具体描述
《涡运动理论》系统地介绍了涡运动基本理论的主要方面，力求做到取材精练、物理意义明确、数学论述严谨，同时适当反映当代该领域研究的新进展。全书共分九章。前三章介绍基本方程、涡量场的运动学和动力学特性，如流体动能、冲量、冲量矩等涡量场不变量，以及螺旋度和涡旋拟“能”等新概念。第4章讲述典型的涡旋运动解，如Oseen涡、椭圆涡、Lamb涡极子、Burgers涡和Betchelor涡等，它们常作为理论模型被广泛应用。接下来的三章讲述无粘流体中面涡演化、线涡和涡环、点涡系动力学。最后两章分别是旋转流体中涡运动和作为一种数值方法的涡方法。涡运动是流体最普遍存在的一种运动形态。
作者简介
童秉纲，著名力学家、教育家，1927年9月28日出生，江苏省张家港市杨舍镇人。1950年毕业于南京大学工学院机械工程系。1953年，他于哈尔滨工业大学力学专业研究生毕业并留校任教，曾任讲师及理论力学教研室主任。1961年他调到中国科技大学工作，曾先后担任流体力学教研室主任、近代力学系主任。协助钱学森等著名科学家建设了中国科大流体力学的专业教学体系。1981年担任教授，受聘为首批博士生导师。1986年到北京中国科学院研究生院任教至今。童秉纲曾历任中国空气动力学会副会长、副理事长，原国家教委工程力学专业教材委员会委员、教学指导委员会委员和香港理工大学机械工程系顾问委员会委员等职。现担任几个国家重点实验室和中科院开放实验室的学术委员。1997年10月童秉纲当选为中国科学院院士。
目录信息
再版前言
前言
主要符号表
第1章 概论
1.1 绪言
1.1.1 涡量场
1.1.2 涡量的物理意义
1.1.3 涡旋
1.1.4 研究涡运动的意义
1.2 运动学关系
1.2.1 流场的描述
1.2.2 运动学基本方程
1.3 动力学方程和能量方程
1.3.1 N-S方程
1.3.2 涡量动力学方程
1.3.3 速度环量动力学方程
1.3.4 能量方程
附：复杂流场中涡旋的定义
第2章 涡量运动学特性
2.1 给定涡量和胀量确定速度分布
2.1.1 命题的惟一性问题
2.1.2 速度分解和速度积分表达式
2.1.3 几个问题的讨论
2.1.4 广义Biot-Savart公式
2.2 涡量矩守恒
2.3 速度远场渐近特性
2.4 二维涡量场的运动学特性
2.4.1 二维Biot-Savart速度公式
2.4.2 涡量矩守恒特性
2.4.3 速度远场渐近特性
第3章 涡量动力学特性
3.1 Helmholtz涡量定理
3.2 涡量场的冲量和冲量矩
3.2.1 涡量和脉冲外力的冲量
3.2.2 流体的冲量
3.2.3 冲量的时间变化率
3.2.4 流体的冲量矩
3.3 涡量场的动能和能量耗散
3.3.1 动能及其时间变化率
3.3.2 动能的耗散和涡旋拟“能
3.4 涡旋拟“能
3.4.1 涡旋拟“能”的输运方程
3.4.2 湍流中的涡旋拟“能
3.4.3 湍流中涡管的拉伸和涡旋拟“能
3.5 螺旋度
3.5.1 螺旋度密度和涡系的拓扑结构
3.5.2 螺旋度守恒
3.6 二维涡量场动力学特性
3.6.1 流体的冲量
3.6.2 流体的冲量矩
3.6.3 流体的动能
3.6.4 小结
3.7 涡量在固壁面上的生成及扩散
3.7.1 一个简单例子
3.7.2 壁涡量和壁涡量流率
3.8 作用在物体上的流体动力
第4章 具有解析形式的若干典型涡旋流动
4.1 二维无粘涡旋流动
4.1.1 具有圆流线的定常涡
4.1.2 无界椭圆涡
4.1.3 Kirchhoff椭圆涡
4.1.4 Lamb涡极子
4.1.5 同向旋转的单行涡列和交替反向旋转的单行涡列
4.2 二维粘性涡旋流动
4.2.1 圆对称的粘性衰减涡——Oseen涡和Taylor涡
4.2.2 间断面的衰减
4.2.3 涡格的衰减
4.3 轴对称流动控制方程
4.3.1 原始变量(V，p)表示的控制方程
4.3.2 用涡量一流函数表示的控制方程
4.3.3 以为基本变量的控制方程
4.3.4 Squire方程
4.3.5 轴对称流的冲量和动能等
4.4 有轴向拉伸的定常轴对称涡
4.4.1 Burgers涡
4.4.2 Sullivan涡
