流体力学(三版)

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具体描述

本书是为大学生的基础流体力学课程所着,也提供了双向教学适当的教材。作者利用大量例子、图解及照片仔细地阐述观念,使学生完全理解其数学上的涵意,并能将观念与实际应用作很好的连结。本书由浅入深的渐进式编排,可大幅提高学习成效,带领学生清楚了解并深入领会流体力学的基本原理。
好的,这是一本名为《结构动力学导论》的图书简介,其内容与您提到的《流体力学(三版)》完全无关。 --- 结构动力学导论 图书简介 聚焦理论基础与工程实践的桥梁 《结构动力学导论》是一本全面、深入且贴近工程实际的教材,旨在为土木、机械、航空航天等工程领域的学生和专业人士提供结构动力学领域的扎实基础。本书不仅系统阐述了结构对时间和空间变化的载荷(如地震、风荷载、机械振动)的响应机理,更强调理论分析与实际工程问题的结合。 本书的叙述逻辑清晰,从最基本的单自由度系统(SDOF)分析入手,逐步过渡到多自由度系统(MDOF),并最终涵盖了连续体系统和非线性动力学的基础概念。我们致力于在保持数学严谨性的同时,确保概念的直观可理解性。 第一部分:基础理论与单自由度系统分析 本书的开篇部分奠定了结构动力学的分析框架。我们首先回顾了结构分析的基本原理,并引入了系统的自由度概念。 第1章:引言与基本概念 本章界定了结构动力学的研究范畴,阐述了结构动力学在现代工程设计中的重要性,特别是应对瞬态和周期性载荷的必要性。我们详细介绍了惯性力、阻尼力的物理意义,并明确了动力学分析与静力学分析的主要区别。本章还简要回顾了结构刚度、质量和阻尼的定义。 第2章:单自由度系统的自由振动 这是动力学分析的核心起点。我们深入探讨了无阻尼和有阻尼单自由度系统的自由振动响应。重点内容包括: 1. 运动方程的建立:基于牛顿第二定律和能量法(达朗贝尔原理),推导SDoF系统的运动微分方程。 2. 无阻尼系统:推导固有频率和圆频率的概念,分析简谐激励下的周期性振动特性。 3. 有阻尼系统:详细分析临界阻尼比的概念,区分欠阻尼、临界阻尼和过阻尼情况下的自由振动衰减规律。计算对数衰减率及其在实际工程中的应用。 第3章:单自由度系统的受迫振动 本章聚焦于外部激励对结构的影响。我们分析了外部周期性载荷(如旋转机械产生的往复力)作用下的稳态响应。 1. 稳态响应分析:推导系统的稳态位移、速度和加速度响应,并引入振动放大系数的概念。 2. 频率响应函数:定义并计算系统的频率响应函数(FRF),这是理解结构对不同频率载荷敏感性的关键工具。 3. 谐波激励下的分析:详细讨论了谐波激励下的共振现象及其危险性,并探讨了外部激励相位对响应的影响。 第4章:单自由度系统的瞬态响应 在工程实践中,许多载荷是瞬时的或脉冲式的,如冲击载荷或地震动输入。本章专门研究这些非周期性载荷下的系统响应。 1. 脉冲载荷响应:分析单位脉冲和一般脉冲载荷下的响应解,特别是冲量响应函数的意义。 2. 地震输入响应:作为重要的瞬态激励,我们引入了反应谱的概念,解释了如何利用反应谱快速评估结构在特定地震波作用下的最大反应,而无需进行严格的时间积分。 