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出版者:科学出版社

作者:董志勇

出品人:

页数:225

译者:

出版时间:2005-1

价格:38.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030150752

丛书系列:

图书标签:

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射流力学：探索流体动力学的奥秘 本书并非一本关于“射流力学”本身的科普读物。相反，它将带领读者踏上一段别开生面的旅程，深入探索流体动力学领域那些令人着迷的、常常被忽视的、或是具有深远实际意义的角落。我们并非要直接解析“射流”这一特定现象，而是要通过一系列精心挑选的案例、实验和理论构建，揭示隐藏在各种流体运动背后的普适性原理，以及它们如何深刻地影响着我们的世界。 第一篇：静止的宇宙，流动的边界 在踏入动态的流体世界之前，我们先要理解静止状态下的流体所蕴含的能量和压力。本书将从一个看似简单的起点出发：静流体静压。我们将不再局限于课本上关于帕斯卡定律的定义，而是通过分析深海潜艇为何能承受巨大的压力，或者为何游泳池底部的水压远大于水面，来直观感受静压的威力。我们将探讨浮力的起源，不仅仅是阿基米德说了什么，而是通过模拟不同密度物体在液体中的沉浮，理解其背后的能量平衡。 更进一步，我们会考察液体的表面张力。想象一下水滴如何保持其球形，或者昆虫为何能在水面上行走。这些看似微不足道的现象，却蕴含着分子间力的强大作用。我们将通过一些有趣的实验，比如制作悬浮在水面上的回形针，或者观察肥皂泡的形成和破裂，来深入理解表面张力的本质及其在微观世界中的应用，例如在毛细管现象中，液体如何违背重力向上攀升，这对于植物吸收水分至关重要。 第二篇：动荡的涟漪，扩散的轨迹 当流体开始流动，一切都变得更加复杂而充满活力。我们将从最基本的流线和迹线概念入手，但并非抽象的定义，而是通过观察湍急河流中的漩涡，或者香烟烟雾在空气中弥漫的轨迹，来感知这些可视化工具的意义。我们将探讨层流与湍流的区别，并着重分析湍流的随机性和混沌性，以及为何它在许多工程应用中是不可避免的挑战，同时也是能量耗散和混合的关键。 本书将深入研究粘滞性这一核心概念。我们不再仅仅记忆牛顿粘滞定律，而是通过对比蜂蜜和水的流动速度，或者观察不同粘度液体在管道中的流动阻力，来理解粘滞性如何影响流体的能量损失和动量传递。我们将探讨边界层理论，理解流体在固体表面附近的行为为何与自由流不同，这对于理解飞机机翼的升力产生，以及管道内的流动特性至关重要。 第三篇：能量的转换，守恒的智慧 流体的运动伴随着能量的流动与转换。本书将以伯努利原理为例，但我们会摆脱其简化的形式，将其置于更广阔的能量守恒框架下。我们将通过分析喷气式飞机如何产生升力，或者文丘里管如何用于测量流量，来理解速度、压力和高度之间的能量转换关系。 我们还将探讨动量守恒在流体中的体现。通过观察水流撞击叶片产生的推力，或者火箭发动机喷射燃气产生的反作用力，来理解动量守恒如何驱动各种机械装置。我们将分析涡旋的产生与演化，理解这些旋转的流体结构为何能携带巨大的能量，以及它们在气象学、海洋学甚至天体物理学中的作用。 第四篇：边界的互动，应用的光辉 流体动力学并非只存在于实验室和理论中，它深刻地影响着我们生活的方方面面。本书将通过一系列现实世界的案例，展现流体动力学的应用价值。 我们将考察管道流，不仅仅是关于压降和流速的计算，而是分析长距离输水管道、石油天然气管道以及人体血管中的流动特性，理解粘滞性、管道形状和粗糙度如何影响输送效率。 我们还将审视绕流现象，探讨物体在流体中运动时产生的阻力和升力。从汽车的空气动力学设计，到桥梁在风中的稳定性，再到运动鞋的减震设计，都离不开对绕流现象的深刻理解。本书将不仅仅介绍概念，而是通过对不同形状物体（如圆形、翼型）在流体中受力情况的对比分析，来揭示设计中的智慧。 此外，我们将触及多相流的奇妙世界，比如气泡在液体中的运动，或者固体颗粒在气体中的输运。这些复杂的流动现象在化工、环保、地质勘探等领域有着广泛的应用。 本书的独特之处 本书旨在以一种“解构”的方式，拆解看似复杂的流体动力学现象，剥离其表面的术语，回归到最根本的物理原理。我们不提供现成的“射流力学”公式，而是鼓励读者通过对基础概念的理解，自行构建对特定流体现象的认知框架。每一章节都将力求通过生动形象的比喻、贴近生活的例子，以及对实验现象的深入剖析，让读者在潜移默化中掌握流体动力学的核心思想。 我们相信，理解流体运动的本质，就是理解我们周围世界不断变化的脉搏。希望本书能为您打开一扇新的窗户，去观察、去思考，去发现流体动力学领域那些令人惊叹的和谐与力量。

