物理海洋学-高等院校海洋科学专业规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:0

装帧:

isbn号码:9787306063038

丛书系列:

图书标签:

• 自然科学
• 物理海洋
• 物理
• 海洋
• 专业
• P天文学地球科学
• 物理海洋学
• 海洋科学
• 海洋学
• 高等教育
• 教材
• 海洋动力学
• 海洋物理
• 海洋环境
• 海洋课程
• 大学教材

现代流体力学基础与应用 一本面向工程与应用科学领域，深入浅出介绍流体力学核心概念、分析方法与前沿应用的权威著作。 --- 内容概述 本书旨在为学习者提供坚实的流体力学理论基础，并着重于将这些理论应用于解决实际工程和地球科学中的复杂问题。全书结构严谨，逻辑清晰，内容覆盖了从宏观流体运动描述到微观粘性效应分析的完整体系，特别强调了计算流体力学（CFD）在现代工程分析中的核心地位。 第一部分：流体运动的描述与基本定律 本部分奠定了流体力学分析的数学和物理框架。 第一章：流体的基本概念与物质属性 本章首先明确了流体（液体和气体）与固体的主要区别，重点讨论了流体的本构关系，包括牛顿流体和非牛顿流体。详细阐述了密度、比重、粘度（绝对粘度和运动粘度）的物理意义及其在不同温度和压力下的变化规律。引入了表面张力和可压缩性等关键参数，为后续的动力学分析做准备。讨论了流体静力学的基础，推导了压力随深度变化的规律，并讲解了压强测量工具（如皮托管、压力传感器）的工作原理及应用。 第二章：流体力学守恒定律 本章是全书的理论核心。系统推导了流体力学的三大基本守恒定律： 1. 质量守恒（连续性方程）： 阐述了在任意控制体或流线上的质量守恒原理，区分了固定参考系和随流体运动参考系下的表达形式。 2. 动量守恒（欧拉方程与纳维-斯托克斯方程）： 详细推导了描述宏观动量平衡的欧拉方程，随后引入粘性项，完整推导了非线性、偏微分形式的纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程组。着重分析了其在直角坐标系、柱坐标系和球坐标系下的展开形式。 3. 能量守恒： 讨论了流体系统中的热力学过程，推导了考虑粘性耗散和热传导的能量方程，并探讨了等熵流动、绝热流动以及等温流动的特定条件。 第三章：流函数与势流理论 本章专注于简化流动分析的数学工具。引入了二维流动的流函数和速度势的概念，并展示了它们如何将N-S方程简化为拉普拉斯方程。深入探讨了势流理论的适用范围和局限性。通过共形映射（如希洛夫变换）的方法，讲解了如何求解复杂几何边界下的无粘、不可压缩流动问题，包括源、汇、偶极子、环量以及库塔-儒可夫斯基定理在翼型升力计算中的应用。 第二部分：经典流动分析与工程应用 本部分将理论知识应用于分析特定类型的工程流动问题，重点突出简化模型（如边界层理论）的价值。 第四章：粘性流动的基本特性与边界层理论 本章深入研究粘性对流体运动的影响。首先讨论了流动的定性分类：层流与湍流。通过雷诺数（Reynolds Number, Re）的物理意义，解释了流动失稳的临界条件。随后，重点展开普朗特边界层理论，推导了描述紧贴固体壁面附近流体特性的简化方程。利用普朗特-卡门积分方程，推导出平板上的速度剖面（如普朗特一单层解），并计算了摩擦阻力。 第五章：管道内流动与损失计算 本章聚焦于工程中最常见的内部流动问题。