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出版者:John Wiley & Sons

作者:R. Byron Bird

出品人:

頁數:895

译者:

出版時間:2002

價格:0

裝幀:Paperback

isbn號碼:9789971514204

叢書系列:

圖書標籤:

• 傳熱學
• 傳質學
• 流體力學
• 輸運現象
• 化工工程
• 物理化學
• 流體流動
• 熱量傳遞
• 質量傳遞
• 擴散現象

《流體力學基礎：從宏觀到微觀的透視》 第一章：流體力學的基本概念與曆史沿革 本章將為讀者構建流體力學這一宏大領域的入門基石。我們將深入探討流體的定義，區分牛頓流體與非牛頓流體，並介紹描述流體運動所需的關鍵物理量，如密度、壓力、粘度以及速度場。流體力學的發展曆程充滿著人類智慧的火花，從阿基米德的浮力原理到牛頓的粘性定律，再到歐拉和納維-斯托剋斯方程的建立，我們追溯這些奠基性的思想如何塑造瞭我們對流體行為的理解。特彆地，本章會詳細闡述標量、矢量和張量在描述流體性質中的應用，為後續深入分析做好數學準備。我們還將引入雷諾數（Reynolds Number）這一無量綱參數，解釋它在區分層流與湍流狀態中的核心作用，並初步探討相似性原理在工程問題中的應用潛力。 第二章：流體靜力學：靜止流體的平衡世界 流體靜力學是流體力學中最直觀的分支之一。本章聚焦於流體在靜止或相對於參照係保持勻速運動狀態下的平衡問題。核心內容是帕斯卡定律（Pascal's Principle）及其在液壓係統中的應用。我們將嚴格推導靜水壓力的分布規律，即壓力隨深度的綫性變化關係，並引入等壓麵（Isopiestic Surface）的概念。浮力、阿基米德原理的嚴格證明和應用是本章的重點，通過計算流體作用在浸沒或漂浮物體上的閤力，解決諸如潛艇設計和船體穩定性等實際問題。此外，我們還將探討測壓儀器的原理，如皮托管、壓力計和波登管，並分析不同形式的邊界條件對靜力平衡場的影響。對麯綫錶麵上的流體作用力的計算，將展示張量分析在處理復雜邊界問題時的威力。 第三章：流體動力學基礎方程組：守恒律的數學錶達 本章是全書的核心，旨在建立描述流體運動的數學模型，即守恒定律的微分形式。我們將從質量守恒（連續性方程）、動量守恒（納維-斯托剋斯方程）和能量守恒（能量方程）這三大支柱齣發，進行詳盡的推導。對於納維-斯托剋斯方程，我們將分彆考察其在笛卡爾坐標係、柱坐標係和球坐標係下的具體形式，並強調對流項、壓力梯度項和粘性項的物理意義。本章將側重於對這些偏微分方程組的物理詮釋，而非復雜的解析求解。同時，我們將引入歐拉方程（Euler Equations），作為理想無粘流體的簡化模型，並討論其在某些特定工況下的適用性。 第四章：理想流體運動與伯努利原理 在特定假設——無粘性、不可壓縮——下，流體動力學方程組被大大簡化為歐拉方程。本章將圍繞這一簡化模型展開，核心是伯努利方程（Bernoulli's Equation）的推導與應用。我們將展示伯努利常數如何在無粘、無鏇的流綫上保持不變，並探討其在不同參考係下的形式。從著名的托裏拆利定律（Torricelli's Law）到文丘裏效應（Venturi Effect），本章將通過大量的經典算例，揭示伯努利原理在航空航天、管道流量測量中的基礎作用。此外，我們還將討論勢流理論（Potential Flow Theory）的初步概念，介紹流函數（Stream Function）和速度勢函數（Velocity Potential），為理解更復雜的二維無粘流動打下基礎。 第五章：粘性流動的分析：層流與湍流的特徵 引入粘性後，流體的運動變得復雜得多，本章將深入研究粘性對動量傳遞的影響。我們將重新審視納維-斯托剋斯方程，並聚焦於其粘性項。泊肅葉流（Poiseuille Flow）——在圓管中穩定發展的層流——將作為分析粘性影響的經典案例進行詳細解析，包括速度剖麵、最大速度和壓降的精確計算。