现代外弹道学

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出版者:
作者:徐明友
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1999-1
价格:18.00元
装帧:
isbn号码:9787801326874
丛书系列:
图书标签:
  • 弹道学
  • 军事
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  • 物理学
  • 工程学
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具体描述

《流体力学基础与工程应用》 导言:流体现象的宏观与微观统一 本书旨在为读者构建一套全面而深入的流体力学知识体系,强调理论的严谨性与工程实践的紧密结合。流体力学是物理学的一个重要分支,研究流体(液体和气体)的运动规律及其与周围环境相互作用的学科。从宏观尺度上宏伟的气象变动、航天器的空气动力学设计,到微观尺度上血液在血管中的流动、微通道内的传热,流体力学无处不在,是现代工程技术,特别是土木、机械、航空航天和化学工程领域不可或缺的基石。 本书的结构设计旨在引导读者循序渐进,从最基本的流体静力学原理出发,逐步过渡到复杂的湍流理论和数值模拟方法。我们力求在保持科学准确性的同时,以清晰、直观的方式阐释复杂的物理概念,并通过大量的工程实例来佐证理论的实际价值。 --- 第一部分:流体力学的基本概念与流体静力学 本部分是理解后续所有流体运动分析的基础。我们首先定义流体,明确其与固体的本质区别,并介绍描述流体运动和状态的基本物理量,如密度、比重、粘度、压力和温度。 1.1 流体的基本性质与本构关系: 详细探讨牛顿流体和非牛顿流体的概念,重点分析粘性对流体运动的控制作用。压力在流体中的体现及其各向同性原理将被深入解析。 1.2 流体静力学: 讨论流体在平衡状态下的行为。核心内容包括帕斯卡定律(Pascal's Law)在液压系统中的应用,以及静水压力随深度的变化规律。引入流体静力学基本方程,并应用于计算浸没曲面上的总压力和合力矩,例如船体、水坝或潜水器的受力分析。同时,探讨浮力原理(阿基米德原理)及其在船舶稳定性和浮力控制中的应用。 1.3 流体运动学: 侧重于描述流体的运动状态,而无需考虑引起运动的力。引入拉格朗日描述和欧拉描述两种分析方法,并探讨它们之间的转换关系。关键概念如流线、迹线、流束、物质导数(或随体导数)的物理意义将被详细阐述。本章通过运动学的视角为后续的动力学分析奠定数学基础。 --- 第二部分:流体动力学基础方程 本部分是全书的核心,聚焦于描述流体运动的守恒定律。我们将从微观的流体微团出发,应用物理学中的基本守恒定律,推导出控制流体运动的偏微分方程组。 2.1 质量守恒(连续性方程): 基于质量守恒原理,推导出描述流体质量如何在空间和时间上分布的连续性方程。重点分析不可压缩流体和可压缩流体在不同坐标系下的具体形式。 2.2 动量守恒(纳维-斯托克斯方程): 这是流体力学的核心方程。我们将详细推导纳维-斯托克斯方程(Navier-Stokes Equations),该方程是动量守恒定律在流体中的具体表达。方程中包含了惯性力、压力梯度力、粘性力以及外力(如重力)的相互作用。我们将讨论其非线性特性以及解析解的稀有性,为后续的简化和数值解法做铺垫。 2.3 能量守恒: 针对涉及温度变化和热交换的可压缩流体流动,推导能量守恒方程。这对于分析高温高速流动(如燃气轮机或再入飞行器周围)至关重要。 2.4 伯努利方程的推导与应用: 在理想流体、稳态、无旋流动的特定条件下,从动量方程积分得到著名的伯努利方程。我们将不仅讨论其经典形式(基于流线),还会探讨广义形式,并明确指出其适用范围和局限性,避免在强粘性或高加速区域的误用。 --- 第三部分:流动分析与工程应用 本部分将上述基础方程应用于具体的工程问题,并引入重要的无量纲数和相似性原理。 3.1 相似性原理与无量纲分析: 介绍雷诺数(Reynolds Number)、马赫数(Mach Number)、傅汝德数(Froude Number)等关键无量纲参数的物理意义。重点阐述$Pi$定理(Buckingham $Pi$ Theorem),并讲解如何利用物理相似性设计物理模型(如风洞实验)来预测原型系统的行为。 3.2 层流与湍流: 详细区分层流和湍流的特征。分析雷诺数如何决定流动的性质。对于层流,我们将分析泊肃叶流(Poiseuille Flow)和库埃特流(Couette Flow)等经典解。对于湍流,我们将介绍雷诺平均纳维-斯托克斯方程(RANS)的基本思想,以及湍流粘性(涡旋粘性)的概念。 3.3 边界层理论: 解释当流体流经固体壁面时,由于粘性作用形成的薄层——边界层。介绍普朗特(Prandtl)的边界层分离理论,并分析摩擦阻力的产生机理。此部分结合了实验观察与简化方程求解(如普朗特输运方程)。 3.4 管流与损失计算: 专注于管道和渠道中的流动问题。计算沿程摩擦损失(达西-韦斯巴赫公式)和局部局部损失(局部阻力系数),并介绍如何利用流场图解法(如穆迪图)解决复杂的输油或输水网络问题。 --- 第四部分:可压缩流体动力学导论 当流速接近或超过声速时,流体的密度变化变得不可忽略,需要引入新的分析方法。 4.1 声速与马赫数: 定义声速在流体中的传播特性,并探讨马赫数对流体行为的决定性影响。 4.2 等熵流动: 分析没有能量损失和熵增的绝热、可逆流动。推导等熵流动的基本关系式,包括流量、压力和温度与马赫数的关系,应用于喷管或扩压管的设计。 4.3 激波现象: 重点研究正激波和斜激波。应用泰勒-麦克唐纳关系(Rankine-Hugoniot Relations)分析激波前后流动的突变特性,这对于超音速飞行器的设计至关重要。 --- 第五部分:数值方法与现代计算流体力学(CFD)概述 鉴于大多数工程问题的复杂性,本部分将流体力学与现代计算技术相结合。 5.1 离散化基础: 简要介绍求解偏微分方程的几种主要数值方法,包括有限差分法(FDM)、有限体积法(FVM)和有限元法(FEM)。 5.2 求解流程: 概述利用计算流体力学(CFD)求解Navier-Stokes方程的典型流程,包括网格生成、求解器选择(如SIMPLE算法)和后处理分析。通过一个二维流动算例,展示如何从物理模型到工程结果的转化过程。 --- 总结与展望 流体力学是一门不断发展的学科。本书通过扎实的理论推导和丰富的工程实例,为读者构建了一个坚实的知识框架。掌握这些原理,将使工程师和研究人员能够有效地分析和解决涉及液体和气体运动的复杂工程挑战。未来的发展方向将更多地集中于高精度湍流模型、多相流与化学反应耦合,以及高效的并行计算算法的开发。 适用对象: 本书适合高等院校工科专业(如机械工程、航空航天工程、土木工程、化学工程)的学生及从事相关领域研究与设计的工程师和技术人员。要求读者具备微积分、线性代数和基础物理学的知识。

