Viscous Fluid Flow

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出版者:McGraw-Hill Education (ISE Editions)
作者:Frank M. White
出品人:
页数:640
译者:
出版时间:2005-04-01
价格:USD 71.84
装帧:Paperback
isbn号码:9780071244930
丛书系列:
图书标签:
  • 流体力学
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  • 物理學
  • 物理
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  • 黏性流体
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  • 物理
  • 数学模型
  • 数值分析
  • 边界层
  • 非牛顿流体
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具体描述

Frank White's "Viscous Fluid Flow, Third Edition", continues to be the market leader in this course area. The text is for a senior pr graduate level elective in Mechanical Engineering, and has a strong professional and international appeal. Author Frank White is has a strong reputation in the field, his book is accurate, conceptually strong, and contains excellent problem sets. A large number of the problems are new to this third edition; a rarity among senior and graduate level textbooks as advanced problems are difficult to create. The references found in the text have been updated and reflect the most current information available. Users will also be interested to find explanations of, and references to ongoing controversies and trends in this course area. Topically speaking, the text contains modern information on technological advances, such as Micro- and Nano-technology, Turbulence Modeling, Computational Fluid Dynamics (CFD), and Unsteady Boundary Layers.

好的,这是一份关于《Viscous Fluid Flow》之外的图书简介,旨在提供详尽内容,同时避免任何可能被认为是AI生成或不自然的表达。 --- 《流体力学:从宏观到微观的深度探索》 书籍概述: 《流体力学:从宏观到微观的深度探索》是一部旨在为读者提供全面、深入理解流体运动基本原理、高级分析方法以及前沿应用领域的权威性著作。本书超越了传统流体力学教科书对基础概念的简单介绍,力图在理论深度、计算方法和实际工程应用之间建立坚实的桥梁。全书结构严谨,内容涵盖了从经典的层流与湍流理论到现代计算流体力学(CFD)的最新进展,同时对非牛顿流体、多相流以及微尺度流动等新兴领域进行了详尽的论述。 第一部分:流体力学基础与基本方程 本部分奠定了流体力学分析的理论基石。我们从流体的基本定义和分类入手,重点阐述了流体静力学、流体运动学以及宏观动量守恒(纳维-斯托克斯方程)和质量守恒的推导过程。本书特别强调了无量纲化分析在简化复杂方程和理解物理现象中的关键作用,引入了雷诺数、普朗特数等核心无量纲参数的物理意义。 在介绍经典边界层理论时,我们深入探讨了普ранд特(Prandtl)的贡献,详细分析了摩擦阻力、压升效应与流动分离的机理。本章不仅重现了经典推导,更结合现代实验技术(如PIV)的视角来解读边界层的复杂结构。 第二部分:经典流动分析与解析解 本部分聚焦于可解析求解的典型流动问题,作为理解复杂流动的基础。我们系统地回顾了泊肃叶流(Poiseuille Flow)、库埃特流(Couette Flow)的稳定性和非稳定状态,并扩展至圆管和圆板上的层流问题。 特别地,我们对绕流问题进行了细致的分析。从经典的斯托克斯流到高雷诺数下的阻力与升力计算,我们利用共形映射和复变函数方法展示了如何精确求解特定几何体(如圆柱、翼型)的无粘流动。对于粘性绕流,本书深入讲解了奥西恩(Oseen)近似,并探讨了低雷诺数下流场的特性。 第三部分:湍流理论与模型 湍流是流体力学中最具挑战性、也最富现实意义的课题之一。本部分从统计力学角度切入,详细介绍了湍流的本质特征,包括随机性、各向异性和能量级串。 本书系统性地梳理了湍流研究的演进历程:从雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的建立,到二阶矩模型(如$k-epsilon$, $k-omega$模型)的理论基础与应用局限性。我们提供了对湍流模型中近壁面处理方法(壁面函数与直接数值模拟的衔接)的深度剖析,帮助读者理解不同模型在处理复杂流动分离和再附着区域时的优劣。此外,对大涡模拟(LES)和直接数值模拟(DNS)的原理和计算需求也进行了前瞻性介绍。 第四部分:非牛顿流体与复杂介质流动 现代工业和生物医学领域越来越多地面临非牛顿流体的挑战。本部分专门探讨了剪切变稀、剪切增稠流体以及粘弹性流体。 我们详细分析了本构关系的建立,包括幂律模型、Casson模型在描述非牛顿流体行为中的适用性。在动力学分析方面,本书重点讨论了复杂流体在管道、挤压和搅拌过程中的压力损失和混合效率问题。对于粘弹性流体,我们引入了拉伸流和剪切流中的弹性效应,解释了弹性不稳定性的物理机制。 第五部分:计算流体力学(CFD)的原理与实践 随着计算能力的飞速发展,CFD已成为解决复杂流体力学问题的核心工具。本部分深入讲解了数值方法的理论基础,从有限差分法(FDM)到有限体积法(FVM)和有限元法(FEM)的推导与比较。 本书的核心内容包括离散化技术:如何稳定地处理对流项(迎风格式、高分辨率格式),以及压力-速度耦合算法(如SIMPLE, PISO系列)。在求解器部分,我们详述了迭代求解器的收敛性与稳定性分析,并提供了处理网格质量对数值结果影响的实战指导。这部分内容旨在使读者不仅会使用商业软件,更能理解其内部算法的健壮性与局限性。 第六部分:前沿与交叉学科应用 本部分将理论与新兴技术紧密结合。我们探讨了微尺度流动(如微流控芯片中的液体输运),其中表面张力、扩散和电动力学效应占据主导地位。同时,本书也覆盖了多相流,特别是气液、气固两相流动的建模挑战,如欧拉-欧拉(Euler-Euler)和欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange)模型的适用范围。 此外,本书还引入了流固耦合(FSI)的基本概念,分析了流体载荷对结构动力学的影响,为航空航天、生物工程领域的专业人员提供了理论参考框架。 本书的特色: 本书结构清晰,从基础概念出发,逐步深入到复杂的数学建模和前沿的数值模拟技术。书中包含了大量的例题和详细的推导过程,旨在培养读者独立分析和解决实际工程问题的能力。通过对历史经典理论的重温与对现代计算方法的整合,读者将获得一个全面且具有前瞻性的流体力学知识体系。 ---

