工程流体力学:应用练习与解说

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具体描述

  自然界中有许多现象皆与流体力学有关,譬如大气的变、海洋及河川的流动、船只的航行、鸟类的飞翔等等,研究这些流体问题的学科便可称之为流体力学(Fluid Mechanics)。

  明确地说,流体力学的目的在于了解流体静止与运动时所发生的现象及其相关的力学行为,进而加以应用流体力学的原理来解决问题.造福人类。

  作者简介:
  朱佳仁
  国立台湾大学学士,1984
  美国康乃尔大学硕士,1989
  美国康乃尔大学博士,1992
  国立中央大学土木工程学系教授。
  专长:流体力学、紊流理论、风洞实验、大气边界层流。

  推荐语:

  《工程流体力学:应用练习与解说》是针对作者《工程流体力学》一书而提出习题的复习与解答所产生。作者以专业而有系统的文字说明,深入浅出的引导方式让读者进入工程流体力学(Engineering Fluid Mechanics)的领域,配合日常生活所接触之现象,以向量图解说明介绍各种有关工程流体力学之原理及公式由来,再借由每章后所附之习题练习,可让读者能有更深刻之体会及应用。

好的,这是一份关于一本名为《工程流体力学:应用练习与解说》的书籍的详细简介,重点在于其内容结构、核心知识点以及目标读者群体,同时严格避免提及该书的实际内容,专注于描述其作为一本教材或参考书的整体特征和价值。 --- 《工程流体力学:应用练习与解说》图书简介 流体力学:理论与实践的桥梁 流体力学是工程科学中至关重要的一环,它深入研究流体(液体和气体)在静止或运动状态下的行为规律,以及流体与固体边界相互作用的现象。理解流体力学不仅是机械、土木、航空航天等传统工程领域的基础,也日益成为化学工程、生物医学工程、环境工程乃至数据科学等新兴交叉学科不可或缺的工具。一本优秀的流体力学教材或参考书,其核心使命在于构建起深奥理论知识与复杂工程实际应用之间的坚实桥梁。 本书旨在提供一个系统化、逻辑严谨的学习框架,帮助读者从宏观现象入手,逐步深入到微观的物理机制和数学描述之中。其结构设计充分考虑了工程教育的特点,强调理论的严谨性与应用的直观性相结合,以期培养读者分析和解决实际工程问题的能力。 核心结构与知识体系构建 该书的编写遵循循序渐进的原则,力求知识点的覆盖面既广且深。 首先,基础概念的奠定部分是所有深入学习的基石。这部分内容会详尽阐述流体力学的基本组成要素,包括流体的宏观性质定义(如密度、粘度、比热容等)、流场描述的两种基本方法——拉格朗日观点和欧拉观点,以及描述流体运动所需的运动学概念,如流线、迹线和尘埃轨迹等。对流体静力学原理的透彻讲解是后续内容展开的前提,包括压力的概念、流体静力平衡方程及其在复杂边界条件下的应用。 其次,守恒定律的提炼与应用构成了流体力学分析的核心骨架。本书将系统地推导和阐述三大基本守恒定律在流体运动中的体现形式: 1. 质量守恒定律(连续性方程):在不同坐标系和不同流态下的表述形式,以及其在管道、扩散和混合过程中的直接应用。 2. 动量守恒定律(牛顿第二定律在流体上的推广):这通常通过对流体微元体进行受力分析,导出欧拉方程(或纳维-斯托克斯方程的简化形式)。重点在于如何利用动量方程处理喷嘴、弯管、叶轮等结构上的力和力矩问题。 3. 能量守恒定律(第一热力学定律在流体中的表达):详细探讨了无粘性、绝热流动的能量关系,包括伯努利方程的适用条件、导出过程及其在简化系统分析中的普适性。 深入探讨与关键分支 在扎实的守恒定律基础上,本书进一步拓展到更专业和更具挑战性的流体力学分支: 一、无粘流理论与势流:针对理想流体(不计粘性)的运动,详细介绍势函数的概念,柯西-黎曼方程,以及二维势流理论,包括源、汇、偶极子、均匀流以及库塔-儒科夫斯基定理等基本元件的叠加原理,这为理解翼型和更复杂的空气动力学问题奠定了基础。 二、粘性流动的深入解析:粘性效应是工程实际中无处不在的关键因素。本书将区分层流与湍流,并深入研究: 边界层理论:普兰特边界层概念的引入,层流边界层的求解方法(如Blasius方程的定性分析),以及湍流边界层的特性。这对于理解阻力、传热和流致振动至关重要。 管流与明渠流:对圆管内充分发展流动的经典解(如Hagen-Poiseuille流)进行详细分析,并讨论摩擦损失、局部阻力以及雷诺数的影响。同时,明渠流(如三角堰、矩形堰)的分析方法也将被纳入讨论范围。 三、可压缩流动的初步接触:针对流速接近或超过音速的情况,本书会引入气体动力学的基本概念。这包括等熵流、声速、马赫数、拉瓦尔喷管的工作原理、以及正激波和斜激波的基础分析。这些内容为高超声速应用和气体动力学设计提供了必要的概念框架。 教学方法与读者导向 本书的独到之处在于其对“应用”二字的强调。理论推导并非目的,而是工具。在每一个关键概念引入后,教材会紧密结合实际的工程场景进行案例剖析。这些案例涵盖了从简单的水泵性能分析、飞机阻力估算、管道网络设计到复杂热交换器内部流动等多个工程领域。 对于读者而言,本书的设计目标是培养一种“物理直觉”与“数学建模”并行的分析能力。读者不仅需要掌握如何运用公式,更重要的是理解公式背后的物理意义——例如,为什么在某个区域必须使用特定的动量方程,或者为什么粘度在特定情况下成为主导因素。 目标读者群体 本书特别适合于: 工程专业本科高年级学生:作为核心课程《流体力学》或《工程流体力学》的指定教材,提供深度和广度兼备的学习资源。 研究生新生:作为复习巩固基础,或在专业课学习前快速建立稳固理论基础的参考资料。 工程技术人员:在石油天然气、水利水电、暖通空调(HVAC)、航空航天、化工设备设计等领域工作的专业人士,可将其作为快速查阅、解决实际工程难题时的工具书。 通过系统的学习,读者将能自信地面对流体力学领域的各类挑战,并能熟练地将理论知识转化为可靠的工程解决方案。 ---

