云物理学(平)部编大学用书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 降水过程

本书之宗旨在概述大气中的降水现象(云、雾、雨、雪、冰雹等)的物理及动力过程。先从云雾雨雪的观测着手，次论及它们存在所须的平衡条件。其次讨论它们如何产生，增长，以至于降水的过程。最后以结合微物理和动力机制的云模式所作的实际模拟雷雨胞来说明物理与动力环境之间的相互作用。全书以大学初级之物理化学，热力学，和流体力学为基础，而数学则最多祇须偏微分方程程度。因此本书适合理科大三大四或研一研二之学生修习之用。另外，亦可供其它专业之研究人员参考之用。

现代流体力学导论 作者： 张明，李华 出版社： 科学技术出版社 页数： 约 650 页 开本： 16 开 装帧： 精装 --- 内容提要 《现代流体力学导论》是一本全面、深入且注重应用的前沿教材，旨在为物理学、工程学、大气科学及相关交叉学科的高年级本科生和研究生提供一个坚实的基础。本书超越了传统流体力学教材的范畴，系统地涵盖了从经典欧拉方程和纳维-斯托克斯方程的推导、层流与湍流的基本理论，到现代计算流体力学（CFD）的应用方法。 本书的独特之处在于其对非牛顿流体、高超声速流动以及复杂介质流动的深入探讨，这些都是当前科研和工程领域亟需解决的关键问题。作者以清晰的逻辑和丰富的物理图像，将复杂的数学描述与实际工程应用紧密结合，帮助读者建立起对流体运动本质的深刻理解。 --- 详细章节结构与内容 第一部分：流体力学基础与基本方程 (Foundations and Governing Equations) 第一章：流体的本构与描述方法 (Fluid Constitutive Relations and Description Methods) 本章首先界定流体的物理特性，区分牛顿流体和非牛顿流体。重点介绍流场的描述工具：拉格朗日描述（跟随质点运动）与欧拉描述（固定空间点观测）。详细阐述物质导数（实质导数）的概念及其在描述流体运动中的核心地位。引入连续性方程（质量守恒）的推导，并讨论不可压缩流体和可压缩流体在不同描述下的简化形式。 第二章：流体动力学基本方程 (Fundamental Equations of Fluid Dynamics) 系统推导动量守恒方程——纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程。本章对张量分析在流体力学中的应用进行了详尽的讲解，特别是应力张量和应变率张量的定义。讨论了牛顿内摩擦定律在理解粘性应力中的作用。随后，对能量守恒方程进行推导，包含了对粘性耗散项和热传导项的精确处理。对于理想流体，引入欧拉方程，并探讨伯努利原理的严格推导和适用范围。 第三章：运动学分析与流线几何 (Kinematics and Flow Visualization) 本章专注于流动的几何特性分析。详细区分了流线（Streamline）、迹线（Pathline）和时间线（Streakline）。通过分析速度梯度张量，引入了流动的旋转（涡度 $oldsymbol{omega}$）和线度（应变率）的概念。重点讲解了斯托克斯定理和环量（Circulation）的定义，以及环量定理（Kelvin's Circulation Theorem）在无粘流体中的重要性，揭示了流体旋转的产生与维持机制。 --- 第二部分：经典流动分析与边界效应 (Classical Flow Analysis and Boundary Effects) 第四章：二维无粘流动理论 (Two-Dimensional Inviscid Flow Theory) 在理想流体假设下，深入探讨二维势流理论。引入复势函数 $Phi(z)$ 和流函数 $Psi(z)$，展示其在解析解法中的强大威力。详细分析了基本流元：源、汇、偶极子和环流。通过共形映射原理（Conformal Mapping），求解了库塔-儒科夫斯基（Kutta-Joukowski）定理的物理基础，精确计算了翼型绕流中的升力。 第五章：粘性流动的边界层理论 (Boundary Layer Theory for Viscous Flows) 本章是粘性流体力学的核心。详细介绍普朗特（Prandtl）边界层理论的物理假设和数学框架。对平板上的层流流动，进行了普朗特-玻尔修斯（Blasius）方程的推导与近似求解，强调了对流场中速度梯度和摩擦阻力的精确计算。进一步探讨了边界层的分离现象，以及分离对物体绕流阻力的决定性影响。 第六章：湍流基础与统计描述 (Turbulence Fundamentals and Statistical Description) 湍流是现代流体力学中最具挑战性的领域之一。