4.5 Betchelor尾涡
4.6 Hill球涡
第5章 面涡及其演化
5.1 面涡上的相容关系
5.2 二维面涡自诱导运动的Birkhoff-Rott方程
5.2.1 Birkhoff-Rott方程
5.2.2 B-R方程的精确解
5.3 机翼尾涡面卷起的近似模型
5.3.1 流动的物理图像
5.3.2 具有椭圆环量分布的面涡
5.3.3 集中涡的近似模型
5.4 面涡的卷起和集中涡的形成
5.4.1 Kaden螺线
5.4.2 参数确定
5.4.3 相似性解和高阶近似
5.5 面涡的线性和非线性演化
5.5.1 Kelvin-Helmholtz不稳定性
5.5.2 奇点的形成
5.5.3 数值试验
第6章 线涡和涡环
6.1 三维线涡的自诱导运动
6.2 非线性薛定谔方程
6.3 涡索的孤立波解
6.4 涡环
6.4.1 轴对称涡环的数学表述
6.4.2 圆线涡环的精确解
6.4.3 薄核涡环(直接法)
6.4.4 任意涡量分布涡环的传播速度(能量法)
第7章 点涡系动力学
7.1 点涡系动力学的经典理论
7.1.1 无界流体中的点涡运动
7.1.2 边界和背景流场对点涡系运动的影响
7.2 点涡系静力学问题
7.3 点涡系稳定性分析
7.3.1 正多边形点涡系的稳定性
7.3.2 Karman涡街的稳定性
7.4 点涡系的相似性解
7.5 点涡系的混沌
7.5.1 点涡系的Hamilton系统
7.5.2 不可积性和混沌
7.5.3 半圆内两个点涡的运动
第8章 旋转系统中的流体运动
第9章 涡方法
习题
附录 矢量运算公式
参考文献
名词索引
· · · · · · (收起)
读后感
评分
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用户评价
我购买《涡运动理论》这本书，更多的是出于一种“追根溯源”的学术兴趣。我一直对流体动力学的基本方程，尤其是纳维-斯托克斯方程，抱有浓厚的兴趣，而涡运动正是理解这些方程的关键切入点。我希望这本书能够深入剖析涡运动的数学描述，从最基础的矢量分析和微分方程入手，逐步讲解各种涡相关的数学模型。我期待作者能够详细阐述涡量守恒定律，以及它如何支配涡的产生、传播和耗散。我尤其感兴趣的是，书中是否会涉及一些关于涡结构的非线性动力学分析，比如涡的合并、分裂、以及它们之间的相互作用。如果能有一些关于涡动力学稳定性和不稳定性分析的内容，那将是非常有价值的。同时，我也想了解，这些理论模型是如何与实际观测和数值模拟相结合的，比如如何通过模拟来预测流场的涡结构，或者如何通过实验来验证涡动力学的理论。总之，我希望这本书能够成为我理解流体动力学中“涡”这一核心概念的“敲门砖”，为我打开更深入的学术研究领域。
评分拿到《涡运动理论》这本书，我内心是既期待又有些许忐忑的。期待是因为我一直对流体世界的奥秘充满好奇，尤其对那些旋转、卷曲的“涡”感到着迷。忐忑则是因为这类理论性的书籍，往往需要一定的基础知识才能读懂，我担心自己会难以消化。但我还是希望，这本书能够从最基础的物理概念讲起，比如流体的基本性质，然后逐步过渡到涡的形成机制。我希望书中能有很多的图解，因为我深知，对于涡这样的三维结构，光靠文字描述是很难理解的。我特别想知道，书里会不会讲到，为什么自然界中会形成如此多样的涡结构？例如，风中的尘卷风，水中的漩涡，甚至宇宙中的星系旋臂，它们之间是否存在某种共性？我希望作者能够提供一些具体的案例分析，用以说明涡运动的原理。此外，我也对涡运动在工程领域中的应用很感兴趣，比如航空航天、能源工程等方面。如果书中能涉及这些内容，那将是非常有价值的。总而言之，我希望这本书能带我进入一个全新的知识领域，让我能够理解那些曾经让我感到神秘的现象，并从中获得科学的乐趣。