另一關鍵案例是庫埃特流（Couette Flow），用於研究兩平行平闆間流動的基本特性。本章還將詳細探討邊界層理論（Boundary Layer Theory）的起源和重要性，理解摩擦阻力産生的原因。在宏觀尺度上，我們將對湍流（Turbulence）的隨機性、三維性和各嚮異性進行定性描述，並介紹雷諾平均納維-斯托剋斯（RANS）方程的基本思想，為計算流體力學（CFD）的初步概念做鋪墊。 第六章：相似性、量綱分析與工程應用中的無量綱化 在許多復雜的流體力學問題中，直接求解微分方程往往不切實際。本章強調量綱分析（Dimensional Analysis）和相似性原理（Similarity Laws）作為解決工程問題的強大工具。我們將係統介紹 Buckingham Pi 定理，指導讀者如何通過係統化的方法從一組物理變量中提取齣獨立的無量綱參數組閤（Pi terms）。這些無量綱數，如雷諾數（Re）、弗勞德數（Fr）、韋伯數（We）等，不僅是理解物理現象的關鍵指標，也是進行模型縮放和風洞試驗設計的理論基礎。本章將通過具體的工程實例，如水壩模型試驗或飛機翼型阻力預測，展示如何利用相似性原理將實驗室數據有效地外推到實際尺寸的工程係統中。 第七章：管道流動與管路係統分析 本章將流體力學的理論知識應用於最常見的工程實踐場景——管道流動。我們將區分圓管內流動和明渠流動。對於圓管，本章詳細分析瞭達西-韋斯巴赫（Darcy-Weisbach）摩擦因子圖（Moody Chart）的構造及其在層流和湍流區域的應用。我們將計算沿程水頭損失，並引入局部水頭損失的概念，用於分析閥門、彎頭和突然收縮/擴張等附件對係統總壓降的影響。隨後，本章將介紹管路係統的串聯和並聯組閤分析方法，以及如何確定泵的性能麯綫與係統阻力麯綫的交點，從而確定實際工作點。此外，水錘現象（Water Hammer）作為管道中瞬態流動導緻的嚴重壓力波動，其産生機製和基本抑製措施也將被引入討論。 第八章：流體與物體的相互作用：阻力與升力 當流體與固體物體相互作用時，物體將受到流體施加的閤力，即阻力（Drag）和升力（Lift）。本章將係統地分析這些力的産生機理。阻力方麵，我們將區分壓力阻力（或形狀阻力）和摩擦阻力，並討論不同幾何形狀（如球體、圓柱體）在不同雷諾數下的阻力係數變化。升力方麵，核心在於對翼型（Airfoil）的研究，我們將解釋庫塔-茹科夫斯基定理（Kutta-Joukowski Theorem）如何通過引入環量（Circulation）來預測升力。本章將探討升力與阻力的平衡在航空器設計中的關鍵地位，並介紹動量守恒定律在計算作用力上的應用（控製容積法）。 第九章：流體測量技術與實驗方法 理解流體現象需要準確的測量。本章將介紹流體力學實驗中常用的各種測量技術。在壓力測量方麵，除瞭基礎的靜壓和動壓測量外，還將介紹皮托管測量流場速度的原理和局限性。對於速度場測量，本章會涉及傳統的粒子影像測速法（PIV）和激光多普勒測速法（LDV）的基本原理，及其在獲取復雜流場二維或三維速度分布上的優勢。此外，我們將探討流量測量（如渦街流量計、超聲波流量計）和溫度測量的方法。本章的重點在於理解每種測量方法的適用範圍、精度限製以及如何通過閤理的實驗設計來減少測量誤差，確保數據的可靠性。 第十章：流體動力學的擴展議題：壓縮性與多相流初步 本章將把讀者的視野從低速不可壓縮流體拓展到更廣闊的領域。首先，我們將引入可壓縮流體（Compressible Flow）的概念，討論當流速接近聲速時，密度變化帶來的顯著影響。馬赫數（Mach Number）作為區分亞音速、跨音速和超音速流動的關鍵參數，其物理意義將被深入剖析，並簡要介紹等熵膨脹和激波的初步概念。其次，本章將對多相流（Multiphase Flow）進行初步的概述，包括氣-液、氣-固、液-液等典型係統的流動特性，以及多相流在化工、石油開采和核工程中的重要性，為後續更專業領域的研究埋下伏筆。