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读后感

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我是一名对军事工程和物理学充满兴趣的爱好者,一直渴望能找到一本能够系统性地讲解“炮弹如何在空中飞行”的书。《现代外弹道学》的出现,无疑满足了我的这一需求。这本书的专业性非常强,它从最基础的牛顿力学入手,然后逐步引入空气动力学的概念,解释了弹丸在空气中受到的各种力,包括重力、阻力、升力等,以及这些力如何共同作用,影响弹道的形状。书中对“空气阻力”的讲解尤其详细,它区分了不同速度下的阻力特性,以及如何通过风洞实验来测量和模拟阻力。我印象最深刻的是关于“横风效应”的章节,它用生动的例子解释了横风如何导致弹道偏离,以及如何通过调整射击参数或使用先进的弹道计算机来补偿这种影响。这本书的学术价值很高,书中包含了大量的数学公式和物理模型,这对于我来说既是挑战,也是乐趣。我常常会花上好几个小时去研究一个公式的推导过程,或者一个模型的应用场景。我特别欣赏作者在讲解复杂概念时所采用的清晰逻辑和严谨的论证。这本书不仅仅是一本教科书,更是一份对科学严谨精神的致敬。它让我明白,每一个看似简单的弹道背后,都隐藏着无数科学家和工程师的智慧结晶。