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这本书对于理论的深度挖掘和广度的覆盖，绝对超出了我最初的预期。如果说前半部分是打地基，那么后三分之一的内容则完全进入了高阶研究的殿堂。我惊喜地发现，它并没有止步于经典的欧拉方程或纳维-斯托克斯方程的简化形式，而是深入探讨了湍流模型的最新进展，包括雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程的各种修正方法，以及对大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）的原理性介绍。这种对前沿动态的关注，使得这本书不仅具有扎实的教科书价值，更兼具了研究参考手册的实用性。对于我而言，最宝贵的是它在讨论不同模型局限性时所展现出的那种批判性思维，它没有盲目推崇任何一种模型，而是清晰地指出每一种方法背后的假设前提和适用边界，这对于指导我进行实际的工程分析和选择合适的计算工具至关重要，体现了作者深厚的学术功底和严谨的科学态度。

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这本书在语言风格上，呈现出一种令人耳目一新的“精确的幽默感”。我发现作者在处理一些晦涩难懂的数学推导时，偶尔会穿插一些非常贴切的类比，这些类比往往能瞬间点亮我脑海中的模糊概念。例如，在解释边界层分离现象时，作者用了一个关于“过于自信的急转弯赛车手”的比喻，形象地描绘了流体颗粒在压力梯度面前失去附着力的瞬间，那个画面感极强，至今让我记忆犹新。这种不拘泥于传统教材的刻板说教，而是用更富有人情味的方式来传达复杂知识的尝试，极大地提升了阅读的愉悦性和知识的留存率。它告诉我，即便是最严谨的科学，也依然可以拥有其迷人且生动的一面，这无疑是这本书最令人惊喜的“软实力”。

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作为一本技术类书籍，其配套的辅助资源和学习工具的完善程度，往往决定了其在读者群体中的口碑。这本书在这方面做得堪称典范。首先，随书附带的习题设计极具巧思，它们并非简单的数值计算，而是大量融合了实际工程背景的案例分析题，要求读者不仅要会解题，更要能解释解背后的物理意义。更赞的是，作者团队似乎预料到了读者在软件应用上的需求，他们提供了一个清晰的在线资源库链接，其中包含了许多关键算例的简化代码框架（我猜是某种常见的数值计算语言），虽然我尚未完全掌握，但这种“代码即注释”的辅助方式，无疑是连接理论与实践的最快桥梁。这种全方位的教学支持，使得这本书的实用价值呈指数级增长，真正做到了理论指导实践，而非仅仅停留在纸面上高谈阔论。

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这本书的装帧设计实在是太精妙了。初拿到手时，那厚重的纸张质感和略带哑光的封面处理，就让人感觉这不是一本普通的教材，而是一件值得收藏的工艺品。封面上那枚用烫金工艺勾勒出的抽象图形，虽然与书名本身没有直接的视觉联系，但其流动的线条和微妙的光泽，隐隐约约传递出一种动感与力量，让人对书中内容的探索充满了期待。内页的排版也是下了大功夫的，字体的选择既保证了阅读的舒适度，又透着一股严谨的学术气息。尤其是那些复杂的公式和图表，它们的清晰度和布局的合理性，极大地降低了初次接触该领域时的心理门槛。我甚至花了好一番功夫去欣赏扉页上引用的那段不知名的拉丁文，那种跨越时空的文化沉淀感，使得每一次翻阅都像是在进行一场严肃的知识朝圣。对于一个注重阅读体验的读者来说，这本书在物理层面上就已经成功地将自己塑造成了一个高质量的学习伙伴。

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我必须承认，我原本对这类高度专业化的工程学科书籍抱持着一种“能看懂就不错了”的保守态度。然而，这本书的叙事逻辑和知识铺陈方式，简直是为我这种“非科班出身的斜杠青年”量身定制的。作者似乎深谙普通读者在面对抽象概念时的认知障碍，他们没有一上来就抛出艰涩的微分方程，而是选择了一个非常平易近人的切入点——日常生活中的气流现象。通过对喷泉、烟囱排烟乃至吹蜡烛火焰形态的细致剖析，作者逐步引导我们将现实世界的直观感受，转化为可以被数学描述的物理模型。这种“由表及里，由简入繁”的教学路径，让我在不知不觉中，就跨越了入门阶段最痛苦的“黑箱”期。我尤其欣赏其中穿插的若干历史小故事，那些关于先驱们如何从实验中摸索出基本原理的描述，极大地激发了我对知识发展脉络的好奇心，让学习过程不再是枯燥的公式记忆，而是一场充满人文关怀的探索。

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