Applied and Computational Fluid Mechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Post, Scott L.

出品人:

页数:524

译者:

出版时间:

价格:1150.00

装帧:

isbn号码:9781934015476

丛书系列:

图书标签:

• 流体力学
• 计算流体力学
• 应用流体力学
• 传热学
• 流体动力学
• 数值分析
• 工程流体力学
• 边界层理论
• 湍流
• CFD

《理论流体力学基础与解析方法》 本书旨在为读者构建坚实的理论流体力学知识体系，并重点介绍一系列强大的解析求解方法。全书结构清晰，内容循序渐进，适合流体力学、工程力学、航空航天、船舶工程、环境工程以及相关科学领域的研究生和高年级本科生。 核心内容概览： 本书首先从流体动力学的基本概念出发，详述了流体的宏观描述，包括连续介质假设、密度、压强、速度场等基本物理量。在此基础上，深入介绍了流体的运动学，如流线、迹线、涡线等概念，并引入了描述流体运动的基本方程：连续性方程、动量方程（纳维-斯托克斯方程）和能量方程。本书强调了这些方程的物理意义及其推导过程，帮助读者深刻理解流体的行为准则。 解析方法的精髓： 本书的核心亮点在于对流体力学中各种经典解析方法的系统性阐述。读者将在此接触并掌握一系列解决问题的利器，包括： 相似性原理与量纲分析： 学习如何通过相似性原理，将复杂的物理问题简化为具有代表性的无量纲参数，从而指导实验设计和模型预测。本书将深入探讨π定理，并给出实际应用案例。 势流理论： 详细介绍不可压缩、无粘性流体的势流理论，包括速度势和流函数的概念。本书将通过求解二维和三维势流问题，展示如何分析翼型周围的流动，理解升力产生的基本原理。 粘性流理论（简化情况）： 尽管纳维-斯托克斯方程的普遍解析解极其困难，本书将聚焦于能够解析处理的简化粘性流问题。例如，将深入探讨层流边界层理论，分析平板流动、圆管流动等经典案例，阐述边界层分离现象的发生机制。 伯努利方程及其应用： 详细推导并讲解伯努利方程，阐述其在不同流动条件下的适用性与局限性，并通过大量实例展示其在流量测量、管道系统分析等领域的广泛应用。 涡旋动力学基础： 介绍涡旋的产生、演化和输运等基本概念，分析涡旋在各种流动现象中的作用，为理解更复杂的流动现象奠定基础。 微小扰动理论： 讲解如何通过线性化方法处理微小扰动问题，例如声波传播、浅水波理论等，揭示这类波动现象的传播机制。 一些特殊的解析技巧： 介绍诸如柯西-黎曼方程在流体力学中的应用，以及复变函数方法在二维势流分析中的潜力。 内容深度与广度： 本书在理论深度上追求严谨，同时兼顾了知识的广度。除了上述核心解析方法，书中还会涵盖： 可压缩流基础： 简要介绍可压缩流动的基本概念，如马赫数、声速等，并探讨等熵流动和激波等基本现象。 多相流初步： 简要触及多相流的基本分类和描述方法，为后续深入研究打下基础。 学习目标： 通过学习本书，读者将能够： 深刻理解流体力学的基本原理和物理概念。 熟练掌握流体运动的基本方程及其物理意义。 掌握一系列经典的流体力学解析求解方法，并能够将其应用于解决实际问题。 具备分析和理解复杂流体现象的能力，并能对其进行初步的理论预测。 为进一步学习计算流体力学（CFD）打下坚实的理论基础，能够更好地理解CFD方法的原理和局限性。 本书致力于培养读者独立思考和分析问题的能力，鼓励读者通过理论分析来理解流体的行为，从而在面对实际工程挑战时，能够做出更明智的判断和设计。每一章节都配有精心设计的例题和习题，帮助读者巩固所学知识，提升解题技巧。

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如果用一个词来形容这本书带给我的感受，那一定是“宏大”。它以一种俯瞰全局的视角，将经典流体力学、数值分析和现代计算机科学的交叉点描绘得淋漓尽致。这本书不仅仅是在教你如何解方程，更是在塑造你作为一个流体力学家的世界观。它探讨了如何将物理直觉融入到数学模型中，以避免纯粹的数值模拟可能带来的“物理上不合理”的解。我惊喜地发现其中包含了对最新研究进展的引用和讨论，例如与机器学习辅助的物理建模相结合的趋势，这使得这本书即便是在快速迭代的科学领域，也保持了相当的前瞻性。它不是一本可以快速“学完”的书，而更像是一张需要你不断去探索和标记的知识地图，每当你遇到一个新的研究问题时，这本书总能为你提供一个坚实而全面的理论框架去支撑你的思考和分析。

