工程流体力学学习指南 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:129

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出版时间:2009-8

价格:13.00元

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isbn号码:9787502173371

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• 气力学
• 习题解答

《工程流体力学学习指南》内容导览：构建坚实基础与精通应用 本书定位与目标读者 《工程流体力学学习指南》并非一本传统的、覆盖所有理论知识点的教科书，而是一本专注于“如何高效学习”和“如何将理论转化为工程实践”的配套辅导性读物。本书旨在为土木工程、机械工程、航空航天、水利工程等领域本科生、研究生以及初入职场的工程师提供一套系统化、实用性强的学习路径图。 本书的核心理念：从“知其然”到“知其所以然” 流体力学是工程学科的基石之一，但其抽象的数学描述和复杂的边界条件常常令学习者望而却步。本书的核心理念是“以问题驱动学习，以应用强化理解”。我们深知，掌握公式本身并非目的，理解公式背后的物理意义，并在真实工程场景中灵活运用才是学习的终极目标。 第一部分：夯实基础——跨越概念理解的鸿沟 本部分着重于梳理和澄清流体力学中最核心、最容易混淆的基本概念，确保学习者建立起扎实且无歧义的知识框架。 第一章：流体力学概述与基本概念的辨析 本章将深入探讨流体运动的本质特征，并重点区分几个关键概念： 物质点、流体微团与控制体： 详细解析欧拉观点（场观点）与拉格朗日观点（物质点观点）在分析问题时的适用性与差异。通过大量的图示和对比练习，帮助读者清晰界定分析的“对象”。 流体的基本属性： 密度、比重、粘度（牛顿流体与非牛顿流体）、表面张力、体积弹性模量。本章不只是罗列定义，而是通过工程实例（如油品流动、气泡上升）来剖析这些属性如何影响工程设计。 流场描述： 稳态与非稳态、定常与非定常、均匀流与非均匀流。我们将构建一个决策树，指导读者在面对具体问题时，如何快速判断流场的类型，从而选择正确的控制方程。 第二章：流体静力学——从平衡到浮力的精细计算 流体静力学是学习流体力学的第一步，本书将侧重于其工程应用中的难点： 压强分布的几何依赖性： 深入讲解二维和三维空间内压强随深度和位置的变化规律，特别关注“等压面”的概念，并阐述其在静止流体与匀加速运动流体中的区别。 作用在平面和曲面上的总静压力： 本章提供了一套清晰的步骤指南，用于确定作用在挡土墙、闸门或储罐壁面上的合力和作用点（压力中心）。我们引入了虚拟水头和压力梯度的几何解释，而非单纯的公式代入。 浮力、浮心与稳性分析： 除了阿基米德原理的应用，本章还详细分析了浮体（如船只、浮筒）的稳性判据——稳性高度（GM）的计算方法，以及在不同流体介质中（如空气与水）稳定性的对比。 第二部分：动力学核心——控制方程的推导与物理解读 本部分是学习的核心难点，目标是使读者不仅能写出守恒方程，更能理解方程每一项背后的物理意义。 第三章：流体运动学——描述运动的工具箱 流线、迹线与涡线： 利用三维向量分析，清晰区分这三种曲线的物理含义。