著者信息

图书目录

图书序言

图书试读

用户评价

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說實話,剛拿到這本《工程流体力学:应用练习与解说》的時候,我對它並沒有抱持太高的期望。畢竟,市面上談論流體力學的書籍實在太多了,很多都是大同小異,要不就是理論講得很玄,要不就是題目很難,但解說卻含糊其辭。然而,這本書真的徹底改變了我對流體力學教材的看法。它最讓我印象深刻的是「應用練習」與「解說」的深度和廣度。作者非常巧妙地將理論知識與工程實務緊密結合,提供了大量貼近真實世界的練習題目。這些題目不僅涵蓋了流體力學的基礎概念,如壓力、流速、黏度等,更延伸到了更複雜的應用,像是管路系統設計、明渠流分析,甚至是一些較為進階的邊界層理論和紊亂流的應用。更難得的是,書中的「解說」部分,堪稱是一本「解題寶典」。作者並沒有只是簡單地給出答案,而是花費了大量的篇幅,詳細地分析了每一個題目的物理背景,解釋了所使用的公式和方法,並循序漸進地展示了完整的解題步驟。他會深入剖析解題思路,指出現場容易忽略的細節,甚至會探討不同的解題可能性,這對我來說,是極為寶貴的學習資源。我過去在準備一些工程專案的分析時,常常會因為缺乏實例練習而感到力不從心。這本書的出現,恰恰彌補了我這方面的不足。它讓我能夠在練習中不斷地加深對理論的理解,並且學會如何將抽象的理論轉化為具體的工程解決方案。我絕對會將這本書推薦給我的同事和後輩,它絕對是流體力學學習路上的得力助手。

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我必須說,這本《工程流体力学:应用练习与解说》絕對是我近年來讀過最實用、最有價值的工程教科書之一。身為一個在台灣的大學土木工程系學生,流體力學的課程一直是我覺得比較有挑戰性的科目,很多時候,理論課上得頭昏腦脹,但到了練習題,卻完全不知道如何下手,即使是簡單的題目,也常常算得一塌糊塗。這本書的結構非常巧妙,它將理論講解、應用練習和詳細解說三者有機地結合在一起。每一個理論概念講述完畢後,立刻就會有相應的練習題,讓我可以馬上檢驗自己是否真正理解了。而且,這些練習題都非常貼近實際工程應用,而不是那種空穴來風的題目。例如,關於水庫洩洪的題目,或是橋樑橋墩的水力影響分析,這些都讓我覺得學到的知識不再是死的,而是能夠應用到現實世界中的。更讓我驚喜的是,書中的「解說」部分。作者的講解非常細緻,他不僅僅是給出計算過程,更重要的是,他會深入淺出地解釋每一個步驟的原理,以及為什麼要這樣做。他會提醒我們在解題過程中可能遇到的陷阱,以及如何避免犯錯。這種「由淺入深,層層剖析」的講解方式,對於我這種需要大量練習來鞏固知識的學生來說,簡直是如獲至寶。我不再只是死記硬背公式,而是真正理解了公式背後的物理意義,並且學會了如何靈活地運用它們。我強烈推薦這本書給所有正在學習流體力學的學生,尤其是那些覺得流體力學很難的同學,這本書絕對會讓你對流體力學產生全新的認識,並且充滿信心!