第二部分:多自由度系统分析 将分析扩展到更接近实际结构的MDOF系统,是结构动力学分析的深化。本部分将重点介绍模态分析和解耦技术。 第5章:多自由度系统的自由振动 本章将系统的运动方程从常微分方程组转化为矩阵形式,这是进一步分析的基础。 1. 矩阵方程的建立:利用牛顿法或拉格朗日方程建立 $Mddot{x} + Kx = 0$ 的形式。 2. 特征值问题:求解系统的特征值(固有频率的平方)和特征向量(振型)。详细解释了主振型(Principal Mode Shapes)的物理意义及其正交性。 3. 模态分析:介绍模态分析的步骤,包括如何确定系统的振动模式(如弯曲、扭转或弯扭耦合模式)。 第6章:模态叠加法与响应分析 模态叠加法是求解MDOF系统动力响应的基石。 1. 坐标变换与方程解耦:通过特征向量将坐标系转换到主坐标系,实现运动方程的解耦。 2. 模态响应的叠加:将每个模态下的自由度响应分别计算后,再叠加得到总响应。本章将详细讨论模态参与因子和模态刚度等关键参数的计算。 3. 计算方法:介绍数值积分方法(如中心差分法)在求解非简单解析形式的MDOF系统瞬态响应中的应用。 第7章:阻尼在多自由度系统中的处理 实际结构中的阻尼往往难以精确测量,本章讨论工程中常用的阻尼建模方法。 1. 比例阻尼(Rayleigh Damping):介绍如何基于特定频率点定义瑞利阻尼矩阵,并讨论其在计算中的便捷性与局限性。 2. 非比例阻尼:简要介绍处理非比例阻尼系统的理论方法,如复特征值分析的基本概念。 第三部分:高级主题与应用扩展 本部分将视野扩展到更复杂的系统和实际工程中的关键挑战。 第8章:连续体动力学基础 对于梁、板等具有无限自由度的系统,需要引入偏微分方程。 1. 欧拉-伯努利梁的振动:推导无阻尼梁的自由振动方程,求解其固有频率和振型。 2. 边界条件的影响:分析简支、固支等不同边界条件对梁的振动特性的影响。 第9章:几何非线性和材料非线性 在强激励(如爆炸、大地震)下,结构会进入非线性响应范围。 1. 几何非线性概述:介绍P-$Delta$效应在结构稳定性分析中的作用。 2. 材料非线性:简要讨论滞回模型(如塑性铰模型)在动力分析中的初步应用,以及如何通过增量平衡方程处理非线性系统。 第10章:随机振动导论 现代结构设计越来越多地受到随机载荷(如风湍流、海浪力)的影响。 1. 随机过程基础:回顾平稳随机过程、功率谱密度(PSD)等统计学概念。 2. 随机响应分析:介绍如何利用系统的频率响应函数和输入的PSD来计算结构的均方根(RMS)响应,以及如何评估结构破坏的概率。 本书特点: 理论与实践并重:每章末尾均配有详细的例题解析,帮助读者将抽象的数学公式转化为具体的工程量。 丰富的工程实例:穿插了桥梁抗震、风力涡轮机振动、航空结构疲劳分析等实际案例。 清晰的图示系统:大量使用示意图、振型图和反应谱图,帮助读者直观理解复杂的动力学现象。 本书适合作为高等院校土木工程、机械工程、材料科学与工程等相关专业高年级本科生及研究生的教材或参考书,也是从事结构抗振设计与分析的工程师提升理论素养的理想读物。

