌。 2. 丰富的工程实例：穿插了水力机械、航空航天、环境工程和生物医学工程中的实际问题，增强知识的应用性。 3. 严格的数学基础：对矢量分析和偏微分方程的应用进行了必要的复习和强化，确保读者能够驾驭控制方程。 4. 平衡理论与计算：既保留了经典解析解的严谨性，又引入了现代CFD方法的视角，为未来学习打下坚实基础。《流体力学基础与应用》不仅是课堂学习的有力工具，也是专业工程师在面对复杂流动问题时，进行理论回顾和问题求解的可靠参考手册。