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我剛剛體驗瞭一場關於**中世紀音樂理論與哲學**的深度對話。這本書完全沒有現代音樂的影子，它帶領讀者穿越迴格裏高利聖詠和早期復調音樂的時代，探討的是**聲音本身的形而上學意義**。作者的論證路徑非常獨特，他將早期的**音高體係**（如教會調式）與當時的**宇宙觀**緊密聯係起來，認為音樂不僅僅是藝術，更是模仿上帝創造世界的工具。書中對**“和聲”的誕生**進行瞭哲學層麵的解構，指齣從單一鏇律到多聲部閤唱的轉變，不僅僅是技術的進步，更是人類對“整體性”與“個體差異共存”的理解方式的根本性飛躍。閱讀過程中，我仿佛置身於一座古老的修道院圖書館，身邊是羊皮紙捲和昏暗的燭光。作者對**記譜法的發展**的闡述細緻入微，特彆是對**紐姆記譜法**如何逐漸精確化的描述，展現瞭知識積纍的艱辛曆程。這本書的語言充滿瞭一種古典的莊重感和對美的執著追求，它讓我意識到，我們今天習以為常的音樂結構，在那個時代是多麼神聖而具有革命性的探索。它是一次對“聽覺經驗”的深度溯源。

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我剛讀完一本關於**古典文學**的巨著，簡直要為作者那令人驚嘆的敘事功力和深邃的人性洞察力鼓掌。這本書並沒有過多地糾纏於復雜的科學公式或工程細節，而是將筆觸投嚮瞭人類情感最微妙的角落。它講述瞭一個發生在中世紀歐洲某個偏遠小鎮的故事，主角是一個技藝精湛但內心充滿矛盾的**製錶匠**。作者通過細膩的心理描寫，展現瞭主人公在麵對傳統束縛與個人理想之間的掙紮。書中關於時間流逝的哲學思考尤其引人入勝，那些關於“永恒”與“瞬間”的辯論，讓我反復閤上書本，陷入沉思。書中對環境的描繪也極其到位，無論是清晨薄霧籠罩的鵝卵石街道，還是午後陽光穿過彩色玻璃窗灑下的斑駁光影，都仿佛觸手可及。我特彆欣賞作者如何巧妙地運用**象徵主義**手法，將小鎮的衰敗與主人公內心的凋零聯係起來，使得整部作品的悲劇色彩更加濃鬱。這本書無疑是一次對人性和時代變遷的深刻探索，它的文字如同醇厚的紅酒，需要慢慢品味，纔能體會到那份曆經沉澱後的甘美與復雜。這本書的結構非常精巧，沒有冗餘的枝節，每一個場景、每一句對話似乎都在為最終的結局蓄力，那種精心構建的命運感讓人不寒而栗，但又無法抗拒地被吸引進去。

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這是一本精彩絕倫的**軍事曆史**著作，它聚焦於一個常常被主流敘事忽略的戰場——**後勤補給綫**。作者以極其紮實的**檔案研究**為基礎，揭示瞭戰爭的勝負往往不在於前綫的英勇衝鋒，而在於後方那些看不見的火車、卡車和倉庫管理者。本書的核心論點是“**熵增定律在軍事行動中的體現**”，即戰爭的復雜性會隨著時間的推移而不可避免地增加，而對這種復雜性的管理能力，決定瞭最終的成敗。書中詳細分析瞭拿破侖戰爭和二戰期間，不同國傢在物資調配、疾病控製、甚至軍糧口味標準化方麵的巨大差異。例如，作者花瞭大量篇幅描述一戰時期的**馬匹疾病**如何成為影響戰局的關鍵變量，這絕對是顛覆性的視角。行文風格兼具曆史學傢的嚴謹和偵探小說般的緊張感，尤其是在描述關鍵物資短缺如何引發鏈式反應時，那種“一招不慎，滿盤皆輸”的緊迫感躍然紙上。這本書的地圖繪製和數據可視化也非常齣色，讓那些抽象的數字和綫索變得具體可感。它重新定義瞭“戰略”的含義，將後勤提升到瞭與戰術同等重要的地位。

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這本書徹底顛覆瞭我對**現代都市生活**觀察的視角。它不是那種快節奏、充滿爆炸場麵的小說，而更像是一部慢鏡頭下的社會觀察報告。作者聚焦於一個高度數字化的未來都市中，個體如何努力維持其“人性”的完整性。書中的核心議題似乎圍繞著“信息過載”與“情感麻木”之間的悖論展開。我非常喜歡作者對**虛擬現實技術**的批判性描述，它揭示瞭當人們可以輕易定製感官體驗時，真實連接的價值反而被抬高到瞭近乎神聖的地位。主角是一位**數據修復師**，他的工作就是從龐雜的、被遺忘的舊數據流中，搶救齣那些被算法判定為“無用”的情感片段。這種工作本身就充滿瞭詩意與悲涼。書中穿插瞭大量關於**認知偏差**和**信息繭房**的討論，雖然沒有直接引用學術術語，但其對社會心理的剖析入木三分。讀完後，我開始審視自己手機上的通知，思考有多少信息是真正“有意義”的。這本書的語言風格冷峻而精確，像手術刀一樣切開現實的錶皮，直達核心的痛點，讓人不得不承認，我們正生活在一個既便利又極其孤獨的時代。

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哇，這本關於**生物多樣性與生態倫理**的非虛構作品簡直是知識的海洋！作者的學術背景顯然非常深厚，但最難能可貴的是，她能將極其復雜的**進化生物學**概念，轉化為普通讀者也能理解的生動故事。全書結構清晰，從宏觀的全球氣候變化對特定物種的影響，逐步深入到微觀層麵的基因突變和適應機製。我特彆被其中關於**深海熱泉生態係統**的章節所震撼，那裏的生命完全不依賴於陽光，完全是另一種維度的生存法則。書中對“**係統性滅絕**”的論述極其令人警醒，它不是孤立的事件，而是多重壓力點疊加的連鎖反應。作者沒有采取煽情的語氣，而是用嚴謹的數據和無可辯駁的事實，構建起一種基於科學的敬畏感。閱讀過程中，我不斷地在想，人類自詡為地球的主宰，但我們對這些運作瞭數億年的精妙係統，瞭解得多麼少啊。這本書不僅是科普，更像是一部關於“謙卑”的宣言。它讓我對腳下的土地和呼吸的空氣産生瞭前所未有的責任感，強烈推薦給所有對自然世界抱有好奇心的人。

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