著者信息

图书目录

Chapter 1 绪论和基本概念
Chapter 2 流体的性质
Chapter 3 压力和流体静力学
Chapter 4 流体运动学
Chapter 5 伯努利与能量方程式
Chapter 6 流体系统的动量分析
Chapter 7 因次分析与模型操作
Chapter 8 内部流
Chapter 9 流体流动的微分解析
Chapter 10 纳维-斯托克斯方程式的近似解
Chapter 11 外流场:阻力与升力
Chapter 12 可压缩流
Chapter 13 明渠流
Chapter 14 轮机机械
Chapter 15 计算流体力学简介

 

图书序言

图书试读

用户评价

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說真的,身為一個在台灣大學念材料科學的研究生,流體力學這門課真的是一門跨領域的必修課。我當時為了寫論文,需要處理一些微流道的流體行為,當時真的是一籌莫展。我試過好幾本參考書,都覺得對我這種非本科系背景的學生來說,太過艱澀了。但是,《流体力学(三版)》這本書,它的切入點非常貼心!它不是一味地強調數學的嚴謹性,而是從現象出發,逐步引導讀者建立觀念。例如,它在講解質量守恆的時候,不是直接丟出連續性方程,而是先從一個簡單的管路流動情境開始,讓你直觀地理解為什麼流體在裡面會有這樣的行為。我特別欣賞它對於相似性原理和無因次參數的介紹,這對於我們在實驗設計和結果分析上非常有幫助。我還記得書中關於边界层理論的解釋,那些圖表清晰地展示了流體在固體表面附近的運動特性,這對我理解材料表面的濡濕和吸附現象非常有啟發。而且,它在最後幾章探討了許多現代流體力學的研究方向,像是計算流體力學(CFD)的基礎概念,這讓我知道了即使數學功底不是非常深厚,也能透過數值方法來模擬和分析流體問題。這本書的優點在於,它既能讓你建立扎實的理論基礎,又能讓你對未來的研究方向有所啟發,絕對是一本值得細細品味的教科書!

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這次終於讓我等到這本《流体力学(三版)》!作為一個在台灣唸土木工程的學生,流體力學絕對是我們學習過程中的一大挑戰。過去我唸書時,總是覺得公式多、推導複雜,很難將理論與實際問題連結起來。但這本《流体力学(三版)》完全改變了我的看法!它在內容編排上非常有邏輯性,從最基本的流體性質,到流體靜力學、運動學,再到動力學,一步一步地引導我們深入。我特別喜歡它在講解水力學的部分,像是明渠流、管流的計算,書中都提供了非常詳細的步驟和範例。我還記得我為了計算水庫洩洪時的壓力分佈,看了好多課本都覺得難以理解,直到看到這本書裡面的圖解和案例,才恍然大悟!而且,它對於坡降、能量線、水力坡降這些概念的解釋,都非常到位,讓我在理解水流的能量變化時,有了更清楚的認識。書中也探討了許多與土木工程相關的應用,像是渠道設計、水壩穩定性分析等,這些都讓我感覺到流體力學的實用性,不再是單純的學術理論。這本書的優點在於,它能夠將抽象的理論,轉化為實際工程問題的解決方案,對於我們土木系的學生來說,絕對是一本不可或缺的寶典!

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拿到《流体力学(三版)》這本書,真的是讓我愛不釋手!我本身是在大學擔任教授,平時需要接觸到流體力學相關的教學和研究。一直以來,我都希望能找到一本既能涵蓋主流理論,又能引導學生深入思考的教材。這本《流体力学(三版)》恰恰符合了我的需求。它在理論的深度和廣度上都做得非常出色,從基礎的質量、動量、能量守恆,到複雜的湍流模型和數值方法,都涵蓋得相當全面。我特別欣賞它在引入納維-斯托克斯方程時,不僅給出了嚴謹的推導,還詳細闡述了各種簡化形式的意義和應用。這對於學生理解這些基本方程至關重要。而且,書中對於各種流體實驗技術的介紹,像是風洞實驗、PIV測速等,都非常詳實,這能夠幫助學生將理論知識與實驗驗證聯繫起來。我還注意到,書中對於新興的研究領域,像是生物流體力學和納米流體力學,都有所涉獵,這對於培養學生的前瞻性思維非常有幫助。這本書的優點在於,它既有嚴謹的學術深度,又不失教學上的啟發性,絕對是一本優秀的流體力學教材!

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這次入手《流体力学(三版)》,完全是出於對該領域的興趣,想更深入地了解。我之前對流體力學的印象,就是那些複雜的數學公式和物理概念,總覺得離自己很遙遠。但這本書的出現,徹底改變了我的想法。它以一種非常引人入勝的方式,帶領我進入了流體力學的世界。我特別欣賞書中對於各種流體現象的生動描述,像是水滴的形成、雲的飄動,甚至是行星的形成,都用流體力學的原理來解釋。這些例子讓我對大自然中的許多現象有了全新的認識。而且,書中的插圖和照片都非常精美,將抽象的理論具象化,讓我能夠更直觀地理解。我還記得我為了理解什麼是表面張力,翻了好幾本書都覺得一知半解,結果這本書裡面的圖解,瞬間就讓我明白了,原來水滴能保持球狀,全是因為它。它對於流體介面現象的解釋,以及如何利用這些現象來解決實際問題,都讓我印象深刻。這本書的優點在於,它能夠將科學的嚴謹性與藝術的表現力完美結合,讓流體力學不再是枯燥的學科,而是一門充滿詩意和奧妙的科學。

