非均匀气体的数学理论

非均匀气体的数学理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:[英] S.查普曼 T.G.考林 著
出品人:
页数:567
译者:
出版时间:1985-10
价格:0
装帧:精装
isbn号码:
丛书系列:力学名著译丛
图书标签:
  • 流体力学
  • 数学
  • 数学物理
  • 气体动力学
  • 非均匀流
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  • 稀疏气体
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具体描述

好的,这是一本关于流体力学和统计物理学交叉领域的专著的图书简介,它聚焦于非均匀气体的动力学行为,但不包含您提及的特定书名。 --- 图书名称:《微观动力学视域下的气体动力学:非平衡态的精细模拟与理论构建》 内容提要: 本书系统深入地探讨了气体系统在非平衡态下的复杂动力学行为,旨在为理解和建模从稀疏到密集的广泛气体状态下的输运现象提供坚实的理论框架和计算工具。全书以微观动力学原理为基础,构建了一套多尺度的理论体系,涵盖了从分子间碰撞到宏观流动的传递过程。 第一部分:气体动力学的微观基础与玻尔兹曼方程 本书的开篇部分追溯了经典气体动力学的根基。我们首先详细回顾了统计物理学的基本假设,特别是对巨正则系综和正则系综的描述,为后续的动力学演化奠定概率论基础。核心章节聚焦于玻尔兹曼方程(Boltzmann Equation)。我们不仅对BGK模型、S-H模型等常见近似形式进行了详尽的推导和分析,更深入探讨了这些模型在描述气体分子间相互作用(如范德华力、核斥力)时的局限性与改进方向。 特别地,本书对玻尔兹曼方程的数学结构进行了深入的分析,包括其线性化形式、特征值问题以及椭圆-抛物线混合型算子的性质。我们详细讨论了H定理及其在解释系统趋于宏观平衡过程中的关键作用,并探讨了熵产生原理在非平衡态输运过程中的普适性。 第二部分:稀疏气体动力学:从分子运动到宏观输运 在描述稀疏气体(低密度)时,分子碰撞频率较低,动理学理论占据主导地位。本部分着重于稀薄气体动力学。我们系统阐述了希尔伯特(Hilbert)和查普曼-恩斯科格(Chapman-Enskog, C-E)展开方法。C-E展开作为连接微观动力学与宏观连续介质方程的关键桥梁,被赋予了大量的篇幅。我们详细推导了零阶(欧拉方程)、一阶(纳维-斯托克斯方程)以及更高阶的动理学修正项,明确了黏性系数、热导系数和扩散系数等宏观输运参数的微观起源。 为应对复杂边界条件下的稀疏气体流动问题,本书专题介绍了“稀疏气体动力学”中的关键数值方法。这包括直接模拟蒙特卡洛(Direct Simulation Monte Carlo, DSMC)方法的原理、实施细节以及其在处理高马赫数和剧烈非等温流动中的优势与挑战。我们还讨论了边界层效应,特别是气体滑移和温度跳跃现象的量化描述。 第三部分:气体输运的介观尺度:过渡区理论 当气体密度增大,介于稀疏(分子动力学主导)和稠密(流体力学主导)之间的过渡区(Knudsen数介于0.1到10之间)的精确描述成为难题。本书专门辟出章节探讨此区域的理论。我们引入了Pernebo-Kogan理论框架,并讨论了基于半空间(half-space)问题解决策略的数值方法。 本部分重点讨论了非平衡态下的扩散和热传导的非线性效应。我们分析了高密度气体中的分子间相互作用对输运系数的影响,这些影响在传统的线性C-E理论中被忽略。通过引入密度修正项,我们展示了如何更准确地预测过渡区内的压力梯度和能量耗散率。 第四部分:稠密气体动力学与非线性输运 对于高密度气体系统,分子间碰撞的频率极高,分子间排斥作用和短程关联变得至关重要。本书在此部分转向稠密系统的描述,探讨了超越标准纳维-斯托克斯理论的必要性。 我们深入探讨了“格子玻尔兹曼方法”(Lattice Boltzmann Method, LBM)作为一种介于分子动力学和传统流体力学之间的有效工具。LBM如何通过在离散的速度空间上求解演化方程,成功地捕获了局部非平衡效应,特别是粘滞耗散和能量交换的细节,被详细阐述。我们不仅展示了LBM如何重现Navier-Stokes方程,更重要的是,它在处理复杂几何边界和多相流界面时的优势。 此外,本书还涵盖了基于密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)的非平衡态输运系数计算方法。通过在分子层面上考虑局部结构重构对扩散和剪切黏性的影响,我们提供了理解高压下气体弹性和粘性特性的新视角。 第五部分:非均匀性与界面动力学 本书的最后部分关注气体系统的空间异质性,即“非均匀性”的动力学影响。这包括界面现象、激波结构和多组分混合物的扩散过程。 针对气液界面或不同组分气体界面的稳定性分析,我们结合了表面张力效应和扩散驱动的不稳定性。激波结构是典型的剧烈非平衡现象,本书利用高精度有限体积格式和基于熵的稳定化技术,对激波内部的分子松弛过程进行了详细的数值重构,展示了激波层厚度如何依赖于气体密度和碰撞核函数。 在多组分气体扩散方面,我们超越了菲克定律的简单线性组合,引入了热扩散效应和压力扩散效应,并利用扩散矩阵理论解释了不同质量组分在速度梯度场下的分离机制。 总结: 《微观动力学视域下的气体动力学:非平衡态的精细模拟与理论构建》是为研究生、高级科研人员和工程师量身打造的综合性教材与参考书。它不仅提供了传统流体力学所依赖的宏观方程的理论基础,更深入挖掘了其背后的分子机制,是一部连接统计物理、动力学理论与前沿计算模拟的权威之作。本书的广度和深度,使其成为理解现代气体动力学挑战的必备工具书。

