Open Channel Hydraulics pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:French, Richard H.

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:

價格:657.00 元

裝幀:

isbn號碼:9781887201445

叢書系列:

圖書標籤:

• 水力學
• 開渠水力學
• 水文
• 流體力學
• 工程
• 水利工程
• 河流
• 渠道
• 水資源
• 計算水力學

水流動力學基礎理論與應用 作者： [此處留空，或填寫一位經驗豐富的工程師/學者的姓名] 齣版社： [此處留空，或填寫一傢專注於工程技術齣版的齣版社名稱] --- 叢書概述 本套叢書緻力於構建一個全麵、深入且極其實用的水利工程學知識體係，重點關注水流在自然和人工渠道中傳播、運動的物理規律、數學模型及其在實際工程設計與運營中的應用。叢書內容涵蓋瞭從最基礎的流體力學原理到復雜非恒定流、泥沙輸移、水質遷移等前沿課題的係統性闡述。 我們旨在為土木工程、水利工程、環境工程、地理科學等相關專業的研究人員、工程師和高年級學生提供一本權威的參考資料，幫助讀者深刻理解水流現象背後的力學機製，並掌握解決實際水利工程問題的科學工具。 --- 分冊介紹 本套叢書共分為五捲，結構清晰，層層遞進： 第一捲：流體力學基礎與控製方程（The Foundation: Fluid Mechanics and Governing Equations） 核心內容聚焦： 深入解析流體靜力學和流體力學的基礎理論，為後續所有水力學分析奠定堅實的理論基礎。 本捲首先迴顧牛頓力學在流體中的應用，詳細推導瞭流體的本構關係、粘性概念及其對流動的影響。重點闡述瞭雷諾輸運定理（Reynolds Transport Theorem），並基於此推導瞭連續性方程、動量方程（歐拉形式與納維-斯托剋斯方程）以及能量方程。這些偏微分方程是描述所有水流現象的數學骨架。 內容覆蓋瞭理想流體假設下的伯努利方程的推導與應用限製，以及真實粘性流體內部的剪切應力分布。此外，本捲對流動的無量綱化進行瞭係統討論，引入瞭雷諾數、弗勞德數等關鍵無量綱參數，強調瞭物理相似性和模型試驗設計中的關鍵原則。本捲的難點在於對矢量分析在流體力學中的應用，以及對速度場、壓力場和渦量場的精確描述。 第二捲：恒定均勻流與邊際水深（Uniform Flow Analysis and Normal Depth Determination） 核心內容聚焦： 專門處理在理想條件下，水流剖麵不隨時間和空間變化的經典“恒定均勻流”問題。 本捲是水力學分析的基石。它詳細闡述瞭曼寜公式（Manning's Formula）和謝纔公式（Chezy Formula）的物理意義、適用範圍及參數確定方法。通過平衡重力與沿程阻力，本捲導齣瞭精確計算水力坡度、水力半徑和流速的解析方法。 關鍵章節集中於最經濟斷麵（Economical Cross-Sections）的設計原則——即在給定過水麵積和材料約束下，如何使濕周最小化以減少水力阻力。此外，對矩形、梯形、圓形和自然河道斷麵進行瞭詳細的幾何特性分析。本捲的重點應用是確定工程設計中的正常水深（Normal Depth），這是渠道設計中必須首先確定的關鍵參數。對糙率係數（Manning's $n$ 值）的選取、修正及其在不同材料上的經驗取值進行瞭詳盡的錶格化總結。 第三捲：非恒定流與水麵麯綫（Gradually Varied Flow and Water Surface Profiles） 核心內容聚焦： 探討水流深度隨空間變化但不隨時間變化的“恒定非均勻流”——即水麵麯綫的形成、分類與計算方法。 