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我必須說,《流体力学(三版)》這本書的出現,簡直就是為我這種對流體力學感到頭痛的讀者量身打造的!我本身是唸生醫工程的,在生物流體力學領域,像是血液循環、呼吸系統的氣體交換,都離不開流體力學的原理。但過去唸書時,相關的教材總覺得過於強調數學上的嚴謹,讓我覺得有點難以入門。這本《流体力学(三版)》的編排方式卻完全不同!它從非常基礎的流體性質開始,然後逐步引入到生物體內的流體現象。我特別喜歡它對於血液流動的討論,書中不僅解釋了牛頓流體和非牛頓流體的區別,還利用了許多生動的圖表,來展示不同血管結構對血液流動的影響。這對我理解血管疾病的發生和治療非常有啟發。而且,它對於微流道的流體行為也有詳盡的介紹,這對我們在設計生醫感測器和微流體晶片時,非常有幫助。書中也討論了關於氣體交換的流體動力學原理,像是肺泡內的氣體擴散,這讓我對呼吸系統的生理功能有了更深的認識。這本書的優點在於,它能夠將艱澀的流體力學概念,與生物醫學的實際問題巧妙地結合,讓學習過程充滿樂趣和實用性!

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收到《流体力学(三版)》這本書,真的是太讓我興奮了!我是一名在高雄唸環境工程的學生,我們系上在水污染防治、廢水處理等領域,都需要用到流體力學的知識。過去在唸書過程中,我常常覺得流體力學的概念很抽象,很難與實際的環境問題連結。但這本《流体力学(三版)》卻讓我耳目一新!它在開頭就用許多生動的例子,來說明流體力學在環境工程中的重要性,像是河流的污染物擴散、大氣中的氣體傳輸等。我特別喜歡它在講解紊流混合的部分,書中用清晰的圖示和簡單的數學模型,解釋了污染物是如何在水體或大氣中擴散的,這對我理解水污染的淨化過程非常有幫助。而且,它對於多相流的討論,像是氣泡在水中的運動,以及固體顆粒在流體中的沉降,都非常詳盡。這對於我們在處理沉澱池、過濾器等設備時,非常有指導意義。書中也包含了一些關於計算流體力學(CFD)的介紹,這讓我知道了如何利用數值模擬來預測環境中的流體行為,這對於環境風險評估非常有幫助。這本書的優點在於,它能夠將流體力學的知識,與環境工程的實際應用緊密結合,讓學習過程更有意義!

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坦白說,我一開始對《流体力学(三版)》並沒有太高的期待,畢竟市面上關於這個主題的書籍實在是太多了,而且很多都大同小異。但拿到這本書後,我真的被它的內容和編排驚艷到了。我本身不是本科系的,但因為工作需要,必須對流體力學有所了解,所以我想找一本既能打好基礎,又能讓我覺得有趣、容易理解的書。《流体力学(三版)》完全做到了!它最讓我欣賞的地方是,它將許多複雜的物理概念,用非常淺顯易懂的方式呈現出來。例如,它在講解伯努利原理的時候,不是直接給你一個公式,而是先用生活中的例子,像是水流過狹窄的地方速度會變快,然後再循序漸進地引導你理解背後的原理。書中的圖示也非常豐富,而且都畫得很精美,讓我在理解抽象概念時,能夠有更直觀的感受。我還記得我為了理解什麼是渦旋,看了一堆書都沒搞懂,結果這本書裡面的渦旋結構圖,瞬間就讓我明白了!而且,它對於流體測量方法和儀器的介紹,也讓我對實際的工程應用有了更進一步的認識。這本書的優點在於,它能夠真正地啟發讀者的學習興趣,讓原本枯燥的流體力學變得生動有趣。