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当我第一次看到《非均匀气体的数学理论》这个书名时,一种强烈的求知欲便油然而生。我对那些能够揭示事物本质的数学理论一直抱有极大的兴趣,而“非均匀气体”这个概念,本身就充满了复杂性和动态性。这本书的作者,无疑是一位在这方面有着深厚造诣的专家。我最欣赏的地方在于,他并没有将读者简单地淹没在冗长的数学公式中,而是将复杂的理论拆解成易于理解的模块。他通过循序渐进的方式,从最基础的物理原理出发,逐步构建起非均匀气体的数学理论体系。我尤其对书中关于玻尔兹曼方程的讲解印象深刻。作者不仅给出了方程的推导过程,更详细阐述了方程的物理意义以及它在描述气体动力学现象中的重要作用。阅读这本书,让我感受到了一种前所未有的清晰和透彻。它让我明白,即便是在看似杂乱无章的微观世界里,也存在着深刻而优美的数学规律。这本书,无疑是送给所有对科学和数学充满热情读者的珍贵礼物。

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这本书的封面设计就足够吸引人了,那种深邃的蓝色背景,加上一行行细密而优雅的白色字体,营造出一种沉静而又充满智慧的氛围。我第一次翻开它,是被标题《非均匀气体的数学理论》所吸引,本身就对物理学中的一些抽象概念抱有强烈的好奇心,而“非均匀”这个词,立刻勾勒出了一个充满挑战和未知的世界。我虽然不是这个领域的专业研究者,但对科学原理的探索一直乐此不疲。拿到这本书后,我迫不及待地想要一探究竟。当我开始阅读第一章时,就被作者严谨的逻辑和清晰的阐述所折服。他并没有直接抛出复杂的公式,而是从一些基础的物理概念入手,循序渐进地引导读者进入这个理论的核心。我能感受到作者在组织材料上的良苦用心,他仿佛一位经验丰富的向导,带领我在复杂的数据和模型中穿梭,时不时停下来,为我讲解那些关键的转折点和重要的发现。尤其是关于气体微观粒子运动的描述,通过数学工具来量化和分析,这本身就是一件令人着迷的事情。我常常会停下来,想象那些看不见的粒子在空间中以各种复杂的方式运动,而这本书则为我提供了一个理解这一切的框架。虽然我可能无法完全掌握书中每一个推导过程,但作者的讲解让我对非均匀气体的行为有了更深刻的直观认识。这本书不仅仅是理论的堆砌,更像是构建了一个严谨的数学模型,来解释现实世界中那些复杂而又迷人的现象。我非常期待后续章节能够为我带来更多惊喜。