本捲是水力設計中復雜性顯著增加的部分。它基於能量方程的微分形式，導齣瞭明斯基公式（Minkowski's Equation for GVF），即描述水麵麯綫的微分方程。本捲的核心工作是對所有可能的渠道邊界條件（如臨界坡度 $S_c$、正常坡度 $S_0$）和水麵坡度進行係統分類，識彆齣標準水麵麯綫的十種類型（如 M1, S2, C3 等）。 計算方法上，本捲詳盡介紹瞭數值積分法，特彆是步進法（Step Method）和數值求解法（如Runge-Kutta方法在特定情況下的應用）來求解非綫性水麵麯綫方程。本捲還深入分析瞭水躍（Hydraulic Jump）的形成條件、位置確定及其在能量消能工程中的應用，特彆強調瞭水躍前後動能和水位的突變關係。 第四捲：瞬變流、波浪與水力瞬變（Unsteady Flow, Waves, and Water Hammer） 核心內容聚焦： 研究水流速度和水位隨時間變化的瞬態現象，包括泥沙、汙染物遷移和管道係統中的水錘效應。 本捲內容轉嚮時間依賴性問題。首先，係統推導並求解聖維南方程組（Saint-Venant Equations），這是描述河流、河口及灌溉係統中一維瞬變流（如洪水波傳播）的核心模型。本捲詳細介紹瞭求解這些高度非綫性偏微分方程的數值方法，如特徵綫法（Method of Characteristics）和有限差分法。 其次，本捲深入探討瞭管道係統中的水錘現象（Water Hammer）。通過分析管道彈性、流體密度變化和瞬時閥門關閉（或開啓）引起的壓力波傳播，推導瞭瞬態壓力升高的理論上限，並介紹瞭壓力釋放閥、蓄能器等抑製水錘的工程措施。此外，對水中懸移質的輸運和水體汙染物隨流速變化的對流-彌散方程的簡化模型也有所涉獵，側重於瞬態過程下的物質遷移規律。 第五捲：水流阻力、泥沙運動與結構相互作用（Resistance, Sediment Transport, and Structure Interaction） 核心內容聚焦： 將水力學應用於復雜的泥沙問題、邊界層效應，以及水流與工程結構物的相互作用。 本捲將理論分析與實際的泥沙工程、水工結構設計相結閤。首先，對湍流模型進行瞭概述，重點討論瞭邊界層分離、水流切應力對糙率的影響，以及在非標準斷麵（如衝刷性河床）下的流速分布修正。 在泥沙運動部分，本捲詳細介紹瞭泥沙運動的起動判據（如希爾茲麯綫的工程應用），並係統講解瞭衝刷和淤積過程的平衡方程。對懸移質和推移質的輸運公式（如亞當斯公式、拉伊夫公式等）進行瞭對比和適用性分析。 最後，本捲討論瞭水流與硬結構（如堰、泄洪道、橋墩）的相互作用。分析瞭射流擴散、射流彎麯的機理，以及水流作用下的結構物局部衝刷評估方法。本捲的實踐性強，提供瞭大量用於工程評估的經驗性圖錶和計算流程。 --- 目標讀者與價值 本書是為以下專業人士和學生量身打造的： 1. 水利工程設計師： 用於渠道、水庫、泄洪設施的精確水力計算和優化設計。 2. 河流動力學研究人員： 作為研究自然河流係統、洪水預報和防洪減災的理論和數值工具箱。 3. 環境工程師： 用於水質模型構建、汙染物遷移路徑分析及水動力學模擬。 4. 研究生及高年級本科生： 作為流體力學和水力學高級課程的指定教材或核心參考書。 本套叢書的獨特價值在於，它不僅停留在理論推導層麵，更通過大量的工程實例、經驗公式的來源解析以及與現代數值計算方法的結閤，確保讀者能夠將嚴謹的理論轉化為可靠的工程決策。我們堅信，對水流動力學核心原理的透徹理解，是解決未來水資源挑戰的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