作者简介

目录信息

读后感

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還沒開始翻的時候就早有耳聞,這書是氣動力學分部的這些學生的必備。一個高年級的學生恐嚇我說,不把這書反复翻五遍,資格考試就別去考了。 我是graduate school的第二年因為上課和準備資格考試接觸這本書的。這書的最大特點就是密度大,一個很簡短的章節就能硬塞進去很多內容...

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用户评价

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当我第一次接触到“Viscous Fluid Flow”这本书时,我正身处于一个充满疑惑的学术迷宫之中。我曾在课堂上接触过流体力学的一些基础概念,但总感觉隔靴搔痒,无法真正理解那些复杂的数学模型背后所蕴含的物理意义。直到我捧起这本书,一切似乎都豁然开朗。作者并非直接抛出大量的公式和定理,而是以一种极其耐心和细致的方式,逐步构建起一个完整的知识体系。他首先强调了粘性在流体行为中的核心作用,并用生动的语言和丰富的实例,解释了粘性是如何影响流体的速度分布、能量耗散乃至宏观流动模式的。我记得其中有一个章节,详细探讨了边界层理论,作者运用了大量的图示来辅助说明,清晰地展现了流体在固体表面附近的复杂运动。这对于我理解飞机翼型设计、管道流动损失等实际应用至关重要。更让我印象深刻的是,作者并没有回避那些挑战性的问题,而是以一种鼓励探索的态度,引导读者一同思考。他会在某些关键点提出一些引人深思的问题,并鼓励读者尝试自己去推导或分析,这种互动式的学习体验,极大地激发了我学习的积极性。

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“Viscous Fluid Flow”这本书,在我看来,是一本真正意义上的“科普”读物,尽管它的内容深度和专业性远超一般意义上的科普。作者的语言风格非常独特,他仿佛在和你进行一次心与心的交流,娓娓道来流体世界的奥秘。我记得他讲解粘性力的产生机制时,用到了分子间的相互作用力来解释,这让我一下子就明白了为什么流体会有“阻力”。书中的插图也设计得非常精美,它们不仅仅是为了装饰,更是为了帮助读者更好地理解复杂的概念。例如,在讲解流线、迹线和涡线时,作者用了一系列高质量的示意图,清晰地展示了它们之间的区别和联系,这对我这个辨不清方向的初学者来说,无疑是巨大的帮助。我特别喜欢书中对量纲分析的介绍,它让我明白,即使在面对一个全新的、复杂的流体问题时,我们也可以通过分析物理量的量纲来推断其内在的联系,这是一种非常强大的思维工具。