评分我购买《涡运动理论》这本书，是源于对物理学中那些“看不见摸不着”的力的浓厚兴趣。我一直对流体动力学有着一种莫名的着迷，而涡运动恰恰是其中最核心、也最迷人的部分之一。我希望这本书能够系统地介绍涡运动的数学描述，包括各种偏微分方程的推导和求解，以及它们的物理意义。我期待作者能够深入浅出地讲解，让非数学背景的读者也能有所领悟。例如，对于纳维-斯托克斯方程，我希望书中能提供一些直观的解释，说明它如何描述流体的动量守恒，以及它在描述涡运动中的关键作用。此外，我对各种涡结构，如环量、涡丝、涡片等，以及它们之间的相互作用有着浓厚的兴趣。书中是否会详细介绍这些概念，以及它们如何影响流体的宏观行为？我特别想了解，作者是如何将这些理论与实际的流体现象联系起来的，比如空气动力学中的升力产生，或者海洋中的洋流运动。如果书中能包含一些经典的涡运动案例分析，比如对气旋或龙卷风的模拟，那将极大地增加这本书的吸引力。
评分一直以来，我对空气动力学和流体力学中的“涡”这一概念都充满了敬畏和好奇。它既是物理世界中普遍存在的现象，又常常是复杂和难以预测的。我这次选择《涡运动理论》这本书，是希望能够系统地、深入地了解涡运动的本质。我期待这本书能够从最基础的数学模型出发，比如描述流体运动的守恒定律，然后逐步讲解不同类型涡的形成机制、演化过程以及它们在各种物理场景中的表现。我想知道，书里会不会对那些经典的涡模型，例如雷诺数、普朗特边界层理论等进行详细的剖析？我尤其感兴趣的是，作者是如何处理湍流这一复杂问题的，湍流的统计学特性，以及各种控制湍流的方法。另外，在工程应用方面，这本书是否会提及涡运动在飞机设计、船舶推进、甚至天气预报等领域的实际作用？我对书中可能包含的计算方法或者数值模拟的介绍也颇感兴趣，看看它们是如何帮助我们理解和预测涡的。一本好的理论书籍，不仅要讲清楚“是什么”，更要讲清楚“为什么”和“怎么用”。我希望这本书能在这方面做得出色，让我能够透过文字和公式，看到涡运动背后那精妙的物理逻辑，并将其与实际应用联系起来。
评分我对《涡运动理论》这本书的期待，更多地是建立在它所代表的“未知领域”的吸引力上。我一直觉得，大自然中有太多令人着迷的现象，而涡运动绝对是其中之一。想象一下，一个看似微不足道的扰动，如何能够演变成一股强大的力量，甚至影响到整个气候系统？这本书，我希望它能成为我探索这些奥秘的一扇窗。我期待作者能用一种引人入胜的方式，讲述涡运动的起源和发展。从最简单的概念，比如“什么是涡”，到更复杂的理论，比如“涡的稳定性”、“涡的能量耗散”等等。我希望书中能有大量的图示，来帮助我理解那些抽象的几何形态和动力学过程。此外，我非常想知道，书里会不会涉及到一些前沿的研究方向，比如量子涡、或者是在极端条件下（如超导体、黑洞附近）的涡运动？如果能有一些关于涡运动在不同尺度上的统一性或者差异性的讨论，那将是极具启发性的。总而言之，我希望这本书能让我从“只知其然”到“知其所以然”，不仅理解涡的现象，更能洞察其背后的物理原理，甚至能激发我进一步思考和探索的欲望。
评分这本《涡运动理论》我刚拿到手，还没来得及细细品味，但光看目录和扉页，就觉得它一定是个庞大的知识体系。我之前对流体动力学一直抱有浓厚的兴趣，尤其是那些神秘而难以捉摸的涡旋现象。无论是自然界中宏伟的台风，还是微观世界里微小的湍流，都充满了无穷的魅力。这本书的出现，无疑给了我一个深入探索这些现象的绝佳机会。我期待它能系统地梳理涡运动的基本原理，从最基础的纳维-斯托克斯方程讲起，逐步深入到各种复杂的涡结构和动力学模型。我特别想了解作者是如何将抽象的数学语言转化为易于理解的物理概念的，以及书中是否会包含一些经典的实验案例或数值模拟结果来佐证理论。读这类书籍，我最怕的就是过于枯燥的公式推导，希望作者能够巧妙地融入一些启发性的思考和生动的比喻，让我在钻研理论的同时，也能感受到物理之美。对于非专业读者来说，能否提供一些背景知识的补充，或者对一些关键术语进行详细解释，也将是衡量这本书实用性的一个重要标准。总而言之，我对这本书充满了期待，希望它能成为我理解涡运动的“百科全书”，引领我遨游于流体世界的奇妙旅程。
评分我对《涡运动理论》这本书的期待，是希望它能提供一个关于“涡”的完整认知体系。我一直觉得，涡运动是流体力学中最核心、也是最复杂的部分之一。我希望这本书能够从最基本的物理原理出发，详细阐述涡的定义、产生机制、演化规律以及消散过程。我期待作者能够深入介绍各种涡理论，例如涡环理论、涡丝理论、以及与湍流相关的各种模型。我尤其关注书中对涡动力学方程的讲解，希望作者能够清晰地推导和解释这些方程的物理意义，以及它们在描述不同尺度涡运动中的作用。此外，我对涡运动在不同介质（气体、液体）和不同环境（自由流、边界层）下的表现差异有着浓厚的兴趣。书中是否会提供相关的数值模拟方法或者实验数据，来佐证理论的正确性？我希望这本书能够帮助我建立起一个关于涡运动的系统性知识框架，让我能够更深入地理解流体运动的本质，并为进一步的学习和研究打下坚实的基础。
