Wall/Fluid Interactions in Physiological Flows

Wall/Fluid Interactions in Physiological Flows pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Collins, M. W. (EDT)/ Atherton, M. A. (EDT)
出品人:
页数:0
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价格:120
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isbn号码:9781853128998
丛书系列:
图书标签:
  • 生理流体动力学
  • 壁面相互作用
  • 流固耦合
  • 生物流体力学
  • 微循环
  • 血管力学
  • 血液流动
  • 数值模拟
  • 计算流体力学
  • 生物医学工程
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具体描述

好的,以下是一份图书简介,该书名为《墙面/流体相互作用在生理流动中的应用》,但内容将完全不涉及该书主题,而是专注于另一个完全不同的领域。 --- 动态几何下的数字雕塑:现代材料与创成性设计 导言:跨越传统边界的形体探索 本书旨在探讨当代艺术、建筑与工业设计领域中,以动态几何与先进材料为核心的创成性设计方法。在信息技术飞速发展的今天,设计师和艺术家们正越来越多地借助参数化工具与新型材料的物理特性,以前所未有的精度和复杂性来构建形体。本书的核心议题在于,如何理解和驾驭这些“活的”材料——那些能够响应环境刺激(如温度、湿度、光照)或程序输入而发生形变或自我组织的物质——并将它们整合进具有明确结构和功能诉求的设计语境中。 我们不再仅仅关注最终的静态形态,而是将设计的重心转移到“生成过程”本身。通过深入剖析材料科学的前沿进展,结合计算设计方法论,本书为专业人士提供了一个理解和实践动态雕塑与自适应结构的理论框架。 第一部分:材料的内在语言与形变的潜能 本部分聚焦于新兴功能性材料的物理化学特性,这些材料是实现动态几何设计的物质基础。 第一章:响应性聚合物与形状记忆合金 我们首先深入研究形状记忆聚合物(SMPs)和形状记忆合金(SMAs)的本构关系。这些材料区别于传统刚性材料的关键在于它们具有“记忆”特定形态的能力,并通过外部刺激(热、磁场、溶剂)触发可逆的形变。 热力学驱动的相变: 详细阐述这些材料的玻璃化转变温度(Tg)或马氏体/奥氏体相变对形变路径的影响。讨论如何精确控制这些温度阈值,以实现设计所需的激活机制。 应力诱导的永久变形: 分析应力软化、蠕变和迟滞现象在设计中的应用,特别是如何利用这些非线性响应来创造具有复杂渐变过渡的曲面。 生物相容性与尺度效应: 探讨在微观尺度(如医疗器械)和宏观尺度(如建筑立面)应用这些材料时,所面临的加工精度、疲劳寿命以及生物兼容性问题。 第二章:柔性电子与可拉伸电路 动态几何设计往往需要集成控制系统和传感反馈。本章侧重于柔性电子的集成,这使得雕塑或结构能够“感知”环境并做出反应。 应变工程与衬底选择: 讨论硅橡胶、聚酰亚胺等柔性基底材料的选择标准,以及如何通过微结构设计(如波纹状、蛇形互连线)来吸收和分散机械应变,保护内置的导电路径。 