重点讲解了流线方程在描述瞬时速度场上的应用，以及如何利用速度梯度张量（Velocity Gradient Tensor）来分析流体的变形（线膨胀率、角速度、旋度）。 连续性方程（质量守恒）： 对不可压缩流体和可压缩流体分别进行推导和简化。通过分析二维流场的流线图，直观展示流管内质量守恒的原理。 第四章：动量方程与能量方程的深度解析 纳维-斯托克斯方程（N-S方程）： 本章将分步解析N-S方程的物理含义，将每一项归类为惯性力、压力梯度力、粘性力与外力项。我们不将推导过程复杂化，而是强调简化模型的建立：如何基于工程假设（如忽略粘性、忽略重力）将N-S方程简化为欧拉方程或伯努利方程。 伯努利方程的正确应用边界： 伯努利方程的适用性限制是工程中的常见误区。本章提供了一个“四步校验法”，用于判断在特定管段应用伯努利方程是否合理，并详细讨论了引入水头损失的必要性。 能量方程（热力学第一定律在流体中的应用）： 重点关注流体做功、热量交换与总能的关系，特别是在高速流动和压缩流动中的能量损失与焓值的变化。 第三部分：从理论到工程——经典问题的系统解法 本部分聚焦于将前两部分学到的理论工具应用于解决实际工程问题，强调解题的系统性和规范性。 第五章：一维流动分析与管路系统 完全发展湍流与粘性流动的边界层概念： 介绍边界层分离现象及其对阻力的影响，重点讲解达西-韦斯巴赫公式、修正的哈曾-威廉公式和谢才公式的适用范围。 管路系统阻力计算： 建立系统性的计算流程，涵盖主损失（摩擦损失）和局部损失（阀门、弯头、放大收缩）。提供一个完整的工程案例，展示如何使用摩阻系数图（Moody图）进行迭代求解。 流速测量与流量计量： 详细介绍皮托管（Pitot Tube）、文丘里管、孔板流量计的工作原理、安装要求与误差分析。 第六章：相似律与量纲分析 本章是连接实验室试验与工程放大设计的桥梁： π定理的应用： 系统讲解如何通过量纲分析，从复杂的物理关系中提炼出具有物理意义的无量纲参数（如雷诺数、弗劳德数、欧拉数）。 模型与原型： 详细阐述相似的四个要素（几何相似、运动学相似、动力学相似），并提供清晰的相似比率计算表格，指导读者如何设计物理模型试验，并准确地将试验结果外推到实际工程规模。 第四部分：进阶主题与工程思维拓展 第七章：不可压缩流动的扩展应用 孔隙介质流动（达西定律）： 将流体力学原理推广至地下水流动和渗流分析，重点讲解渗透系数的确定与等效渗透率的概念。 明渠恒定流： 介绍曼宁公式、临界流、均匀流的判别，以及水堰和跌水的流量计算。 第八章：学习策略与工程视野 本章提供学习方法论，而非新的理论知识： 软件辅助学习： 介绍CFD（计算流体力学）软件如Fluent、OpenFOAM在验证理论模型、处理复杂几何体流动中的作用，以及如何正确解读CFD模拟结果（网格无关性、物理模型选择）。 错题反思手册的建立： 强调记录“为什么错”比“做对多少”更重要，指导读者建立个人知识盲点库。 工程案例的逆向分析： 鼓励读者从已建成的工程（桥梁、水坝、通风系统）出发，反推设计中可能应用的流体力学原理，培养主动发现问题的能力。 总结 《工程流体力学学习指南》致力于将晦涩的数学公式转化为直观的工程语言。本书通过清晰的结构、详尽的步骤指导和丰富的工程案例，帮助学习者建立起一个可操作、可验证、能解决实际问题的流体力学知识体系。它不是让你背诵定理，而是训练你像一位工程师那样思考和解决问题。

