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出版者:

作者:Homsy, G.M. 编

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2008-4

价格:$ 30.50

装帧:

isbn号码:9780521721691

丛书系列:

图书标签:

• 流体 mechanics
• multimedia
• DVD-ROM
• engineering
• physics
• education
• simulation
• fluid dynamics
• computational fluid dynamics
• 教学
• 科学

探索流体世界的奥秘：一本关于流体力学的视觉与交互指南 流体力学，这门研究流体（包括液体和气体）运动及其与环境相互作用的学科，是理解我们周围世界运作的关键。从宏观的行星大气环流、海洋潮汐，到微观的血液在血管中流动、空气动力学原理，流体无处不在，其行为模式的掌握对于科学、工程、医学乃至日常生活都至关重要。 本书并非仅仅罗列枯燥的公式和抽象的理论，而是致力于以一种引人入胜、直观且极具互动性的方式，带领读者深入流体力学的迷人领域。我们相信，真正的理解源于亲身体验和清晰的视觉化呈现。因此，本书巧妙地融合了丰富的多媒体元素，将复杂的概念转化为生动形象的动画、引人入胜的模拟实验以及实际应用的精彩案例，旨在打破传统教科书的束缚，让学习过程充满发现的乐趣。 内容概述： 本书的结构设计遵循由浅入深、循序渐进的原则，确保不同背景的读者都能找到适合自己的学习路径。 第一部分：流体力学基础概念的直观解析 什么是流体？ 我们将从最基础的定义出发，清晰阐释液体与气体的区别，以及它们在微观层面上的特性。通过精美的3D模型和动态演示，让读者直观感受流体分子的运动状态，理解粘性、密度、压力等基本物理量的含义。 流体静力学：静止流体的力量。 探讨流体在不受外力作用时所表现出的特性。本书将通过交互式模拟，让读者亲自体验浮力、帕斯卡原理以及压强随深度的变化。想象一下，您可以通过调整液体的密度和物体的体积，直观地观察它们是否会漂浮，这将是多么生动的学习体验。 流体动力学：流体的运动世界。 这是本书的核心部分，我们将深入探讨流体的运动规律。 流线、迹线与流网： 通过动画演示，清晰区分这三种描绘流体运动的图形，让读者理解流体运动的轨迹和方向。 伯努利方程：速度、压强与高度的关系。 这是一条流体力学中极为重要的原理。本书将通过多种场景模拟，例如飞机机翼的升力产生、文丘里管的原理等，生动展示伯努利方程的实际应用，让公式不再是冰冷的符号，而是具有生命力的物理规律。 连续性方程：质量守恒的体现。 讲解在流体流动过程中，质量是如何保持不变的。通过模拟不同截面积管道中的流体流动，观察流速的变化，直观理解这一基本守恒定律。 粘性流与无粘性流： 区分不同类型的流体运动，理解粘性在流体运动中所起到的作用。通过模拟层流与湍流，让读者亲眼看到流体运动的差异。 层流与湍流： 深入探讨两种主要的流体运动模式。我们将提供详细的动画，展示层流的平滑有序与湍流的混乱无章，并分析导致两种模式转换的关键因素，例如雷诺数。 第二部分：流体力学的关键现象与应用 边界层理论：揭示表面效应。 探讨流体在与固体表面接触时所产生的特殊流动区域——边界层。通过清晰的动画，展示边界层的形成、发展及其对阻力、传热等过程的影响。 相似性原理与量纲分析：解决复杂问题的通用工具。 介绍如何利用相似性原理来简化对复杂流动现象的研究，以及如何运用量纲分析来确定影响流动特性的关键无量纲参数。本书将提供实际案例，展示如何从复杂问题中提炼出关键变量，并进行有效的实验设计。 压缩性流体流动：气体运动的特殊性。 专门探讨气体的流动，例如音速、激波等概念。通过模拟超音速飞机的飞行以及爆炸冲击波的传播，让读者直观感受气体压缩性的威力。 多相流：复杂体系的流动挑战。 关注含有多种相（如液滴、气泡、固体颗粒）的流体流动，例如雨滴的形成、血液的输送、气泡在液体中的运动等。我们将通过生动的可视化，展示这些复杂流动系统的行为。 第三部分：流体力学的工程实践与前沿探索 管道流动与泵：能量的传输与转化。 详细讲解流体在管道中流动的阻力、压降等问题，并介绍各种类型泵的工作原理及其在实际工程中的应用，例如供水系统、石油输送等。 空气动力学：飞行的秘密。 深入浅出地解释飞机、火箭等飞行器设计的核心原理，包括翼型设计、升力与阻力的产生、尾翼的作用等。通过互动模拟，让读者有机会“设计”自己的翼型，体验不同设计带来的飞行效果。 水力学：水的力量与控制。 探讨河流、水坝、水道等与水相关的工程问题，包括水流模拟、防洪设计、水轮机工作原理等。 生物流体力学：生命的流动之美。 探索流体力学在生物体内的应用，例如心血管系统的血流动力学、呼吸系统的气体交换、鸟类飞行等。我们将展示最新的研究成果，让读者领略生命奇迹背后的流体奥秘。 计算流体力学（CFD）：数值模拟的强大威力。 介绍CFD技术如何利用计算机来模拟复杂的流体流动。我们将展示一些经典的CFD模拟案例，例如汽车的空气动力学优化、发动机内部燃烧模拟等，让读者了解这项现代工程的重要工具。 本书特色： 视觉化学习： 海量的动画、插图、3D模型，将抽象的概念具象化，使学习过程更加直观生动。 交互式模拟： 允许读者动手操作，改变参数，观察结果，亲身体验物理原理的运作。 案例驱动： 结合大量实际工程和科学应用案例，展示流体力学在现实世界中的重要性和广泛性。 循序渐进： 内容难度逐步提升，适合不同程度的学习者。 深度与广度并存： 既讲解了流体力学的基本原理，又涵盖了诸多前沿应用领域。 无论您是希望深入理解流体运动背后的科学原理，还是希望将流体力学知识应用于工程设计、科学研究，亦或是仅仅对这个迷人的世界充满好奇，本书都将是您不可或缺的学习伙伴。让我们一同启程，探索流体世界的无穷魅力！