墨水与沉积技术: 深入分析导电墨水(如纳米银浆、碳纳米管分散液)的流变学特性,以及喷墨打印、刮涂等增材制造技术如何影响最终电路的电阻率和可靠性。 传感器与执行器的耦合: 探讨如何将应变片、热敏电阻等传感器嵌入到动态形体中,并利用微型执行器(如微型马达或电活性聚合物)来驱动特定区域的形变,实现闭环控制。 第二部分:创成性算法与形体的生成逻辑 本部分探讨如何利用计算工具将材料特性转化为可实施的设计蓝图,重点在于参数化建模与优化。 第三章:拓扑优化与最小化约束下的结构生成 在动态系统中,材料的性能往往需要与结构强度、重量或激活能量消耗相平衡。拓扑优化提供了一种解决这种多目标冲突的有效途径。 密度法与水平集方法: 对比两种主流的拓扑优化算法,讨论它们在处理离散与连续材料分布时的优劣。特别关注如何将材料的非线性应力-应变曲线纳入优化目标函数。 激活边界的定义: 在动态设计中,激活区域(需要形变的区域)和固定区域(支撑结构)的边界设计至关重要。本章阐述如何使用约束区域来引导优化过程,确保最终形态在功能性激活时保持结构完整性。 仿生启发: 分析自然界中自适应结构(如松果的开合、植物的向性运动)的几何原理,并将其转化为可计算的能量函数和约束条件,用于驱动拓扑优化。 第四章:反应扩散系统与自组装形貌 本章关注超越传统CAD建模的“自组装”概念,即利用化学或物理场在材料内部的相互作用来生成复杂的、自发的形貌。 图灵模式与化学振荡: 介绍图灵不稳定性理论,解释激活剂与抑制剂的相互作用如何导致周期性斑点、条纹等自发结构。讨论如何将这些模式应用于材料表面纹理或三维内部结构的生长模拟。 梯度场控制的形态: 探讨如何通过控制反应物的初始浓度梯度或外部场(如光照强度梯度)来生成平滑过渡的形态变化,而非单一的、离散的结构。 离散元模拟(DEM)与粒子系统: 阐述如何使用粒子系统来模拟材料在特定力场或表面张力作用下的聚集与重构,尤其适用于模拟粉末烧结或液态金属在磁场下的自组织行为。 第三部分:设计实现与项目案例分析 本部分将理论与实践相结合,通过具体的应用场景展示动态几何设计的潜力。 第五章:适应性表皮与环境响应建筑 探讨将动态材料应用于建筑外立面和室内环境控制的案例。 气候响应式遮阳系统: 分析基于热致动元件设计的遮阳板,它们如何根据太阳角度和环境温度自动调整开合角度,实现被动式节能。重点讨论其耐久性和维护挑战。 声学动态调控表面: 介绍如何通过控制多孔材料的内部结构变化,实时改变材料的声学阻抗和吸声系数,以优化音乐厅或开放办公空间的混响时间。 第六章:可重构家具与人机交互界面 聚焦于用户体验层面的动态设计,探讨如何通过轻量级的形变来实现功能转换。 形态可变的用户界面: 案例分析如何使用微流控或形状记忆合金驱动的像素阵列,创造出具有触觉反馈的三维图形用户界面(Haptic UI)。 柔性支撑结构的变形家具: 展示如何设计可以根据不同体重和坐姿自动调整支撑力的椅子或床垫,实现个性化的舒适度。这要求设计必须能够处理重复性的、高频的机械载荷。 结论:迈向物质智能的未来 动态几何设计标志着设计思维从“固定对象”到“持续过程”的转变。本书总结了实现这种转变所需的前沿材料科学、计算方法论以及跨学科整合能力。未来的挑战在于如何实现大规模、低成本的制造,并将这些复杂的、自我调节的系统转化为真正可靠和普及的产品。本书为有志于探索物质智能和自适应形态的工程师、建筑师和设计师提供了必要的知识基石。