說實話，我最喜歡的是這本書在敘事上的那種“老派”的嚴謹與現代洞察力的完美結閤。在談及滲流問題，也就是地下水與地錶水相互作用的部分時，作者展現瞭令人驚嘆的跨學科視野。他沒有將地下水流簡單地視為一個獨立的章節，而是將其有機地融入到渠道穩定性的討論中去，這纔是真實世界水文過程的寫照。想象一下，你在設計一個渠道邊坡時，如果隻考慮明渠水流的剪切力而忽略瞭地下水位的變化帶來的孔隙水壓力，那設計無疑是有缺陷的。這本書的厲害之處就在於，它提醒我們，水力學遠不止於河道錶麵上的那一層流動，它根植於更廣闊的土力學和水文地質背景之中。他對“臨界流”概念的闡述也極其到位，通過對謝纔（Chezy）公式的修正和發展，展示瞭工程實踐如何驅動理論的進步。那種曆史的厚重感和對工程經驗的尊重，讓這本書讀起來充滿瞭人情味，仿佛不是一個冰冷的算法，而是無數工程師智慧的結晶。

评分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度確實令人印象深刻，它絕非泛泛而談的入門讀物，而是真正深入到瞭水動力學的核心地帶。我尤其對其中關於過渡流和水躍（Hydraulic Jump）的分析部分感到震撼。作者對能量和動量守恒定律的運用達到瞭爐火純青的地步，他不僅解釋瞭水躍形成的原因和其後的能量耗散機製，還詳細列舉瞭如何利用水躍來消能的工程實例，比如溢洪道的尾水渠設計。那種層層遞進的邏輯推導，像是在解開一個復雜的謎題，每一步都清晰可見，邏輯鏈條嚴密得讓人挑不齣刺。更難得的是，作者沒有停留在理論推導上，他流暢地將這些理論與現代的數值模擬技術聯係起來，提到瞭有限差分法在求解淺水波方程中的應用潛力。雖然書中並未提供完整的編程代碼，但那種指引方嚮的學術視野，已經足夠讓我這個在數字建模領域摸爬滾打的人感到茅塞頓開。對於那些希望從“知道”水力學公式，到“理解”水力學本質的人來說，這本書無疑是一座寶庫，它提供的知識密度非常高，需要細細品味，纔能領悟其精髓。

评分☆☆☆☆☆

總的來說，這本書提供瞭一種非常成熟且全麵的視角來看待開放水流係統。它不僅僅停留在計算流量和水位這種基礎操作層麵，而是更側重於係統的穩定性和長期演化。我尤其欣賞作者對“動力學平衡”的強調，這不僅僅是關於瞬時狀態的描述，更是關於如何設計一個能夠抵抗自然擾動的係統。在涉及到水工結構物（如堰和涵洞）對上遊和下遊水流影響的分析時，作者展示瞭對能量損失係數和局部阻力項的細緻考量，這種對細節的關注度，區分瞭“能做”和“做好”一個水利工程之間的鴻溝。這本書的價值在於它培養瞭一種係統性思維，讓你在看到一條河流或一個水工構築物時，能夠從水力、泥沙、結構穩定等多個維度進行綜閤評估。對於任何一位希望將理論知識轉化為可靠工程實踐的專業人士而言，這本書都是一本可以長期翻閱、常讀常新的參考經典。

评分☆☆☆☆☆

《Open Channel Hydraulics》這本書，坦白說，我剛拿到手的時候，心裏是有點忐忑的。畢竟水力學這個領域，聽起來就充滿瞭復雜的數學和晦澀的理論。我原本以為會是一本標準的教科書，堆滿瞭公式和圖錶，讀起來會像是在啃一塊硬邦邦的石頭。然而，翻開第一頁，我就發現事情有些不一樣瞭。作者的處理方式非常巧妙，他沒有一上來就拋齣納維-斯托剋斯方程（Navier-Stokes equations）這種“攔路虎”，而是選擇從更直觀的物理現象入手，比如河道中的水流是如何加速，又是如何減速的。他用大量的實際工程案例來佐證理論，這讓那些抽象的概念瞬間變得鮮活起來。比如，在講解均勻流和非均勻流時，他不僅僅是給齣瞭曼寜公式（Manning's equation）這類經典工具，更深入探討瞭邊界條件對流態的影響，這一點對於實際設計至關重要。我特彆欣賞其中對衝淤和衝刷問題的討論，那部分內容簡直是為水利工程師量身定做的，實用性極強，讓人感覺這不是一本死闆的學術著作，而更像是一位經驗豐富的老工程師在手把手地指導你如何應對真實的水流挑戰。讀完對水麵麯綫的章節，我感覺自己對水在不同坡度下錶現齣的那種“脾氣”有瞭更深層次的理解，不再是生硬地套公式，而是真正理解瞭水流背後的驅動力。

评分☆☆☆☆☆

這本書的圖錶製作和排版設計，也值得稱贊一番。在處理三維流動問題或復雜水麵綫路徑時，很多同類書籍的圖示往往模糊不清，讓人難以分辨方嚮和深度。但《Open Channel Hydraulics》在這方麵做得極為齣色，清晰的剖麵圖和平麵圖，配閤恰到好處的標注，大大降低瞭理解復雜幾何形態的難度。尤其是在講解非恒定流（Unsteady Flow）時，對聖維南方程（Saint-Venant Equations）的介紹，作者采用瞭分步展開的方式，先從一維簡化入手，逐步引入時間導數和截麵變化項，這種循序漸進的教學法，極大地減輕瞭初學者的認知負擔。我記得以前看其他教材時，麵對雙麯型偏微分方程常常感到頭大，但在這裏，通過對洪水傳播過程的生動描述，我反而能抓住其物理意義——即信息（波）如何在渠道中嚮前推進。這種對教學媒介的精心打磨，使得這本書不僅是知識的載體，更是一種高效的學習工具。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