评分我购买《涡运动理论》这本书，主要是出于对物理学中“混沌”和“有序”之间微妙关系的探索。我一直觉得，涡运动正是这种关系的绝佳体现。一方面，它似乎是随机、混乱的，但另一方面，它又遵循着严谨的物理定律。我希望这本书能够系统地阐述涡运动的数学框架，包括但不限于各种方程的建立、求解以及对解的物理意义的解读。我尤其关注书中对湍流现象的阐述，因为湍流被认为是流体动力学中最具挑战性的问题之一。我希望作者能够提供一些关于湍流统计特性、能量级串模型以及各种近似方法的介绍。此外，我对涡的产生、发展、衰减以及涡之间的相互作用等动力学过程有着浓厚的兴趣。书中是否会包含一些关于涡动力学理论的最新进展，或者对一些经典模型的深入剖析？我期待作者能够通过严谨的数学推导和清晰的逻辑分析，帮助我深入理解涡运动的内在机制。如果书中还能提供一些相关的数值模拟和实验验证的案例，那将是锦上添花，让我能够更全面地认识涡运动的复杂性。
评分说实话，我买《涡运动理论》纯粹是出于一种“好奇心驱使”。我不是物理专业的，但平时看科幻电影或者纪录片时，经常会遇到各种关于“涡流”、“漩涡”的概念，总觉得它们很酷炫，但又一知半解。这次看到这本书，就想着买一本来“扫盲”一下，看看这玩意儿到底是个啥。我希望这本书的内容不会太晦涩难懂，能够用一种比较平易近人的方式来解释。比如，能不能用一些我们生活中常见的例子来类比？像洗澡水向下水道流形成的漩涡，或者风吹过建筑物产生的气流等等。我特别想知道，这些看似简单的现象背后，到底隐藏着怎样的物理规律。书里会不会讲到，为什么有些涡会越来越大，有些又会迅速消失？或者，能不能解释一下，为什么飞机在飞行过程中会受到“尾流”的影响，这和书里的涡运动有什么关系？如果能有一些图解或者动画（虽然书里没有动画，但想想就好了），可能会更容易理解。我比较担心的是，这本书会不会充斥着各种我看不懂的数学公式，让我望而却步。所以，我期望作者能在保持科学严谨性的前提下，尽量降低阅读门槛，多一些通俗的解释和概念性的阐述。
评分《涡运动理论》这本书，是我在逛书店时偶然发现的。当时就被它的名字吸引住了。我一直觉得，大自然中有太多神奇的现象，而涡运动绝对是其中一个。从天空中的台风，到海洋里的漩涡，再到我们洗澡时排水口的水流，似乎无处不在。我希望这本书能够为我揭开涡运动的神秘面纱。我期待它能够用一种通俗易懂的方式，解释涡是如何形成的，又会如何演变。书中会不会讲到一些关于涡的分类，比如线涡、面涡、点涡等等？我特别想知道，为什么有些涡会如此强大，能够卷起巨大的风暴，而有些却那么微小，转瞬即逝？我希望书中能够提供一些生动的图例，来帮助我理解那些复杂的物理过程。另外，我对于涡运动在实际生活中的应用也很好奇。比如，飞机在飞行时产生的尾流，或者水力发电站里的涡轮机，这些都和涡运动有关联吗？如果这本书能够解释这些应用背后的科学原理，那将是非常有价值的。我希望这本书能够让我对涡运动有一个更深刻的认识，不再觉得它们只是“奇观”，而是能够理解它们背后的科学规律。
评分从动力学（宏观角度）描述流体运动规律
评分和老的版本相比，它多了一些承前启后的话，但是一些推导还是要读者自己完成的。//要是有更高地归纳和抽象、系统的见解就更棒了。
评分教科书的特点，简洁，但缺乏引申。不过已经相对很不错了。对比吴介之老师的书籍，更基础。走马观花的看是扎不下去的。
评分和老的版本相比，它多了一些承前启后的话，但是一些推导还是要读者自己完成的。//要是有更高地归纳和抽象、系统的见解就更棒了。
评分和老的版本相比，它多了一些承前启后的话，但是一些推导还是要读者自己完成的。//要是有更高地归纳和抽象、系统的见解就更棒了。
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