研究所讲重点【流体力学新传（下）】（2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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流体力学(Fluid Mechanics)是力学领域中最具柔性而美妙的科学，在生活中处处皆可应用与接触，举凡血液的流动、空气的流动、河流的流动…等都是。这样看来，可以说与流体力学相关的科学领域相当广泛，如机械类群的热传学、环工类群的明渠水力学、水利族群的水文学…等，故若能融会贯通流体力学这一学科，相信在各领域学习上皆可有事半功倍之效。

　　笔者认为要学好或考好流体力学有两个重点，分别是：

　　一. 通其观念、脉其思路
　　要学好流体力学，绝非单纯背诵公式或多算题目即可！因此笔者在各单元中的内容、例题，都会以较亲切、易懂的口吻来表达，使读者能在短时间内轻松学会，并且熟悉题型，而不再惧怕流体力学。

　　二. 准备上不分系所
　　本书内容网罗了国内各大研究所（含机械、应力、航太、工科、环工、水利、土木、造船、大气、医工、海洋、海工、环安所…等）之历届试题，因此本书中的题型相当广泛，使读者拥有这一本书籍，即可快速抓住各系所之重点。

本书特色

　　◎内容新颖、鑑往知来
　　各单元中的例题皆为该单元的代表性精选试题，确切掌握出题趋势及准备方向，可达事半功倍之效。

　　◎解题灵丹，重点整理
　　各单元的例题答案均有详细精准的解答，协助读者迅速破题。

　　◎过程步骤，流畅清晰
　　内容编排流畅，解题步骤完整，针对难题提供题意说明，帮助读者快速了解题意。

　　◎图表说明，重点提要
　　各单元或重要例题中含有「老师在讲，你一定要听」的补充说明，方便读者将该题相关观念及流体力学的前后单元融会贯通。
 

经典力学中的关键概念与前沿探索 导论：理解运动与平衡的基石 本书旨在为读者提供一个全面且深入的视角，探索经典力学领域的核心理论、基本原理及其在现代科学与工程中的广泛应用。我们聚焦于力学体系的构建、演化规律的揭示，以及在不同约束条件下系统行为的分析。本书的叙述结构遵循逻辑递进的原则，从最基础的运动学描述过渡到复杂的动力学分析，并最终触及现代物理学中力学思想的延伸。 第一部分：运动学的几何与运动的描述 本部分致力于建立描述物体运动的数学框架。我们将从基本的概念出发，如位置、速度和加速度，但会立刻将这些概念提升到更抽象的、更具普适性的数学表述层面。 1. 坐标系与变换： 深入探讨不同参考系之间的关系，包括刚体转动中的欧拉角和四元数。我们详细分析惯性系与非惯性系之间的联系，特别是如何通过引入虚拟力（如科里奥利力和离心力）来处理非惯性系中的动力学问题。这部分强调了坐标变换的内在几何意义，而非仅仅是代数运算。 2. 运动的矢量分析与微分形式： 考察曲线运动中的瞬时特性，引入曲率半径和自然坐标系（TNB 标架）。重点讲解如何用矢量微分算子（如梯度、散度和旋度）来描述场量的空间变化，为后续的场论和连续介质力学打下基础。 3. 刚体的运动学： 将注意力集中在具有固定形状的宏观物体上。详细阐述刚体的运动分解定理，即任何刚体运动都可以分解为平动和绕质心的转动。这部分会大量使用张量表示法来描述角速度和角动量，为第二部分中转动惯量张量的引入做铺垫。 第二部分：动力学的核心原理与守恒定律 这是全书的核心，关注力如何导致物体的运动状态发生变化，以及在特定条件下系统所遵守的普遍守恒律。 1. 经典牛顿定律的再审视： 不仅仅是陈述牛顿三定律，而是探讨其在不同物理情境下的适用边界。我们将分析牛顿第二定律的微分形式 $mathbf{F} = mmathbf{a}$ 在积分过程中的困难，并引出动量和冲量概念的精确定义。 