分析了完全发展湍流在圆管中的特性，推导了达西-魏斯巴赫摩擦因数公式，并详细讲解了雷诺图（Moody Diagram）的应用。系统地分析了管道系统中的局部阻力，包括入口损失、弯管、阀门等附件造成的能量损失，并介绍了串联、并联管道系统的等效长度法求解。 第六章：外部绕流与升阻力分析 本章处理物体在流体中运动时产生的力学现象。讨论了绕流场的发展过程，从早期的分离点到尾流的形成。重点分析了低速、不可压缩绕流，如对圆形截面和翼型（Airfoil）的绕流分析。详细阐述了升力（Lift）和阻力（Drag）的物理来源（压差阻力和摩擦阻力），并引入了阻力系数（$C_D$）和升力系数（$C_L$）的概念及其设计优化意义。 第七章：可压缩流动基础 本章引入了气体动理论对流速的限制。详细分析了等熵流动，推导了马赫数（Mach Number, Ma）的概念及其在速度、压力、温度关系中的作用。重点讲解了激波（Shock Wave）的形成、特性及其在马赫数大于1时的不连续性（正激波和斜激波）。介绍了管道内可压缩流动的关键现象，如管道阻塞（Choking Flow）和拉伐尔喷管（de Laval Nozzle）的结构与设计原理。 第三部分：现代分析方法与前沿拓展 本部分转向现代工程计算工具和面向特定复杂流动的分析技术。 第八章：计算流体力学（CFD）导论 本章是连接理论与现代工程实践的关键。系统介绍CFD的基本流程：前处理（几何与网格生成）、求解器（离散化方法）和后处理。详细讲解了有限差分法（FDM）和有限体积法（FVM）的核心思想，对比了它们在处理复杂边界条件上的优劣。重点讨论了如何对N-S方程进行数值求解，包括压力-速度耦合算法（如SIMPLE算法族）。简要介绍湍流模型（如$k-epsilon$模型和$k-omega$模型）在CFD中的应用。 第九章：湍流流动分析 湍流作为自然界和工程中最普遍的流动形态，需要专门的分析方法。本章深入探讨湍流的统计特性，包括脉动速度、雷诺应力。详细推导了雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程，并分析了其封闭性问题。除了已在CFD章节中提及的模型外，本章还探讨了大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）在研究高精度湍流结构中的优势与挑战。 第十章：多相流与传热传质 本章拓展了对单相流体分析的局限性。首先讨论了流体中颗粒、液滴或气泡的存在对流场的影响，介绍了几种主要的数值方法来处理固-液或气-液两相流，例如欧拉-欧拉法和欧拉-拉格朗日法。随后，系统分析了流体中热量和质量的对流、传导和扩散过程，推导了流体动力学与传热传质耦合问题的分析方法，这对于设计换热器、化学反应器以及环境扩散模型至关重要。 适用对象 本书适合于机械工程、航空航天工程、土木工程、化学工程等相关专业的高年级本科生及研究生作为教材或参考书。同时，对运用高级数学工具解决实际流动问题有浓厚兴趣的科研人员和工程师也将从中受益匪浅。 本书特点 理论的严谨性： 从第一性原理出发，完整推导核心控制方程。 应用的广度： 覆盖从经典管流、绕流到现代CFD的广泛工程场景。 数学工具的强调： 详细介绍如流函数、势流、边界层积分方法等解析求解技术。 工程实例丰富： 穿插大量的工程案例和计算示例，增强读者的应用能力。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