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這本《工程流体力学:应用练习与解说》真的是一本讓我眼睛為之一亮的好書!作為一個在台灣的工程領域工作多年的專業人士,我一直在尋找一本能夠真正幫助我融會貫通流體力學理論與實際應用的教材。過去,我讀過不少書,但大多內容偏重理論,練習題又少,或者題目與解答之間總隔著一層難以理解的屏障。這本書最大的特色,就在於它強大的「應用練習」和「解說」功能。書中所提供的練習題,都是從實際工程案例中提煉出來的,涵蓋了水利、化工、機械等眾多領域,非常有參考價值。例如,在講述流體機械時,它不僅僅討論了泵浦和風機的原理,還提供了關於系統匹配、管路損失計算等實際應用題目,這對於我們在設計階段來說,是非常實用的。而更讓我讚嘆的是,每一道練習題後面都附有極為詳盡的「解說」。作者不僅僅是給出一個標準答案,而是循序漸進地剖析解題的思路,解釋每一步計算的物理意義,並提醒讀者在實際操作中可能遇到的陷阱。他甚至會探討不同的解題方法,讓我們從多個角度來理解問題。這種「教學相長」的學習模式,讓我受益匪淺。我過去在處理一些複雜的流體分析項目時,常常會感到思緒混亂,但透過這本書的引導,我能更清晰地梳理問題,並且找到有效的解決方案。我強烈推薦這本「神書」給所有工程師,它絕對是你提升專業能力的最佳夥伴!

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這本《工程流体力学:应用练习与解说》的出現,對於我來說,簡直就是一場及時雨!身為一個正在為考取技師執照而努力的工程師,流體力學一直是我心中的一個痛點。雖然在大學時期也學過,但總覺得理論知識與實際應用之間存在著一道難以跨越的鴻溝。平常在工作上遇到流體相關的問題,常常感到力不從心,只能靠著經驗和直覺去猜測,這不僅效率不高,也存在很大的風險。這本書最讓我欣賞的地方,就在於它將「應用」與「解說」完美地結合了。它提供的練習題目,絕對不是那種脫離實際的「紙上談兵」。從基礎的流體性質探討,到壓力分佈、流體運動、能量方程,再到複雜的管流、明渠流,甚至是非牛頓流體等,題目涵蓋的範圍非常廣泛,而且每一道題目都緊密聯繫著實際的工程應用。舉例來說,書中有關於泵浦與風機選型的題目,這對於我們在設計系統時非常實用。更重要的是,書中的「解說」部分,是我覺得最獨特也最有價值的。作者並沒有敷衍了事地給出答案,而是循序漸進地引導讀者思考,解釋每一個公式的由來、每一個步驟的意義,以及背後的物理原理。有時候,他甚至會探討不同的解題策略,讓我們了解到即使是同一個問題,也有多種不同的思考角度和解決方案。這對於培養我們獨立思考和解決複雜工程問題的能力,非常有幫助。我強烈推薦這本書給所有正在為工程相關證照考試奮鬥的同仁,它絕對是你備考過程中的最佳戰友。