2. 功、能与保守力场： 深入解析功作为矢量与路径无关性的关系。详细推导势能的概念，并严格证明保守力场中机械能守恒的充要条件（即力场是保守场的旋度为零）。我们将分析耗散力（如摩擦力）对能量转化过程的影响。 3. 动量与角动量守恒： 详细讨论在系统的外力或外力矩为零的情况下，动量和角动量如何保持不变。对于角动量，特别关注其作为矢量守恒的重要性，以及它如何决定行星运动的轨道平面。 4. 拉格朗日力学导论： 引入变分原理和最小作用量原理（哈密顿原理）。从达朗贝尔原理出发，推导出欧拉-拉格朗日方程。重点在于理解拉格朗日量 $L = T - V$ 的物理意义，以及如何利用广义坐标来简化复杂约束下的动力学问题。本章将展示拉格朗日力学在处理约束问题上的优雅性。 第三部分：振动、波与系统分析 本部分将力学原理应用于描述周期性运动和能量的传播现象。 1. 简谐振动与受迫振动： 彻底分析单自由度系统的自由振动、阻尼振动和受迫振动。重点剖析共振现象的物理机制，并引入复数表示法来简化微分方程的求解。讨论生命中常见的机械共振案例。 2. 耦合振动系统： 将分析扩展到多自由度系统。通过质量矩阵和刚度矩阵构建特征值问题，求解系统的正常模式（本征频率和主振型）。这部分是理解复杂机械系统稳定性的基础。 3. 基础波的传播： 将力学知识推广到连续介质中的波动现象。探讨一维弹性波的波动方程，分析纵波和横波的差异，并讨论波的叠加原理和色散关系。 第四部分：约束、约束力和高级力学形式 本部分探究在存在几何或动力学约束时，如何精确地确定系统的运动。 1. 约束的分类与描述： 区分完整约束、非完整约束、光滑约束和滑动约束。引入拉格朗日乘子法来显式地计算约束力，从而在求解运动方程的同时确定限制系统自由度的力。 2. 哈密顿力学： 这是经典力学的高级形式。从拉格朗日量出发，通过勒让德变换过渡到哈密顿量 $H = sum p_i dot{q}_i - L$。详细推导哈密顿正则方程，并解释哈密顿量在保守系统中所代表的物理意义（通常是总能量）。 3. 相空间分析： 引入相空间的几何概念，分析哈密顿系统的轨迹和相图。讨论庞加莱截面等工具在分析保守系统和非保守系统的长期行为中的作用。 总结与展望： 本书最后将简要回顾经典力学作为物理学宏观基础的地位，并展望其在向更深层次理论（如场论、相对论和量子力学）过渡中所扮演的关键角色。强调经典力学思想的普适性，及其在处理工程、天体物理和材料科学中的实际问题时的不可替代性。全书的数学工具旨在提高读者的抽象思维能力，并使读者能够独立分析复杂的机械系统。

作者简介

林禾

　　学历
　　成功大学硕士
　　成功大学博士

　　经历
　　应届考取台湾大学硕士榜首
　　成功大学博士班资格考榜首
　　曾参与多项国科会计画与产学合作
　　大学讲师
　　具有超过10年以上的补教经验

　　专长
　　流体力学
　　热力(工、机)学
　　热传学
 

第五章 流体流动的微分解析
5.0 介绍
5.1 流体运动及变形
5.2 涡度与环流量
5.3 势能函数
5.4 线性变形
5.5 流线函数
5.6 基本势流场
5.7 势流场组合
 
第六章 因次分析
6.1 前言
6.2 因次齐次性
6.3 柏金汉Pi 理论
6.4 重要的无因次参数
6.5 模型理论
 
第七章 管内黏性流
7.1 层流与紊流
7.2 奈维尔–史托克方程式
7.3 入口区与完全发展流
7.4 两平板间之完全发展流
7.5 圆管内部之完全发展层流
7.6 紊流的数学分析
 
第八章 边界层原理
8.1 普朗特边界层理论
8.2 边界层概念
8.3 边界层方程式
8.4 值级分析
8.5 范卡曼动量积分方程式
8.6 边界层近似解
8.7 边界层分离现象
 