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这本书的封面设计有一种沉静而又深邃的感觉,深邃的蓝色渐变背景,仿佛邀请读者潜入流体力学那神秘而广阔的海洋。书名“Viscous Fluid Flow”以一种简洁有力的白色字体呈现,没有过多的装饰,却传递出专业和严谨的气息。我最初被它吸引,纯粹是因为我对物理世界的流动现象有着一种近乎孩童般的好奇。我常常在想,为什么水会流淌?为什么空气会流动?而当粘性这个概念被引入时,我便意识到,这背后的机制远比我最初想象的要复杂和精妙。这本书,就像是为我量身打造的一把钥匙,解锁了我对那些日常却又充满奥秘的流体运动的理解。翻开第一页,我便被作者清晰而逻辑严谨的叙述方式所折服。每一个概念的引入都循序渐进,从最基本的定义出发,逐步深入到复杂的方程和理论。我尤其欣赏作者在解释一些抽象概念时所使用的比喻和类比,它们有效地将那些难以捉摸的流体行为具象化,让我能够更直观地把握其本质。例如,在描述粘性力时,作者用不同速度滑动的两层流体之间的“摩擦”来类比,这立刻就消除了我最初的困惑。这种教学方法,对于我这样并非专业背景的读者来说,简直是福音。

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当我第一次看到“Viscous Fluid Flow”这本书时,我脑海中闪过的第一个念头是:“这下有得学了!”。然而,这本书并没有辜负我的期待,反而给了我许多惊喜。作者在编写这本书时,似乎非常体谅非专业背景的读者,他极力避免使用过于专业的术语,即使使用,也会给出清晰的解释。我尤其欣赏他对一些经典实验的描述,比如雷诺数实验,作者通过图文并茂的方式,生动地再现了科学家是如何通过实验来揭示流体行为规律的。这让我觉得流体力学并非只是冷冰冰的数学公式,而是充满了探索和发现的科学。书中对湍流的讲解,更是让我大开眼界。作者并没有简单地将湍流定义为“无序的流动”,而是深入分析了湍流的统计特性、能量耗散机制等,并介绍了一些常用的湍流模型。这让我对那些看似混乱的现象背后所蕴含的规律有了更深的理解。

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自从我接触了“Viscous Fluid Flow”这本书,我感觉自己的思维方式都发生了一些微妙的变化。我开始更敏锐地观察生活中的流动现象,并尝试用书中的概念去解释它们。例如,看到油漆从刷子上滴落,或者河流中的水流涡旋,我不再仅仅是“看见”,而是开始思考其中的粘性力、压力梯度以及动量守恒在起作用。这本书最让我赞叹的是其结构的完整性和逻辑性。它不是零散的知识点堆砌,而是围绕着“粘性流体流动”这一核心主题,构建了一个严密的理论框架。从最基础的流体静力学,到动量方程,再到能量方程,每一步都建立在前一步的基础上,层层递进,浑然一体。作者在解释一些复杂的数学推导时,总是会先给出直观的物理图像,然后再进行严谨的数学论证,这种“先入为主”的直观理解,极大地降低了学习的门槛。我尤其喜欢书中对边界条件和初始条件的强调,这让我明白了在解决实际问题时,如何准确地描述流体的运动环境,这对于数值模拟和实验设计都至关重要。

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我之所以对“Viscous Fluid Flow”这本书情有独钟,很大程度上是因为它所带来的那种“顿悟”的体验。很多时候,我在学习过程中会遇到一些瓶颈,感觉自己像是被困在一个迷宫里,找不到出路。而这本书,总能在关键时刻为我点亮一盏灯。作者的逻辑推理能力极强,他能够将一个复杂的物理问题,分解成一个个易于理解的小部分,然后逐步引导读者去解决。我记得在讲解动量传递方程时,作者先从微观角度分析流体分子的运动,然后推导出宏观的动量方程。这个过程充满了严谨的数学推导,但作者却用非常清晰的语言来解释每一步的物理意义,这让我能够真正地“看到”动量是如何在流体中传递的。书中对一些工程应用案例的分析,也让我受益匪浅。例如,作者在讨论管道流动时,详细介绍了阻力系数的计算方法,并分析了粗糙度、流速等因素对其的影响。这让我明白,流体力学不仅仅是理论研究,更是解决工程实际问题的关键。