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我一直认为,真正的科学著作,不仅仅是知识的传递,更是一种思维的启迪。《非均匀气体的数学理论》这本书,正是我心中所期望的那种作品。书名的“非均匀”二字,瞬间就勾起了我对那些复杂、变化多端的物理场景的联想,而“数学理论”则预示着一种严谨、精确的解析方式。当我沉浸其中时,我发现作者的处理方式恰到好处。他并没有一开始就抛出过于晦涩的数学公式,而是从一些基本的物理概念出发,逐步构建起理论的框架。我尤其欣赏作者在解释一些关键的数学模型时,所穿插的物理背景和实际应用案例。这让我能够更好地理解抽象的数学语言所代表的实际意义。我曾多次在阅读某个复杂的推导过程时,因为作者的巧妙讲解而豁然开朗。这本书,在我看来,不仅仅是在介绍理论,更是在教授一种解决问题的方法,一种用数学去分析和理解复杂世界的方法。它让我明白,即使是看似混乱的现象,也可能隐藏着深刻的数学规律。这本书的深度和广度,足以让我在多次阅读中都能有新的发现。

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老实说,一开始我对《非均匀气体的数学理论》这个标题感到有些望而生畏,毕竟“数学理论”这几个字往往意味着大量的公式和抽象的推导,这对于非专业背景的我来说,是个不小的挑战。然而,当我真正开始深入阅读时,我发现我的担忧完全是多余的。作者以一种令人惊叹的方式,将枯燥的数学概念与生动的物理现象相结合。他并没有回避数学的严谨性,但同时也非常注重对物理意义的阐释。书中的例子和图示都恰到好处,能够帮助我理解那些抽象的数学表达式所代表的实际意义。我尤其欣赏作者在解释一些关键概念时所采用的类比手法,这极大地降低了理解的门槛。我常常会在阅读某个公式时,脑海中会浮现出作者在前面章节中提到的某个具体场景,这种联系感让学习过程变得更加流畅和有趣。我特别关注了关于边界条件和相变的部分,这让我对物质在不同状态下的微观行为有了新的认识。作者通过严密的数学推导,揭示了这些现象背后深刻的物理规律,这让我对科学探索的魅力有了更深的体会。虽然这本书需要投入不少时间和精力去消化,但我认为这绝对是一笔值得的投资。我感受到了作者在知识传播上的热情和功力,他成功地将一个看似遥不可及的领域,变得触手可及。

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作为一个对物理学领域有着浓厚兴趣的业余爱好者,《非均匀气体的数学理论》这本书无疑为我打开了一扇新的大门。我之前对气体的认识大多停留在宏观的描述,例如压强、体积、温度等基本概念。而这本书则带领我深入到微观层面,利用严谨的数学工具来解析气体在非均匀状态下的复杂行为。我尤其被书中关于熵增定律在这些系统中的应用所吸引。作者通过对数学模型的构建和分析,清晰地展现了能量在系统中的传递和转化过程,以及信息与熵之间的深刻联系。每一次阅读,我都能感受到作者在知识深度和广度上的博大精深。他不仅仅是罗列公式,更是将这些公式背后的物理意义解读得淋漓尽致。书中的章节划分逻辑清晰,过渡自然,即使是在一些较为艰深的数学推导部分,作者也通过恰当的比喻和引导,帮助读者理解其中的核心思想。我曾多次在阅读过程中,对照着书中的数学推导,在脑海中模拟出相应的物理过程,这种沉浸式的学习体验让我受益匪浅。这本书不仅仅是一本学术著作,更像是一位智慧的长者,在循循善诱地教导我如何用数学的语言去理解这个世界。

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这本书的封面设计有一种沉静的力量,就像书名《非均匀气体的数学理论》所传达的那样,带着一种探索未知的深度。作为一名对科学理论抱有强烈好奇心的读者,我一直对那些能够用严谨的数学框架来描述自然现象的学科深感兴趣。这本书恰恰满足了我的这种需求。我尤其欣赏作者在处理一些复杂数学问题时的细致入微。他会清晰地解释每一个符号的含义,每一个步骤的推导逻辑,确保读者能够跟随他的思路。我特别关注了书中关于输运现象的章节,作者通过建立精密的数学模型,详细阐述了动量、能量和质量在非均匀气体中的传递机制。这让我对气体分子间的相互作用有了更深刻的认识,也理解了为什么在不同条件下,气体的宏观表现会有如此大的差异。阅读这本书,让我感到自己仿佛置身于一个由数学公式构筑的精密世界,而作者则是引领我探索其中奥秘的向导。尽管我可能无法完全理解书中的每一个数学细节,但我能清晰地感受到作者想要传达的科学精神和严谨的治学态度。这本书为我提供了一个全新的视角来审视那些我们习以为常的物理现象。