本章从确定性描述转向统计描述，引入雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程，重点讨论雷诺应力的概念。讲解了湍流的特征尺度和能量级串（Kolmogorov微尺度）。介绍了主要的湍流模型，如零方程模型（代数模型）、一方程模型（如 Spalart-Allmaras）和两方程模型（如 $k-epsilon$ 和 $k-omega$ 模型）的基本原理和适用性。 --- 第三部分：可压缩流动与高级主题 (Compressible Flow and Advanced Topics) 第七章：一维可压缩流动与激波 (One-Dimensional Compressible Flow and Shocks) 本章集中于气体动力学（Gas Dynamics）。详细推导等熵流动的基本关系式，并引入马赫数（Mach Number）的概念。重点分析了气体流动中的临界现象——喉道效应。对正激波和斜激波的物理结构和热力学关系（Rankine-Hugoniot 关系）进行了严格的数学推导和应用分析，特别是对斜激波的几何分析。 第八章：二维等熵流与膨胀波 (Two-Dimensional Isentropic Flow and Expansion Waves) 探讨二维等熵流动的特征线方法（Method of Characteristics, MOC）在设计超声速喷管和评估外形设计中的应用。详细分析了 Prandtl-Meyer 膨胀波的形成和流动偏转过程，该技术在超燃冲压发动机进气道设计中至关重要。 第九章：非牛顿流体与复杂介质 (Non-Newtonian Fluids and Complex Media) 本书的特色章节之一。系统介绍了剪切变稀、剪切增稠、粘塑性流体（如宾汉塑性流体）的本构关系。重点分析了屈服应力对流动启动的影响，以及在管道流动中的特殊表现。引入了颗粒流、液态晶体和磁流体力学（MHD）中基本方程的推广形式，为研究多相流和电磁场耦合流动奠定基础。 --- 第四部分：计算方法与应用 (Computational Methods and Applications) 第十章：计算流体力学导论 (Introduction to Computational Fluid Dynamics, CFD) 从理论转向数值求解。本章介绍了离散化技术：有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）在处理 N-S 方程上的优势与局限。重点讲解了压力-速度耦合算法，如 SIMPLE 算法的迭代过程。讨论了数值格式的选择（迎风格式、中心格式）对稳定性和精度的影响。 第十一章：流动可视化与实验技术 (Flow Visualization and Experimental Techniques) 介绍现代流场诊断技术，包括皮托管阵列、粒子图像测速（PIV）和激光多普勒测速（LDV）。强调了如何利用这些实验数据来验证和修正数值模型。 --- 本书特点 1. 深度与广度兼顾： 既包含了流体力学的基础理论，又涵盖了湍流、高超声速、非牛顿流等前沿课题。 2. 严格的数学推导： 所有的基本方程均从守恒定律出发，辅以清晰的矢量和张量分析，确保读者理解公式背后的物理意义。 3. 丰富的工程实例： 每章后附有精心设计的应用案例，如飞机翼型阻力分析、管道泵送优化、环境污染物扩散模拟等，增强学习的实用性。 4. 现代计算视角： 对 CFD 方法的介绍，使得本书成为连接理论学习与现代工程仿真工具的桥梁。 适用对象 物理学、力学、航空航天工程、机械工程、化学工程等专业的高年级本科生和研究生。 从事流体力学相关研发工作的工程师和科研人员。 --- (全书配有大量插图、流程图和习题，旨在培养读者独立分析复杂流动问题的能力。)

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我對《雲物理學(平)部編大學用書》最初的期待，是希望它能幫助我快速掌握課堂上的重點，並且在考試前能有個快速複習的工具。然而，實際閱讀後，我發現它的價值遠超於此。這本書更像是一本能夠引導思考的學術專著，它不僅僅是知識的堆砌，更注重培養讀者獨立分析和解決問題的能力。書中穿插了許多案例研究，分析了實際發生的氣象事件，並從雲物理學的角度進行了解釋，這讓我深刻體會到理論與實踐結合的重要性。我特別喜歡書中探討天氣預報精準度的部分，它揭示了現有技術的局限性以及科學家們仍在努力的方向。閱讀這本書，讓我對氣象學，特別是與雲相關的現象，有了更為深刻和批判性的理解，不再是單純的記憶，而是能夠主動去思考和探究。