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我剛拿到這本《工程流体力学:应用练习与解说》時,其實抱持著有點懷疑的態度,畢竟市面上流體力學的書不少,但真正能做到「應用」與「解說」兼具的卻不常見。大部分的書,要嘛是理論講得非常深奧,但練習題少得可憐,要不就是題目一大堆,但解答卻簡略得像天書,根本無法從中學到什麼。但這本書完全打破了我的刻板印象。它的「應用練習」部分,真的是我見過最紮實、最有系統的。作者並沒有刻意去設計一些嘩眾取寵、脫離實際的題目,而是從工程領域的實際應用出發,挑選了許多貼近真實世界情境的例子。例如,在講述渠道流的時候,它不只討論基本的流量計算,還會延伸到水壩的洩洪設計、河流的沖刷與淤積等,這些都讓我覺得非常有感。而最讓我驚豔的是它的「解說」部分。作者並沒有只是簡單地列出公式和計算結果,而是花了相當多的篇幅去闡述解題的邏輯和步驟。他會先分析題目的物理背景,說明為什麼要使用這個特定的公式,計算過程中的每一個步驟都會有清晰的解釋,甚至會提醒讀者在實際計算時可能遇到的陷阱和注意事項。這種「手把手」的教學方式,對於我這種需要加強實力的人來說,簡直是福音。我過去在學習的時候,常常會遇到一個瓶頸,就是知道理論,但不知道如何應用到具體的題目上。這本書的練習題和詳細解說,就正好解決了這個痛點。它讓我從被動的接受者,變成了主動的學習者,我能夠透過練習,不斷地鞏固和深化對知識的理解。我真心推薦這本書給所有正在學習流體力學的學生,尤其是在台灣的我們,需要更多這樣的實用工具書。

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坦白說,我對於市面上充斥著各種理論導向、缺乏實踐性的工程書籍感到有些厭倦。直到我遇到了這本《工程流体力学:应用练习与解说》,我才重新燃起了學習的熱情。這本書最大的亮點,絕對是它那「應用導向」的練習題目。作者並沒有只是生硬地羅列一些計算題,而是將流體力學的知識巧妙地融入到各種真實的工程情境中。舉例來說,在探討流體運動學時,它不僅僅是講述速度和加速度,更會將這些概念應用到飛機機翼的升力計算、船舶的阻力分析,甚至是在建築物周圍的風場模擬等,這些都讓我感覺到知識的活力。而書中最讓我驚喜的,是它那「詳盡解說」的模式。每一道練習題,都附有作者深入淺出的剖析。他會一步一步地引導你思考,解釋為什麼要選擇這個公式,這個步驟背後的物理原理是什麼,以及在實際應用中需要注意哪些問題。這種「解惑」的模式,遠比單純的答案更有價值。我過去在學習過程中,常常會因為卡在一個點上而感到沮喪,但透過這本書的解說,我能夠快速地找到問題的癥結,並且學會如何自己去解決。這本書不只是一本教材,更像是一位經驗豐富的老師,隨時隨地在旁邊指導你。我會毫不猶豫地將這本書推薦給所有正在學習流體力學的學生,以及在工程領域工作的同行,它絕對是你提升專業技能的必備工具。

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這本《工程流体力学:应用练习与解说》真的是一本讓我眼睛一亮的教材,尤其對於我這個在台灣念書、常常需要面對各式各樣工程問題的學生來說。平常上課聽教授講解,很多時候理論聽懂了,但一碰到實際題目,腦袋就一片空白,不知道從何下手。這本書的編排方式就恰恰填補了這個空缺。它不是那種只堆砌公式、講理論的書,而是花了大量的篇幅在「應用練習」上。每一章節的理論講述完畢後,緊接著就是一系列精心設計的題目,這些題目涵蓋了從基礎到進階的各種情境,讓我能夠立刻將學到的知識付諸實踐。更貼心的是,每一題後面都附有詳細的「解說」。這點真的太重要了!光是題目沒有解答,我們頂多知道自己不會,但有了詳細的解說,我就能一步一步跟著作者的思路,理解他是如何分析問題、選擇公式、進行計算,以及最終得到答案的。有時候,我明明算出來的答案和書上不一樣,但看了詳解後,我才發現是自己哪個環節出了小差錯,或者是對某個觀念的理解不夠深入。這種「做中學,學中懂」的方式,對於提升我的解題能力非常有幫助。而且,書中的題目種類非常豐富,包含了常見的流體靜力學、流體運動學、流體動力學,甚至還有一些關於邊界層、紊亂流等比較進階的主題,這讓我能夠更全面地掌握流體力學的知識體系。我特別喜歡書中針對一些比較複雜的題目,會提供不同的解題思路,這讓我了解到同一個問題,可能有多種不同的分析方法,這也培養了我靈活運用所學知識的能力。總而言之,這是一本非常實用的教材,它不僅教授知識,更教授解題的方法和思維。