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當初買這本《流体力学(三版)》純粹是出於學術上的需求,但沒想到它竟然給我帶來了如此大的驚喜。我本身是唸化學工程的,在很多化工製程中,流體力的傳輸和控制都是關鍵。這本書的優點在於,它不僅僅停留在理論推導,更強調了實際應用。例如,書中對於泵浦、閥門和管路系統的分析,就讓我在理解製程設計時有了更清晰的藍圖。我記得我為了理解什麼是揚程,看了好多其他的書,都覺得霧煞煞。結果在這本書裡,透過詳細的圖示和生活化的例子,一下子就明白了。它對於各種流體機械的原理,像是離心泵和軸流泵的差別,也解釋得非常清楚,讓我能夠根據不同的應用場合選擇合適的設備。而且,這本書的內容涵蓋了許多我學習過程中比較薄弱的部分,像是流體在多孔介質中的流動,這對我理解過濾和反應器設計非常有幫助。它在講解這些複雜概念時,用了循序漸進的方式,並且結合了實際的工程案例,讓理論不再是冰冷的數字,而是解決實際問題的工具。我很推薦這本書給所有在唸化學工程、機械工程,甚至環工的學生,它絕對能讓你對流體力學的應用有更深的認識!

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天啊,拿到這本《流体力学(三版)》真的是太令人驚喜了!我本身是在念機械系的,之前為了應付流體力學這門課,可是被搞得頭昏腦脹,各種向量微積分、張量分析,還有那些詭異的邊界條件,簡直讓人懷疑人生。市面上看了幾本,有的太理論,有的太簡略,總覺得抓不到重點。但這本《流体力学(三版)》真的讓我眼睛一亮!它的編排非常流暢,從最基本的流體靜力學開始,一步一步帶你進入流體動力學的殿堂。我特別喜歡它後面關於轉換流與紊流的闡述,那些圖解真的是神來之筆,把抽象的現象具象化了。我記得有一次為了理解納維-斯托克斯方程,看了一晚上都沒搞懂,結果翻到這本書的解釋,透過幾何的圖示和簡潔的數學推導,竟然豁然開朗!而且,書裡面的例子都貼近實際應用,像是飛機的翼型設計、水庫的洩洪道分析,甚至是我們日常生活中常見的風扇運轉原理,都用流體力學的觀點解釋得清清楚楚。這讓我感覺學習流體力學不再是死記硬背公式,而是真正理解物理現象背後的原理。它的習題設計也很有層次感,從基礎的計算題到比較進階的概念題,都能有效鞏固我們學到的知識。總體來說,這本書對於正在學習流體力學的學生來說,絕對是神隊友來著!

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這次入手《流体力学(三版)》真的是一項非常明智的決定!我是一位在航空工程領域工作的工程師,平時的工作內容就離不開流體力學。我之前也接觸過不少流體力學的書籍,但這本《流体力学(三版)》在幾個方面讓我印象特別深刻。首先,它的內容更新非常及時,對於一些新的研究進展和應用技術都有所提及,這對於保持專業知識的更新非常有幫助。我特別欣賞它對於空氣動力學基礎的闡述,例如攻角、升力、阻力這些基本概念,書中都用了非常直觀的圖解來解釋,並且結合了實際飛行器的例子。這讓我能夠更深入地理解飛機是如何在空中飛行的。其次,這本書在數學表達上也非常精煉,既有嚴謹的推導,又不失清晰的邏輯。我喜歡它在介紹複雜方程組時,會先簡化問題,逐步引入各種假設,讓讀者能夠理解每個環節的意義。而且,它對於邊界層內的流動,以及如何處理附面和分離流的現象,都有非常詳盡的討論,這對我們進行飛機氣動設計至關重要。書中的許多例子都引人入勝,讓我感覺流體力學不再是枯燥的學科,而是一門充滿魅力的科學。

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