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《工程流体力学学习指南》这本书，对我这样一个初学者来说，简直就是一座及时雨。我之前接触过一些流体力学的入门读物，但总是感觉有点“硬邦邦”的，读起来像是啃石头。但这本书完全不一样，作者的笔触非常细腻，而且非常有条理。我记得在学习“动量方程”这一章节时，我曾一度感到非常困惑，觉得它和能量守恒、质量守恒的方程相比，理解起来更抽象。但是，这本书通过讲解动量定理，并且用了很多生活化的例子，比如在推一个箱子的时候，需要多大的力才能让它加速，以及为什么力的方向和速度方向一致时，加速效果最好，让我一下子就明白了动量传递的基本概念。随后，再将这个概念拓展到流体系统中，通过对流体微团施加力的分析，最终导出了动量方程。这种循序渐进的讲解方式，真的让我受益匪浅。而且，书中的一些小贴士和“易错点”提示，更是精准地抓住了我们学习过程中容易遇到的难点，提醒我们要特别注意哪些细节，避免走弯路。我常常在做习题的时候，回头翻看这些提示，它们总能给我带来新的启发。

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这本《工程流体力学学习指南》确实是一本让我爱不释手的书。我之前对流体力学一直抱有一种敬畏又有点畏惧的态度，总觉得它像是隐藏在数学和物理深处的神秘领域。然而，自从我翻开这本书，那种感觉就烟消云散了。作者用一种非常平实易懂的语言，将那些复杂的概念娓娓道来。我尤其喜欢它在介绍伯努利方程时，不仅仅是给出公式，而是花了大量的篇幅去解释这个方程的物理意义，以及它在实际工程中是如何应用的。比如，书中对飞机机翼升力产生原理的讲解，就非常生动形象，让我这个非专业人士也能豁然开朗。而且，书中的插图也非常精美，很多时候一张图胜过千言万语，能帮助我快速抓住问题的核心。我还会反复去翻阅书中的那些图示，它们就像是我的眼睛，带领我深入流动的世界。它不仅仅是知识的传递，更是一种学习方法的引导。我常常在读完一个章节后，会发现自己开始主动去思考，去联系生活中的例子。比如，在讲到管道流动阻力时，我立刻就联想到了家里的水龙头开小了水流就变小，但水压似乎并没有明显减小，这背后是不是也蕴含着流体力学的原理？这种举一反三的能力，是这本书带给我的最大惊喜。

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坦白说，《工程流体力学学习指南》这本书给我带来的学习体验，远超我的预期。我一直觉得流体力学是一个非常“抽象”的学科，很多概念都难以具象化。然而，这本书用一种非常聪明的方式，将那些看似抽象的理论，变得生动而具体。例如，在讲解“不可压缩流体”和“可压缩流体”时，作者并没有直接给出它们的定义，而是通过对比水流和空气流动在不同速度下的表现，来引导读者去思考流体密度随压力变化的情况。这种“由浅入深、由表及里”的讲解方式，让我能够更深刻地理解这些概念的本质。而且，书中对“边界层”理论的阐述，也让我印象深刻。作者用了一个非常贴切的比喻，将边界层比作是紧贴在固体表面的“粘性薄膜”，解释了流体在表面附近的特殊流动行为，以及它对摩擦阻力产生的重要影响。我之前对这个概念总是模模糊模的，读完这一章，感觉豁然开朗。书中的图示和流程图也起到了至关重要的作用，它们帮助我梳理了复杂的理论体系，让我能够更清晰地把握知识的脉络。

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说实话，我一开始抱着“试试看”的心态拿起了《工程流体力学学习指南》，毕竟市面上关于流体力学的教材和参考书不在少数，但真正能做到既严谨又不失趣味性的，却屈指可数。这本书最让我印象深刻的是它在处理一些经典案例时的独到之处。例如，在讲解粘性流和无粘性流的区别时，作者并没有直接给出一堆定义和公式，而是通过一个生动的“游泳”比喻，让我直观地感受到了流体粘滞性带来的阻力。随后，再引入雷诺数等无量纲参数，解释它们是如何衡量流体行为的关键，整个过程逻辑清晰，层层递进。更让我惊喜的是，书中对相似性原理的阐述，它没有停留在理论层面，而是花了很多篇幅介绍如何利用模型试验来预测实际工程中的流体行为，比如在风洞中测试飞机模型，或者在水槽中模拟大坝的水流。这让我看到了流体力学在解决实际工程问题中的强大力量，也拓宽了我对这门学科的认知边界。书中的习题设计也非常有梯度，从基础概念的巩固到综合应用的拓展，都能有效地检验我的学习成果。我尤其喜欢那些需要我运用所学知识去分析实际工程场景的题目，它们能让我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。

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我必须承认，《工程流体力学学习指南》这本书，可以说是我在学习流体力学过程中遇到的一个非常重要的里程碑。我之前接触过一些比较传统的教材，虽然内容也很全面，但总感觉缺少一些“人情味”，或者说，缺乏一种引导读者主动思考的机制。这本书在这方面做得非常出色。我尤其喜欢书中关于“相似性原理”的探讨，它不仅仅是介绍了无量纲准数的重要性，更重要的是，它引导我思考如何利用模型来预测真实世界的复杂流体现象。例如，在讲解傅汝德数和欧拉数时，作者并没有止步于公式，而是通过对船舶航行和水坝泄洪等实际工程案例的分析，让我直观地理解了这些无量纲准数在不同情境下的物理意义和应用价值。这种将理论知识与实际工程问题紧密结合的方式，让我对流体力学产生了浓厚的兴趣，也让我看到了这门学科在解决现实世界挑战中的巨大潜力。书中的每一个章节，都像是一个精心设计的“学习挑战”，不断地激发我去探索和思考，而不仅仅是被动地接受信息。

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