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读后感

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《Wall/Fluid Interactions in Physiological Flows》——这个书名让我感觉扑面而来的是一种科学的严谨与探索精神。我想象,这本书可能会深入到生理流体动力学的最前沿,去解析那些肉眼看不见的微观世界。也许,它会详细阐述血液流经不同几何形状的血管时所产生的涡流和剪切应力,以及这些力学因素对血管内皮细胞功能的影响。我期待书中能够展现最新的实验技术和数值模拟方法,如何帮助科学家们更精确地捕捉和分析这些复杂的相互作用。或许,它还会探讨不同类型的生理流体,例如脑脊液的流动、消化道中的蠕动以及关节液的润滑作用,并将它们与各自的界面(壁)进行细致的分析。对于那些在生物医学工程、医学物理或生物力学领域工作的研究人员而言,这本书无疑是一份重要的参考资料。我好奇它是否会提供一些关于如何设计更优良的生物材料或医疗器械的洞见,以更好地适应或干预生理流体的行为。

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这本书的封面设计,那种深邃的蓝色调,配合着上面流动的、有些抽象的线条,第一眼就抓住了我的注意力。我虽然不是这个领域的专业人士,但对人体内部的奥秘总是充满好奇。读这本书的名字《Wall/Fluid Interactions in Physiological Flows》,我立刻联想到我们身体里奔腾不息的血液,它们如何在血管壁之间穿梭,又如何受到身体各种信号的调控。我很好奇,这本书会不会从一个非常宏观的角度,去描绘我们身体内液体的流动是如何支撑着生命活动,比如心脏的每一次搏动,肺部气体交换的微妙过程,甚至是我们大脑神经信号传递时的微观流体动力学。我设想着,它可能会用生动的比喻,将那些复杂的物理定律解释得通俗易懂,让我们这些非专业读者也能窥见人体内部的精妙设计。或许,它会讲述一些前沿的科学发现,比如在疾病诊断或治疗方面,对这些流体动力学原理的深入理解能带来哪些革命性的突破。我期待着,它能解答我心中关于“生命之流”的无数疑问,开启一段引人入胜的探索之旅。

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这本书名,《Wall/Fluid Interactions in Physiological Flows》,听起来就充满了专业性和深度。我个人对人体内部的复杂系统一直非常着迷,特别是那些我们平常难以察觉的运行机制。我猜想,这本书可能会以一种非常系统化的方式,梳理出各种生理流体,比如血液、淋巴液、呼吸系统中的气体等,它们在身体不同结构——也就是“Wall”——中的运动规律。我设想,它会深入探讨这种“Wall”与“Fluid”之间相互作用的力学原理,以及这种相互作用是如何维持正常的生理功能。也许,它会分析在不同病理条件下,这种相互作用会发生怎样的改变,从而引发各种疾病。这本书,我觉得它可能会为理解心血管疾病、呼吸道疾病甚至是一些神经退行性疾病提供重要的生物力学视角。我期待它能提供一些具体的案例分析,或者展示一些前沿的模拟结果,让我们能更直观地感受到这些微观的相互作用是如何影响我们整体健康的。

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这本书的书名,我反复看了几遍,脑海里勾勒出的是一种严谨而又充满活力的画面。我猜想,《Wall/Fluid Interactions in Physiological Flows》一定是一本非常学术性的著作,它可能深入探讨了血液在动脉、静脉以及毛细血管等不同结构中的流动特性,以及这些流动如何与血管壁的弹性、收缩、扩张等因素相互作用。我设想,作者可能引入了大量的数学模型和计算流体动力学(CFD)的分析方法,来量化和预测这些复杂的相互作用。或许,书中还会涉及不同生理状态下的流体行为,例如运动时心输出量的增加,或者在高血压时血管壁的应力变化。对于那些希望深入理解心血管系统、呼吸系统乃至淋巴系统等生理过程的科学家和工程师来说,这本书无疑是一座宝库。我好奇它是否会涵盖一些最新的研究进展,比如纳米颗粒在血液中的输运,或者人工智能在模拟和预测生理流体行为中的应用。它应该是一本能够激发深度思考、提供扎实理论基础的专业读物。

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当我看到《Wall/Fluid Interactions in Physiological Flows》这个书名时,我立刻想到了一个有趣的场景:想象一下,我们在跑步或者剧烈运动的时候,心脏跳得飞快,血液在体内加速奔涌,血管壁也会随之扩张和收缩,它们之间一定有一种精妙的“对话”。这本书的名字就恰恰点出了这个“对话”的核心——“Wall/Fluid Interactions”。我很好奇,它会不会用一种非常形象的方式来解释,比如把血管想象成一根有弹性的水管,水流(血液)在里面冲刷,而管壁则会根据水流的压力和速度做出相应的反应。我期待这本书能揭示,这种“互动”是如何影响我们的健康,比如在某些疾病状态下,这种互动是否会失衡,从而引发问题。我希望它能讲述一些发生在微观层面的故事,比如血小板如何在血管壁上“粘附”并形成血栓,或者药物是如何通过血液输送到身体各个部位的。这本书,我感觉它不仅仅是关于物理学,更是关于生命本身的一种深刻的描绘。

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