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这部名为《多媒体流体力学 DVD-ROM》的资料，我可是期待已久，毕竟在这个数字时代，传统的教科书已经越来越难以满足我们对复杂物理现象的直观理解需求。我原本以为，既然名字里带着“多媒体”和“DVD-ROM”，它一定会提供大量高清的、可交互的仿真动画，尤其是对于那些在经典教材中总是晦涩难懂的湍流模型或者边界层分离的现象，希望能有深入浅出的可视化解释。然而，实际拿到手后，我发现这套资料在内容呈现上显得相当的传统和保守，更像是一堆数字化的静态图表和文字记录的集合，而非真正意义上的“多媒体”教学工具。例如，关于非牛顿流体部分，我期待看到不同剪切速率下流体粘度变化的实时三维模拟，最好还能允许用户自己调节参数看结果。但实际的内容却是大量的二维截面图和大量的公式推导，这些内容在任何一本基础流体力学教材的附录里都能找到。这种“名不副实”的体验，让我对它在实际教学辅助中的价值产生了深深的怀疑。它更像是一个数字化的存档，而不是一个动态的学习平台，这对于需要通过动态演示来构建空间概念的学生来说，无疑是一个巨大的遗憾和阻碍。

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再者，我非常期待能看到一些前沿或跨学科的应用案例，例如微流控技术中的传质问题，或者在生物工程中血液动力学的最新研究进展。流体力学早已不是一个孤立的学科，它的应用渗透到材料科学、环境工程乃至生物医学的方方面面。我希望这套“多媒体”资料能提供一些高质量的视频采访，展示领域内顶尖学者的见解，或者至少提供一些最新的研究综述链接。然而，内容仿佛被时间定格在了上个世纪末，大部分引用的文献都相当陈旧，几乎看不到近五年内有价值的突破性成果被纳入讨论。当我在寻找关于柔性体相互作用的流体力学模拟时，发现该部分要么缺失，要么只是轻描淡写地提了一句，缺乏深入的讨论和参考资料。这使得这部作品在内容的前沿性和广度上都显得严重不足，无法满足追求最新知识体系的进阶学习者的需求，它更适合作为一本过时的、面向入门的参考书的数字备份。

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对于流体力学这门学科来说，实验数据的可视化和不确定度分析是至关重要的训练环节。我本希望这套DVD-ROM中能包含一套结构化的实验模块，例如皮托管测量、粒子图像测速（PIV）或热线风速仪（HWA）的数据集，并且最好能附带工具来分析这些实验数据的统计特性和误差范围。如果能提供原始数据文件，并内置一些基础的数据处理脚本，那将是极好的学习资源。然而，我所看到的是，关于实验的部分，仅仅是几张静态的、标注不清的实验装置照片，以及一些从早期期刊上直接引用的、缺乏详细测量条件的平均值表格。这种处理方式完全剥夺了读者自行探究和批判性评估实验结果的机会。我们无法得知这些数据是在何种雷诺数下获得的，实验环境是否稳定，以及作者如何处理了测量噪声。这使得这套资料在培养学生的科学严谨性方面，起到了反作用，它只是展示了结果，却隐藏了过程。

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我特别关注的是其中关于计算流体力学（CFD）的部分，毕竟现在无论是学术研究还是工业应用，CFD都是核心技能。我原以为这个DVD-ROM会提供一套集成化的、用户友好的入门级CFD求解器演示包，哪怕只是基于有限体积法或有限元法的简化案例。设想中，我们可以拖拽网格，点击“求解”，然后观察压力场和速度场的收敛过程，这才是真正体现“多媒体”价值的地方。但令人失望的是，这部分内容几乎完全被大量的理论综述和现有的商业软件（如ANSYS Fluent或OpenFOAM）的界面截图所占据，这些截图的清晰度堪忧，更像是扫描自过时的手册。它几乎没有提供任何可供实际操作的编程示例代码，也没有任何关于如何从零开始构建一个简单求解器的指导流程。对于那些想要从理论学习过渡到实践操作的学习者来说，这套资料提供的价值微乎其微，它停留在“描述”CFD的阶段，完全没有触及“如何做”的层面，使得这部分内容显得空洞且脱节。

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从排版和设计角度来看，这套DVD-ROM的制作质量显得极其粗糙，完全不符合当代多媒体产品的标准。交互性几乎为零，导航结构混乱，用户需要花费大量时间在深层目录结构中摸索才能找到相关的主题，这与现代软件直观的用户界面设计理念背道而驰。更让人抓狂的是，字体选择和颜色对比度极差，部分复杂的希腊字母和数学符号在低分辨率的屏幕上几乎难以辨认，这对于需要精确阅读公式的学习者来说，简直是种折磨。我甚至怀疑，这份资料是否经过了任何专业的UI/UX设计审核。它更像是某位研究人员在自己的电脑里将所有散乱的PDF和PowerPoint文件打包后，简单地刻录成光盘就匆忙发布了。如果目标用户是希望通过现代化的、易于上手的界面来学习复杂概念的学生，那么这种糟糕的用户体验会极大地增加学习的认知负荷，使得学习的乐趣荡然无存。

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