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这本书的标题《非均匀气体的数学理论》听起来就带着一股浓厚的学术气息,吸引着我这位渴望深入了解科学原理的读者。翻开书页,我立刻被作者严谨的逻辑和清晰的表述所吸引。他并没有简单地罗列公式,而是层层递进地引导读者理解非均匀气体背后复杂的数学模型。我特别关注了书中关于动力学方程和分布函数的章节。作者通过翔实的数学推导,展示了如何从微观粒子的运动规律推导出宏观的物理性质。这让我对“平均”这个概念有了全新的认识,也明白了在宏观层面看似稳定的气体,其微观世界却是如此的动态和复杂。我多次在阅读过程中,会停下来,在脑海中想象那些看不见的粒子在空间中碰撞、运动,而书中的数学公式则成为了理解这一切的钥匙。这本书的价值在于,它不仅仅是知识的传授,更是一种思维方式的培养,一种用数学的语言去解析自然现象的能力。它让我深刻体会到,数学是连接微观世界与宏观世界的桥梁。

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不得不说,《非均匀气体的数学理论》这本书的封面设计就透露着一股沉静的智慧,仿佛邀请读者一同探索一个由数学构建的精妙世界。我一直对那些能够用严谨的数学工具来描绘和理解自然现象的理论充满好奇,而这本书恰恰满足了我的这种探索欲望。作者的写作风格非常引人入胜,他并没有将读者直接引入到抽象的数学迷宫,而是通过层层递进的方式,从清晰的物理概念出发,逐步构建起复杂的理论框架。我尤其被书中关于多体相互作用在气体行为中的影响的论述所吸引。作者通过精密的数学模型,展现了粒子间的相互作用如何影响宏观的气体性质,这让我对“非均匀”的本质有了更深刻的理解。每次阅读,我都仿佛能感受到作者在字里行间流露出的对科学的深厚热爱和严谨的治学态度。这本书,不仅仅是一本理论著作,更像是一次思维的旅行,带领我领略数学与物理交融的独特魅力。它让我明白,即使是最复杂的现象,也可能隐藏着简洁而优雅的数学逻辑。

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我一直对那些能够用简洁的数学语言来描述复杂物理现象的理论感到由衷的敬佩。当我在书店偶然看到《非均匀气体的数学理论》这本书时,立刻被它所吸引。我抱持着一种学习和探索的心态,希望能够借由这本书,进一步拓宽我对气体动力学领域的理解。这本书的结构安排得非常合理,从最基本的概念开始,逐步深入到更复杂的模型和理论。作者在讲解每一个数学公式时,都会给出清晰的物理背景和推导过程,这对于我这样需要反复理解才能掌握知识的读者来说,简直是雪中送炭。我尤其对书中关于统计力学在非均匀气体分析中的应用部分印象深刻。作者通过翔实的例子,展示了如何运用概率和统计的方法来描述大量粒子的集体行为,这让我对微观世界的随机性和宏观世界的规律性之间的联系有了更深刻的认识。阅读这本书的过程中,我多次停下来,回味作者的讲解,并尝试在脑海中构建出相关的物理图像。这种主动思考的过程,让我的学习效率得到了极大的提升。总的来说,这本书为我提供了一个系统且深入的视角来理解非均匀气体的数学理论,它不仅是知识的传递,更是一种思维方式的启迪。

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《非均匀气体的数学理论》这本书,如同一扇通往精密科学世界的窗户。作为一名被科学魅力所吸引的普通读者,我对那些能够将抽象概念转化为清晰数学模型的理论充满敬意。这本书恰恰做到了这一点。作者的讲解风格非常独特,他既有科学家的严谨,又不失一位优秀教师的耐心。在处理复杂的数学推导时,他总会提前铺垫好必要的背景知识,并适时地进行类比和解释,使得我这样的非专业读者也能从中领略到理论的精妙之处。我尤其对书中关于相空间和正则变换的论述印象深刻。作者通过对这些数学工具的运用,展现了如何以一种更加优雅和普遍的方式来描述气体的状态和演化。每一次阅读,我都能感受到作者在构建这个理论时所付出的心血,以及他对气体动力学深刻的理解。这本书,不仅仅是提供了一种理论框架,更是在传递一种科学探索的精神——对未知的好奇,对真理的追求,以及用严谨的数学语言去解读世界的勇气。

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