评分☆☆☆☆☆

購買《雲物理學(平)部編大學用書》的初衷，是為了應付研究所考試，尋找一本能夠在短時間內提升我對雲物理學理解深度的參考書。這本書的內容涵蓋範圍相當廣泛，從基本的熱力學原理到複雜的雲層動力學，幾乎涵蓋了所有重要的知識點。它特別強調了數值模擬和觀測技術在現代雲物理學研究中的應用，這對於準備研究所論文的學生來說，提供了非常有價值的啟示。書中的圖形和圖表製作精良，數據詳實，讓我能夠直觀地理解複雜的物理過程。儘管有些章節的內容相當深入，需要反复閱讀和思考，但我認為它所提供的專業知識和研究視角，對於希望在這個領域深造的學生來說，是無可替代的。這本書讓我對未來研究方向有了更清晰的規劃。

评分☆☆☆☆☆

最近入手了這本《雲物理學(平)部編大學用書》，身為一個在台灣唸書的學生，當初選購這本書純粹是因為課堂上老師推薦，說是市面上比較經典、內容紮實的教材。拿到書後，實際翻閱了一下，確實如傳聞所說，編排上頗為嚴謹，學術性十足。它從最基礎的大氣結構、水循環開始，逐步深入到雲的形成、發展、消散等複雜過程。書中用了不少公式和圖表來闡述觀念，這點對於理解抽象的物理原理非常有幫助。我特別欣賞書中對於各種雲狀的分類和特徵描述，像是卷雲、積雲、層雲等等，都有詳細的圖解和成因分析，這讓我在實際觀察天氣時，更能辨識出不同的雲朵，也更能理解它們背後蘊含的科學原理。雖然有些地方對於初學者來說可能需要花點時間消化，但整體而言，它提供了一個非常全面且深入的雲物理學學習框架，絕對是大學相關科系學生的必備參考書。

评分☆☆☆☆☆

我是一位對大自然充滿好奇的業餘愛好者，平常喜歡透過攝影記錄各種天氣現象，而雲，自然是我鏡頭下的常客。偶然間看到《雲物理學(平)部編大學用書》這本書，便被它的標題吸引了。雖然我沒有受過正規的大氣科學訓練，但這本書的編排卻非常友善。它從最容易理解的水循環開始，循序漸進地解釋了雲的形成機制，並提供了豐富的案例來佐證。我最喜歡的部分是書中關於雲的種類與天氣變化的關聯性分析，例如，看到預報說會有明顯的積雨雲發展，我現在更能理解這意味著什麼，也更懂得該如何安全地進行戶外活動。這本書讓我從單純的「看天吃飯」，進化為能「理解老天爺在說什麼」，讓我的觀天樂趣提升了好幾個層次，也讓我對科學有了更深的敬意。

评分☆☆☆☆☆

這本《雲物理學(平)部編大學用書》對我來說，就像是一本打開了新世界大門的鑰匙。我一直對天空充滿了好奇，特別是那些變幻莫測的雲朵，總讓我覺得它們背後一定隱藏著許多有趣的秘密。這本書就如同一位經驗豐富的嚮導，帶領我一步步探究這些秘密。它沒有用過於艱澀的術語，而是將複雜的物理學概念，透過清晰的邏輯和生動的例子來解釋。我印象最深刻的是關於對流和凝結的部分，書中詳細描述了空氣如何因為受熱而上升，進而形成雲層，以及水蒸氣如何在微小的塵埃顆粒上凝結成水滴或冰晶。這些知識讓我每次抬頭看天，都能產生新的領悟。我甚至開始嘗試記錄不同天氣下的雲朵變化，並試著運用書中的知識來解釋這些現象，這讓我的學習過程充滿了樂趣和成就感。