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这是一本让我感到“震撼”的书。当我第一次拿到《现代外弹道学》时,我并没有抱太大的期望,因为我对这个领域知之甚少,以为它不过是一些枯燥的公式和理论的堆砌。然而,事实完全出乎我的意料。这本书以一种极其系统和严谨的方式,揭示了弹丸在空气动力学环境中的运动规律。书中详细讲解了影响外弹道的基本物理量,如初速、射角、风速、空气密度等,并深入探讨了这些因素如何相互作用,最终决定弹道的形态。我特别喜欢书中对“弹道修正”的详细阐述,它不仅仅是理论上的计算,还涉及到了实际的测量和反馈系统。当我了解到,现代武器系统是如何通过复杂的传感器和计算机算法,在飞行过程中不断修正弹道,以确保精确击中目标的,我真的感到一种科技带来的奇迹。书中还引用了大量的历史数据和实验结果,这些都为理论的严谨性提供了坚实的支撑。读这本书,我仿佛穿越了几个世纪,亲眼见证了从简陋的抛石机到今天精准制导武器的演变过程。它让我深刻体会到,人类的智慧和创造力是如何在不断的探索和实践中,将看似不可能的任务变成现实。这本书的优点在于它的全面性,它几乎涵盖了外弹道学的各个方面,从基础理论到应用技术,无所不包。对于想要深入了解这个领域的人来说,这本书绝对是一本不可多得的宝藏。

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我一直对军事科技和物理学有浓厚的兴趣,而《现代外弹道学》这本书,简直就是为我量身打造的。它以一种极其系统和严谨的方式,揭示了弹丸在空气动力学环境中的运动规律。书中详细讲解了影响外弹道的基本物理量,如初速、射角、风速、空气密度等,并深入探讨了这些因素如何相互作用,最终决定弹道的形态。我特别喜欢书中对“弹道修正”的详细阐述,它不仅仅是理论上的计算,还涉及到了实际的测量和反馈系统。当我了解到,现代武器系统是如何通过复杂的传感器和计算机算法,在飞行过程中不断修正弹道,以确保精确击中目标的,我真的感到一种科技带来的奇迹。书中还引用了大量的历史数据和实验结果,这些都为理论的严谨性提供了坚实的支撑。读这本书,我仿佛穿越了几个世纪,亲眼见证了从简陋的抛石机到今天精准制导武器的演变过程。它让我深刻体会到,人类的智慧和创造力是如何在不断的探索和实践中,将看似不可能的任务变成现实。这本书的优点在于它的全面性,它几乎涵盖了外弹道学的各个方面,从基础理论到应用技术,无所不包。对于想要深入了解这个领域的人来说,这本书绝对是一本不可多得的宝藏。

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我一直对外弹道学充满好奇,但市面上能找到的资料要么过于浅显,要么过于晦涩。《现代外弹道学》的出现,则恰好填补了这个空白。这本书的结构非常严谨,从基础的物理概念,到复杂的空气动力学模型,再到实际的应用案例,层层递进,条理清晰。我最喜欢的是书中对“风场模型”的讲解,它详细分析了不同类型的风(如稳定风、阵风、涡流等)对弹道的影响,并且提出了相应的预测和补偿方法。我之前从来不知道,风的细微变化也能对弹丸的飞行轨迹产生如此巨大的影响,这让我对大自然的神奇和人类智慧的渺小有了更深刻的认识。书中涉及的数学公式非常多,这对于我来说是一大挑战,但我相信,如果能够克服这些困难,一定会学到很多东西。作者的讲解方式非常专业,他 uses precise language and logical reasoning to explain complex concepts. The book also includes numerous diagrams and illustrations, which greatly aid in understanding. I particularly appreciate the historical context provided in the book, which helps to understand the evolution of ballistic science. It is a comprehensive and in-depth exploration of the subject matter, making it an invaluable resource for anyone interested in the field.

