具体描述
本书对工程力学、工程材料及热处理、机械原理与零件街头一门机械工程基础课程进行了整合。全书共十五章，其内容有：构件的静力分析与动力分析，机械工程中常用金属材料的性能、热处理方式及材料的选用原则，常用机械的性能、特点及其应用，常用的传动零件、通用的支承类和联接类零部件的工作原理、特点、失效形式、设计准则以及结构设计等基本内容。各章配有适量的例题、思考题与习题以及必要的数据资料。
与本书配套的《机械工程设计基础实训》（陈国发主编），含实验篇、实作与综合训练篇和课程设计篇。
该书主要作为高等职业技术教育、高等专科教育机械类及近机类专业“机械工程设计基础”课程的教材，也可作为相关专业和成人高等专科教育的选用教材及供工程技术人员参考。
好的，这是一份关于一本名为《机械工程设计基础》之外的、假设存在的图书的详细简介，字数约1500字，力求自然、详实，不含任何不必要的陈述或AI痕迹。 --- 图书简介：《现代流体力学及其工程应用》 作者： 张伟、李明 出版社： 科技动力出版社 开本/页数： 16开 / 780页 定价： 168.00元 导言：探寻流体的奥秘与力量 在现代工程领域，无论是航空航天的气动布局、能源系统的热力循环，还是生物医学中的血液流动，流体现象无处不在，其规律的掌握是衡量一个工程技术体系先进性的重要标志。《现代流体力学及其工程应用》旨在为工科学生、研究人员以及一线工程师提供一套全面、深入且高度贴近实际工程需求的流体力学知识体系。 本书并非对经典流体力学理论的简单复述，而是聚焦于如何将纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes Equations）等基础理论，高效、准确地转化为解决复杂工程问题的工具。我们力求在保持理论严谨性的同时，大幅提升对数值计算方法（CFD）的介绍深度和工程实例的覆盖广度。全书结构清晰，逻辑递进，旨在构建读者从微观尺度（分子间作用）到宏观尺度（系统级流动控制）的完整认知链条。 第一部分：流体力学基础的深化与拓展（第1章至第4章） 本部分着重于巩固和深化读者对流体静力学、运动学和动力学的理解，并引入现代分析的视角。 第一章：流体力学基本概念与物质属性 本章详细阐述了流体的本构关系，重点区分了牛顿流体与非牛顿流体（如剪切增稠、剪切稀疏流体）在黏性模型上的差异。讨论了流体密度、压力、温度场的测量技术，并引入了等温可压缩流体的概念，为后续处理高超声速流动打下基础。首次引入了用于描述流场复杂度的雷诺数（Re）、马赫数（Ma）的物理意义及其在工程设计中的量纲分析作用。 第二章：流体运动学与控制方程的建立 除了传统的拉格朗日和欧拉描述外，本章深入探讨了物质导数（Material Derivative）在描述流体微团受力变化中的关键作用。对连续性方程、动量方程（纳维-斯托克斯方程）和能量方程进行了详细推导，并着重分析了不可压缩欧拉方程和不可压缩黏性方程的适用范围。本章的一个重要创新点是对涡量输运方程的详细解析，揭示了湍流结构起源的关键机制。 第三章：理想流体流动分析 针对无黏流体，本章集中探讨了势流理论。详细讲解了圆柱绕流的达西-泊努利定理，以及利用共形映射（Conformal Mapping）技术求解复杂截面（如翼型）周围的二维定常流场。着重介绍了库塔-儒科夫斯基定理（Kutta-Joukowski Theorem）及其在计算升力和力矩中的应用，这是所有空气动力学设计的基础。 第四章：黏性流体的基础问题 本章是连接理论与实际的关键一环。系统分析了边界层理论，详细推导了普朗特边界层方程，并应用布劳修斯（Blasius）的解析解方法求解平板上的附着流动。此外，深入研究了压降驱动的管道流动，包括层流（Hagen-Poiseuille流）和湍流（Moody图的深入解读），并首次引入了对分离流现象的定性描述。 