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拿起这本书，我立刻感受到了一种浓厚的、偏向工程实践的氛围。它不是那种纯粹的数学物理推导集，而是将深奥的理论与工程实际紧密地结合在一起。我关注的重点一直放在如何用计算机有效地解决现实世界中的工程难题上，而这本书在这方面做得极为出色。例如，它对航空航天领域中的气动外形优化、能源行业中的换热器设计效率评估等案例的阐述，细致入微，提供的代码片段和算法流程图清晰明了，简直就是一本“动手操作指南”。我尤其欣赏作者在讨论湍流模型时，没有简单地停留在RANS方程的介绍，而是花了相当大的篇幅讨论了LES（大涡模拟）和DNS（直接数值模拟）在不同雷诺数条件下的适用性和计算成本的权衡。这对于一个需要快速决策并评估资源投入的项目工程师来说，简直太宝贵了。它教会我的，不仅仅是“如何计算”，更是“在特定情境下，应该选择哪种工具，以及为什么”。这本书的实战性，让它在我的工具箱里占有了不可替代的位置。

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坦白说，这本书的阅读体验是极具挑战性的，它更像是一部需要反复研读的参考手册，而非可以轻松读完的小说。它的语言风格非常学术化，句子结构复杂，充满了精确的技术术语，要求读者必须具备极强的抽象思维能力。我花了大量时间去理解其中关于非定常流体动力学中时间离散格式的稳定性分析部分，作者在这里引入了诸如Von Neumann稳定性和矩阵谱分析等高等数学工具，这些内容对于初学者来说，可能意味着巨大的挫败感。然而，正是这种严谨和不妥协，保证了书中每一结论的可靠性。它仿佛在对读者说：“如果你想理解底层逻辑，请准备好迎接挑战。” 我认为这本书的价值不在于快速阅读带来的满足感，而在于它能够系统性地训练读者的学术批判能力和建模思维。每一次重新翻阅，都会有新的理解和感悟，仿佛打开了新的知识维度。

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这部巨著给我的感受，简直就像是置身于一个由数据流和复杂方程构筑的迷宫之中。初次翻开它时，我被那些密集的公式和严谨的理论推导深深地震住了。它不像那些市面上常见的、专注于介绍基础概念的教科书，它更像是一本专为已经掌握了流体力学核心知识，并渴望深入探索计算方法与实际应用前沿的研究人员和高阶学生准备的“武功秘籍”。书中的章节安排极具匠心，从最基本的数值离散化方法讲起，逐步过渡到复杂的湍流模型、多相流模拟，再到利用高性能计算（HPC）进行大规模工程问题的求解。我特别欣赏作者在介绍有限元法（FEM）和有限体积法（FVM）时所展现出的那种不偏不倚的平衡感，他们没有止步于理论的罗列，而是深入剖析了每种方法在处理边界条件、网格畸变时的优缺点及实际应用案例。阅读过程中，我时常需要停下来，对照着以前学过的知识进行回顾和消化，因为它对读者的背景知识要求是相当高的，但一旦攻克了某个难点，那种豁然开朗的感觉，是其他任何教材都无法比拟的。这本书无疑是一座知识的灯塔，照亮了计算流体力学领域那些晦涩难懂的角落。

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这本书的独特之处在于它对“计算”二字的深刻理解与诠释。它清晰地展示了流体力学从连续介质假设到最终离散化求解的整个转化过程，这个过程中的每一步都充满了陷阱和选择。我发现作者在处理网格生成和自适应网格细化（AMR）这一块的内容尤其精彩，这往往是许多教材中被简单带过的一环。书中详细探讨了如何处理复杂的几何体、如何优化网格质量以降低数值误差，甚至涉及到了并行计算架构下的数据分区策略。这表明作者团队不仅是理论专家，更是深谙现代计算物理实践的工程师。它让我意识到，完美的数学模型如果建立在糟糕的离散化基础上，最终输出的结果也只是“精确的错误”。对于那些希望将自己的流体力学知识转化为高效、可扩展的软件模块的读者来说，这本书提供了无价的蓝图和深入的技术细节。

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