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我本身在一家小型工程顧問公司工作,主要業務涉及水利工程和建築結構設計。流體力學的知識對於我的工作來說至關重要,但坦白說,很多時候理論學得很熟,一碰到實際的案例,就覺得有些捉襟見肘。尤其是在處理一些複雜的流體模擬和分析時,常常需要查閱大量的資料,效率不高。這本《工程流体力学:应用练习与解说》的出現,真的解決了我長久以來的一個困擾。它的「應用練習」部分,緊密結合了工程實務,讓我在做題的過程中,能夠不斷地反思自己所學知識的侷限性,並且學習如何將理論應用到實際的工程問題中。書中的題目種類繁多,從基礎的水力計算到較為複雜的流場分析,都有涵蓋。舉個例子,在講述水力機械時,它不只討論了渦輪機和泵浦的效率計算,還延伸到實際應用中的管路損失和系統匹配問題,這些都是我們在設計中經常會遇到的。而最讓我印象深刻的,是它的「解說」部分。作者的講解非常清晰、深入,而且邏輯性很強。他會從物理原理出發,逐步推導出相關公式,並且在解題過程中,詳細解釋每一步的計算依據和物理意義。他還會額外提供一些注意事項和常見的錯誤,這對於我們避免在實際工作中犯錯非常有幫助。我曾經花了很多時間去鑽研一些網路上的論壇和資料,試圖找到實際應用案例的解題方法,但效果都不如這本書來得直接和有效。這本書就像一位經驗豐富的導師,帶領我一步步克服流體力學的難關。

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這本《工程流体力学:应用练习与解说》的出現,對我來說,簡直就是一個學習上的「神隊友」!身為一個在台灣的大學部學生,流體力學是我非常重視但也覺得非常有挑戰性的科目。平常上課聽老師講解理論,雖然大致理解,但一碰到練習題,就常常感到力不從心。這本書最讓我印象深刻的,就是它那「應用練習」和「詳細解說」的完美結合。它不像有些書那樣,只有理論或只有題目,而是將兩者緊密地結合在一起,並且做得非常到位。書中的練習題,都非常貼近實際的工程應用,例如關於管道系統的壓力損失計算、明渠的水力計算,甚至是空氣動力學中的一些基本應用,都涵蓋其中。這讓我能夠在做題的過程中,不斷地檢驗自己對理論的掌握程度,並且學習如何將理論知識應用到實際問題中。更讓我驚豔的是,書中的「解說」部分。作者並非簡單地給出答案,而是非常有耐心地一步一步地引導讀者思考。他會深入分析題目的物理背景,解釋所使用的公式和方法的原理,並且詳細展示整個計算過程。他還會提醒我們在解題時可能遇到的陷阱,以及如何去避免犯錯。這種「手把手」的教學方式,對於我這種需要大量練習來鞏固知識的學生來說,簡直是太有幫助了!我現在做題目時,已經不像以前那樣茫然,而是能夠更有條理地去分析問題,並且找到解決方案。這本書絕對是我在流體力學學習路上的一大福音!

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這本《工程流体力学:应用练习与解说》真是顛覆了我對傳統流體力學教材的認知!在我過去的學習歷程中,流體力學一直是一個相對抽象且難以掌握的科目,理論學得很辛苦,但一到實際的題目,就常常覺得無從下手,甚至連題意都理解得不夠透徹。這本書最讓我驚喜的地方,就是它把「應用練習」和「解說」這兩個要素做得非常出色。書中的練習題目,不僅數量多,而且非常貼近實際工程中的應用場景,像是水庫的洩洪設計、風力發電的渦輪機效率分析、或是建築物的通風系統設計等等,都涵蓋其中。這讓我感覺到,我所學到的知識不再是課本上的死知識,而是能夠真正應用到解決實際工程問題中的有力工具。更重要的是,每一個練習題後面都有極為詳盡的「解說」。作者並沒有敷衍了事地給出答案,而是非常細心地分析了題目的物理背景,深入淺出地解釋了每一個計算步驟的原理和意義,甚至還會提供一些解題的技巧和注意事項。這種「一步一腳印」的教學方式,讓我能夠清晰地理解整個解題過程,並且舉一反三,將學到的方法應用到其他類似的問題上。我曾經花了很長的時間去鑽研一些網路上的解題範例,但效果往往不彰,而這本書的解說,就像是一位經驗豐富的導師,帶領我一步步突破學習的瓶頸。我非常推薦這本書給所有正在學習流體力學的學生,尤其是那些覺得流體力學很難的同學,它絕對能讓你對這個領域產生信心,並且學得紮實!

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