在我看来，这本教材的价值不仅仅在于传授知识，更在于培养读者的科学思维方式。作者在讲解每一个概念时，都鼓励读者进行批判性思考，质疑现有的理论，并尝试从不同的角度去理解问题。例如，在讨论海洋模式时，作者并没有简单地介绍各种模式的特点，而是引导读者思考不同模式的优势和劣势，以及如何根据实际需求选择合适的模式。这种启发式的教学方法，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

对于我而言，这本书最大的亮点在于其对海洋动力学方程的详细阐述。作者不仅给出了描述海洋运动的基本方程组，还花费了大量篇幅讲解了这些方程的推导过程以及它们在不同海洋现象中的应用。例如，在描述海洋混合时，作者就详细解释了湍流扩散的机制，以及它如何影响海洋中的物质和能量传输。这些内容对于理解海洋内部的复杂过程至关重要，也帮助我理解了为何许多海洋现象会呈现出看似混乱但实则遵循一定规律的状态。

评分☆☆☆☆☆

这本教材的结构设计也相当出色。它从最基本的海洋物理概念入手，如密度、温度、盐度，然后逐步深入到更复杂的动力学过程，如海浪、潮汐、洋流和海洋环流。每章的内容都承上启下，逻辑清晰，使得读者在学习过程中能够循序渐进，不会感到突兀。我尤其喜欢教材中对不同尺度海洋现象的区分讲解，从近岸的波浪到全球的洋流系统，都有详尽的论述。这种系统性的梳理，让我对海洋物理学的整体框架有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这是一本极具价值的物理海洋学教材。它不仅提供了扎实的理论基础，更培养了读者的科学思维和研究能力。我强烈推荐给所有对海洋科学感兴趣的同学和研究者。这本书就像一位博学的向导，带领我们在深邃的海洋世界中探索奥秘，让我对这片蓝色星球有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

我非常赞赏这本教材在理论深度上的追求。它并没有回避复杂的数学推导，而是将推导过程清晰地展示出来，并引导读者思考这些数学模型背后的物理机制。例如，在讨论潮汐理论时，作者从基本的水动力学方程出发，一步步推导出简化的潮汐方程，并解释了各个简化假设的合理性。更重要的是，教材并没有止步于理论，而是将这些理论与实际观测数据相结合，展示了理论模型如何解释和预测真实的海洋现象。这种理论与实践的紧密结合，让我不仅掌握了知识，更培养了运用知识解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

从读者的角度来看，这本教材在排版和图表设计上也非常用心。大量的插图和图表不仅直观地展示了复杂的海洋现象，还大大减轻了阅读的枯燥感，使得学习过程更加轻松愉快。我尤其喜欢其中关于洋流剖面的示意图，它们清晰地展示了不同深度水流的运动状态，让我对海洋内部的能量和动量交换有了更直观的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本《物理海洋学-高等院校海洋科学专业规划教材》在我看来，是一本极其扎实且体系严谨的学术著作。它的内容深度和广度都超乎我的预期，尤其是在对流体动力学原理在海洋中的应用这一部分，作者的处理方式让我耳目一新。不仅仅是简单地罗列公式和定理，而是非常细致地剖析了每一个概念的物理意义，并辅以大量的实例和图表来帮助读者理解。例如，在讲解科氏力对海洋环流的影响时，作者并没有仅仅给出科氏力的大小和方向，而是详细阐述了它如何改变水体的运动轨迹，是如何形成大规模洋流的，以及不同纬度下科氏力效应的差异。这种深入浅出的讲解方式，对于我这样希望深入理解海洋动力过程的读者来说，无疑是宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本教材在对海洋混合过程的讲解上，是我见过最为详尽的。作者从分子扩散到湍流混合，再到大尺度环流带来的混合效应，层层递进，清晰地勾勒出了海洋物质和能量传输的复杂图景。特别是关于层结稳定性和混合能量的讨论，让我对为何海洋会形成不同的水团，以及它们之间如何相互作用有了更深刻的理解。这对于我将来研究海洋环境变化至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本教材在内容上极具前瞻性。它不仅涵盖了物理海洋学的经典理论，还涉及了一些前沿的研究方向，如海洋模式的最新进展、气候变化对海洋动力学的影响等。作者在这些方面的内容安排，让我对物理海洋学的未来发展方向有了一个初步的了解，也激发了我进一步深入研究的兴趣。例如，关于海洋环流在全球气候系统中的作用，教材的论述就非常到位，让我深刻认识到海洋在调节地球气候中的关键角色。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最深刻体会是，物理海洋学绝非仅仅是枯燥的数学公式堆砌，而是对我们赖以生存的地球系统进行深入探索的科学。作者通过生动的语言和翔实的案例，将抽象的物理原理与生动的海洋现象联系起来，让我仿佛置身于广阔的海洋之中，亲身感受着潮起潮落，洋流涌动。这种沉浸式的学习体验，让我对海洋的敬畏之心油然而生。

评分☆☆☆☆☆

敬畏。

评分☆☆☆☆☆

敬畏。

评分☆☆☆☆☆

敬畏。

评分☆☆☆☆☆

敬畏。

评分☆☆☆☆☆

敬畏。