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我一直觉得,有些书就是为那些“硬核”爱好者准备的,而《现代外弹道学》无疑就是其中之一。这本书的语言风格非常直接,不带任何华丽的辞藻,直接切入主题,用最精确的语言描述最复杂的物理现象。开篇就详细阐述了外弹道学的基本定义和研究范畴,然后迅速展开对影响弹道关键因素的分析。我尤其印象深刻的是关于“阻力模型”的讨论,书中列举了各种不同的模型,从最简单的线性阻力到复杂的非线性阻力,并且详细解释了它们各自的适用条件和数学表达式。阅读过程中,我仿佛置身于一个巨大的物理实验室,每一个公式,每一个图表,都在描绘着弹丸在空气中飞行的每一个瞬间。书中对“稳定系数”和“横向效应”的讲解也让我大开眼界,我之前从未想过,一个简单的横风就能对弹道的偏离产生如此巨大的影响,而科学家们又是如何通过巧妙的设计和计算来抵消这些影响的。不得不说,这本书对数学的要求很高,书中充斥着各种微积分、微分方程,这对于我这样数学基础相对薄弱的读者来说,确实是一个不小的挑战。但是,作者并没有因此而放弃,他通过大量的图示和实例,试图将这些抽象的数学概念具象化,让读者能够更容易理解。我花了很多时间去消化那些数学推导,有时甚至需要借助其他资料来辅助理解,但当茅塞顿开的那一刻,那种成就感是难以言喻的。这本书让我对“精度”这个词有了全新的认识,原来在军事领域,每一个微小的误差都可能导致战略上的失利,而正是这种对精度的极致追求,推动着外弹道学不断向前发展。

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一本厚重的书,封面是沉静的蓝色,带着一丝金属的光泽,仿佛暗示着书中那深邃而精确的科学世界。拿到《现代外弹道学》的第一感觉就是它的分量,不仅是物理上的重量,更是知识上的厚重感。翻开扉页,扑面而来的是严谨的学术气息,清晰的排版,准确的术语,每一个字都像是经过了千锤百炼。我一直对外弹道学这个领域充满好奇,它听起来就像是电影里才会出现的神秘学问,关于炮弹、导弹在空中划过的轨迹,如何精确计算,如何克服各种空气动力学上的阻碍。这本书从最基础的概念讲起,比如弹道的基本形态,影响弹道的主要因素,然后逐步深入到空气动力学模型,摩擦阻力,升力,以及各种复杂的风场效应。读到关于弹道修正的部分,我简直惊叹于人类智慧的极限,如何在瞬息万变的战场环境中,通过精密的计算和实时的反馈,让看似随机的抛射物变得如此听话,精准地命中目标。书中的公式和图表虽然一开始让人有些头疼,但作者的讲解却很有条理,循序渐进,不会让人感到突兀。而且,书中穿插了一些历史案例,比如早期火炮的弹道计算难题,以及现代导弹技术的飞速发展,这让枯燥的理论知识变得生动起来,也让我对这项技术的发展脉络有了更清晰的认识。我特别喜欢书中关于“大气模型”的章节,它详细介绍了不同高度、不同气象条件下的空气密度、温度、压强变化,以及这些变化如何影响弹道的稳定性和射程。我之前一直以为弹道就是一条简单的抛物线,现在才知道,原来在实际飞行过程中,它要经历如此复杂的“旅行”。这本书的价值不仅仅在于理论知识的传授,更在于它激发了我对科学探索的兴趣,让我看到了工程技术背后蕴含的深刻的物理原理和数学智慧。