第二部分：湍流、可压缩流动与先进方法（第5章至第7章） 本部分将研究重点转向工程中最常见、也是最具挑战性的两大领域：湍流现象和高速流体的效应。 第五章：湍流流动的统计描述与工程模型 湍流是现代流体力学研究的核心难题。本章首先从统计学角度定义了湍流的脉动特性、自相关函数和能量谱。随后，全面剖析了主流的湍流模型： 1. 雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型：详述了标准 $k-epsilon$ 模型和$k-omega$ SST 模型的适用性、各自的优势与局限性，并讨论了各向异性湍流的修正方法。 2. 大涡模拟（LES）：介绍了亚网格尺度（SGS）模型的物理基础，适用于捕捉大尺度涡的精确结构。 3. 直接数值模拟（DNS）：简要介绍了其理论框架及其在验证其他模型中的基准作用。 第六章：可压缩流动与激波动力学 本章聚焦于气体流动的特性，特别是马赫数大于0.3的情况。详细讲解了等熵流的特性，如喷管膨胀和收缩过程中的最大速度限制。核心内容是对正激波和斜激波的分析，推导了雷诺-亥姆霍兹关系式（Rankine-Hugoniot Relations），并结合法向激波/斜激波图解法，解决超音速翼型和进气道设计中的关键问题。 第七章：计算流体力学（CFD）导论与实践 本章是本书的工程实用性体现。详细介绍了求解纳维-斯托克斯方程的有限体积法（FVM）。着重讲解了： 1. 空间离散化：梯度重构技术（如MUSL、QUICK格式）对解的稳定性和精度的影响。 2. 压力-速度耦合算法：对SIMPLE、PISO、SIMPLEC算法的原理、迭代收敛性和适用场景进行对比分析。 3. 网格生成技术：结构网格、非结构网格及混合网格的生成原理与质量评估标准（如正交性、光滑度）。 第三部分：工程应用与专业课题（第8章至第10章） 本部分将理论和数值方法应用于具体的工程领域，展现流体力学的解决能力。 第八章：内部流系统设计与优化 专注于管道网络、换热器和泵阀系统中的流动。深入分析了局部阻力（或称次级损失）的计算方法，如挡板、弯头、阀门的等效长度法和阻力系数法。重点讨论了多孔介质中的达西流动，并提供了泵和涡轮机叶轮流道优化设计中流体力学参数的选取标准。 第九章：热交换中的对流传热 本章将流体力学与热力学紧密结合。通过无量纲努塞尔数（Nu）的关联式，系统分析了强制对流和自然对流传热。详细讨论了明渠流动、管内沸腾传热中流型对传热系数的影响，并结合CFD工具演示了如何优化翅片式换热器的几何形状以最大化传热效率。 第十章：多相流与前沿领域 本章探讨了更复杂的工程流动： 1. 气液两相流：介绍了泡状流、弹状流、环状流的流型图（如Taitel-Dukler图）。探讨了气泡动力学和表面张力的影响。 2. 离散相（颗粒/液滴）：重点分析了欧拉-拉格朗日法在颗粒物输运、燃烧和污染控制中的应用，包括颗粒在湍流中的升力（如Saffman升力）和曳力模型的选择。 结语：面向未来的工程实践 《现代流体力学及其工程应用》提供了一个从基本原理到高阶数值模拟的无缝过渡路径。本书的案例研究全部源自近十年来的实际工程项目数据，旨在确保读者不仅理解“为什么”，更能掌握“如何做”。通过对先进CFD方法的系统介绍和应用，我们希望培养出能够驾驭复杂流体系统、推动技术创新的下一代工程师。 本书特色： 理论与计算并重：理论推导严谨，计算方法讲解细致，附带多种主流CFD软件的验证案例。 工程实例丰富：涵盖航空、能源、化工、环境等多个领域，贴近实际工程需求。 前沿课题深入：对湍流建模和多相流的介绍超越了传统教材的深度。 ---
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