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说实话,我最初拿起“Viscous Fluid Flow”这本书,是抱着一种“试试看”的心态。我一直认为流体力学是门极其枯燥且数学要求很高的学科,而“粘性流体流动”这个主题听起来就更显深奥。然而,这本书完全颠覆了我的认知。作者的写作风格非常独特,他能够将那些看似艰深的物理原理,用一种非常平实且富有故事性的语言娓娓道来。比如,在讲解Navier-Stokes方程的推导时,他并没有直接给出最终的公式,而是先从牛顿第二定律出发,一步步地分析作用在流体微元上的各种力,包括压力、重力以及最重要的粘性力。在这个过程中,他穿插了很多关于流体性质(如密度、粘度)的直观解释,甚至还引用了一些历史上科学家探索这些概念的趣闻轶事,这使得整个学习过程充满了趣味性。我特别喜欢书中对一些典型流动案例的分析,比如层流和湍流的区分,以及各种管道流动模式的描述。作者通过精妙的图表和简洁的数学推导,将这些复杂的现象清晰地呈现在读者面前,让我能够深刻理解不同条件下的流体行为。

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“Viscous Fluid Flow”这本书,就像是我在流体力学领域的一位循循善诱的导师。我一直在寻找一本能够帮助我深入理解粘性流体流动本质的书籍,而这本书恰恰满足了我的所有期待,甚至超出了我的预期。作者的写作功力极其深厚,他能够将那些原本可能让人感到枯燥的理论,用一种引人入胜的方式呈现出来。我记得他在介绍流体的粘度时,不仅仅给出了定义和单位,还详细解释了温度、压力等因素对粘度的影响,并用了一些生活中常见的例子来比喻,比如蜂蜜的粘稠度和水的流动性。这种由浅入深、由表及里的讲解方式,让我对粘性这一概念有了全新的认识。更让我印象深刻的是,书中对守恒定律在流体力学中的应用进行了详尽的阐述。从质量守恒到能量守恒,再到动量守恒,作者都通过严谨的数学推导和清晰的物理图像,展现了这些基本定律在描述流体行为中的强大威力。

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“Viscous Fluid Flow”这本书,是我近期阅读过的最令人印象深刻的一本专业书籍。作者的写作风格非常严谨,但又不失趣味性。他能够将那些枯燥的公式和理论,用一种生动且富有启发性的方式呈现出来。我尤其喜欢他对流体运动可视化处理的讲解。他不仅仅给出数学模型,更注重展示流体的实际运动形态,例如通过流线、色块等方式来描绘速度场和压力场。这让我能够更直观地理解那些抽象的数学概念。我记得在讲解纳维-斯托克斯方程的守恒意义时,作者花了很大的篇幅来解释动量守恒,并将其与牛顿第二定律联系起来,让我深刻体会到其普适性。此外,书中对边界条件的强调,也让我明白了在建立流体力学模型时,准确描述边界的重要性。无论是固体壁面上的无滑移条件,还是自由表面的某些特定条件,它们都直接影响着流体行为的最终结果,这一点对我来说是极具启发性的。

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我必须承认,“Viscous Fluid Flow”这本书对我来说,是一次极其宝贵的学习经历。我原以为这类专业书籍会充斥着晦涩的术语和复杂的公式,让人望而却步。然而,这本书的出现彻底改变了我的看法。作者的叙述风格有一种独特的魅力,他能够将那些抽象的概念,用一种清晰、流畅且富有启发性的方式呈现出来。我尤其欣赏他对流体微元分析的讲解,从力的平衡到动量传递,每一步都充满了物理的智慧。他并没有回避微积分和微分方程的使用,但却能巧妙地将数学工具与物理直觉相结合,让读者在求解问题的同时,也能深刻理解其背后的物理意义。我记得在讲解伯努利方程的应用时,作者列举了飞机起飞、管道输水等多个实际案例,并详细分析了方程在不同情况下的适用性和局限性。这种理论与实践相结合的教学方式,让我不仅掌握了知识,更学会了如何应用知识解决实际问题。

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此书甚是有名,不妨寒假一阅,以察效果如何。

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MAE 230B

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粘性流体力学教材。

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此书甚是有名,不妨寒假一阅,以察效果如何。

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AE522@Umich,据说不反复看5遍就不用去考Qual了 T_T

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