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这是一本让我感到“惊叹”的书。当我第一次看到《现代外弹道学》时,它的厚度和密密麻麻的公式让我望而却步。但我很快就被书中内容深深吸引。它从最基础的空气动力学原理开始,详细解释了弹丸在飞行过程中所受到的各种力,以及这些力如何共同作用,影响弹道的轨迹。我尤其对书中关于“万有引力定律”和“地球曲率”的讨论感到着迷,它让我意识到,即使是看似简单的抛射,也需要考虑如此宏大的物理效应。书中涉及的数学模型非常复杂,需要具备扎实的数学基础才能完全理解。我常常会花很长时间去研究一个公式的推导过程,或者一个模型的应用场景。我特别欣赏作者在讲解复杂概念时所采用的清晰逻辑和严谨的论证。这本书的价值在于它提供了对外弹道学这一精密科学的全面、深入的解读,让读者能够窥探到武器系统设计和精确打击背后的科学逻辑。虽然阅读过程充满挑战,但每一次理解一个新概念,都能带来巨大的满足感。

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我一直认为,《现代外弹道学》是一本极具价值的著作。它不仅系统地介绍了外弹道学的基本理论和方法,还深入探讨了现代外弹道学的发展趋势和前沿技术。书中对空气动力学模型、弹道计算方法、以及弹道仿真技术的讲解非常详尽,让我对这个领域有了更深入的了解。我尤其对书中关于“气象数据在弹道计算中的应用”的章节印象深刻,它让我意识到,天气因素对弹道的影响是如此巨大,而科学家们又是如何通过精确的气象数据来提高弹道的精度。这本书的语言风格非常专业,它 uses precise terminology and logical reasoning to present complex concepts. The book also includes a wealth of technical details, such as formulas, diagrams, and experimental data, which make it an indispensable reference for researchers and practitioners in the field. Overall, it is a comprehensive and authoritative treatment of the subject matter.

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这是一本让我感到“豁然开朗”的书。拿到《现代外弹道学》时,我抱着一种探索未知的态度。书中以非常清晰的逻辑,从基础的物理原理开始,逐步深入到空气动力学和弹道计算的复杂领域。我尤其对书中关于“弹丸旋转”对弹道稳定性的影响的讲解感到新奇,我之前从未想过,一个简单的旋转竟然能对弹丸的飞行产生如此大的影响。书中涉及的数学公式和物理模型对我来说是一个不小的挑战,但我相信,通过作者的详细讲解和图示,我可以逐步掌握这些知识。我特别欣赏书中对“实时弹道预测”的描述,它让我看到了现代科技在军事领域的巨大潜力。这本书的价值在于它将一门看似高深的科学,以一种易于理解的方式呈现给读者,让我对外弹道学有了全新的认识。

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这是一本让我感到“学海无涯”的书。从封面到内页,都散发着一股浓厚的学术气息。拿到《现代外弹道学》之后,我把它视为一项“艰巨的任务”。书中涉及到的物理学和数学知识非常深奥,远超我大学时期的基础。它详细讲解了弹道运动的基本原理,包括运动学、动力学以及空气动力学。我尤其对书中关于“弹道计算机”和“目标跟踪”的章节感到着迷,它展示了现代科技如何将理论计算与实际应用相结合,实现前所未有的精确度。书中涉及的公式和计算过程极其复杂,需要具备扎实的数学功底才能完全理解。我多次遇到需要暂停阅读,回头去查阅相关数学知识的情况。但作者的叙述方式非常清晰,他会耐心地解释每一个概念,并配以大量的图表和实例,帮助读者理解。我花了很长时间才弄懂“弹道方程”是如何建立的,以及它如何被用来预测弹丸的飞行轨迹。这本书的价值在于它提供了对外弹道学这一精密科学的全面、深入的解读,让读者能够窥探到武器系统设计和精确打击背后的科学逻辑。虽然阅读过程充满挑战,但每一次理解一个新概念,都能带来巨大的满足感。

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