第九章 可压缩流
9.1 可压缩流
9.2 流经喷嘴的一维等熵流动
9.3 流经喷嘴–扩散器一维等熵流动
 
第十章 明渠流
10.1 明渠流
10.2 流速公式
10.3 水力跳跃

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真的挺有意思的，那种深邃的蓝色，让人立刻联想到无垠的海洋或者浩瀚的星空，很符合流体力学那种既宏大又微观的感觉。我拿到手的时候，纸张的质感也挺舒服的，厚实且略带磨砂，翻阅起来不会有那种廉价的滑腻感。书脊的装订看起来也很牢固，感觉可以经受住反复翻阅的考验。我买这本书主要是听同学推荐的，他说这本“新传”系列是他们读研时期的“圣经”，里面的讲解逻辑非常清晰，而且紧扣考试的重点，让我对它充满了期待。我之前也翻看过一些流体力学的教材，总觉得有些地方讲得云里雾里，或者是一些重要的概念一带而过，总是在做题的时候才发现自己哪里没弄懂。这次希望能通过这本书，把那些模糊的概念彻底搞清楚，尤其是关于边界层理论和湍流模型的部分，这些真的是让我头疼了好久。我挺好奇这本书在“下”册部分，到底会深入到哪些更前沿或者更难的课题，是关于数值模拟的算法，还是更复杂的流动现象分析？我已经迫不及待想要打开它，看看里面到底隐藏了多少“干货”，希望能为我接下来的学习打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书之所以引起我的注意，是因为我最近在学习流体力学，遇到了一些瓶颈。我发现市面上的教材很多，但真正能够深入浅出，把复杂问题讲明白的并不多。而“研究所讲重点”这几个字，让我觉得这本书可能正好是我需要的，它似乎能帮我快速抓住核心知识点，避免走弯路。我特别关注“2版”这个信息，这通常意味着这本书在内容上已经经过了迭代和完善，更有可能包含了最新的研究进展或者更优化的讲解方式。我猜测“下”册的内容会比“上”册更具挑战性，可能会涉及到一些更深入的理论，例如湍流的统计理论、非线性动力学在流体力学中的应用，或者是一些先进的实验技术和数值方法。我希望这本书的作者能够用清晰的逻辑和生动的语言，将这些复杂的概念呈现出来，让我能够建立起对流体力学更深刻的认识，并且能够将这些知识应用到我今后的学习和研究中去，真正做到学以致用。

评分☆☆☆☆☆

我选择这本书，很大程度上是因为我在网上看到一些关于“流体力学新传”系列的书评，大家普遍反映其讲解深入浅出，对于理解一些难点概念非常有帮助。而且，“研究所讲重点”这个标签，让我觉得它不是一本泛泛而谈的教科书，而是有针对性地为研究生阶段的学习和考试而准备的。我目前的学习进度正好需要深入理解流体力学的一些核心内容，特别是那些在论文研究中经常会遇到的模型和方法。我感觉这本书的“2版”可能意味着内容上有所更新和优化，这一点让我很安心，毕竟科学技术是不断发展的，旧的版本可能在某些方面已经不够前沿了。我特别期待这本书能在数值模拟方法、稳定性理论以及某些特定流动现象（比如分离流、激波等）的分析上，给出清晰的、易于理解的讲解。我希望它不仅仅是罗列公式和定理，更能提供一些直观的解释，甚至是一些案例分析，让我能够更好地将理论与实践结合起来，提升我的问题解决能力。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书，很大程度上是受到我导师的推荐。他提到“流体力学新传”系列在研究生群体中口碑一直很好，尤其是在帮助学生理解那些晦涩难懂的理论方面，有独到的见解。我的导师还强调了“研究所讲重点”这一点，意味着这本书的内容聚焦于核心知识，能够帮助我们更有效地准备学术研究和考试。我目前正在攻读关于某个特定工程领域的研究生项目，而流体力学是这个项目的基础。我希望这本书的“下”册能够覆盖到我研究领域中可能用到的高级流体力学知识，例如，如果是与航空航天相关，那可能涉及高超声速流动、稀薄气体动力学；如果是与生物医学相关，那可能涉及到微尺度流动、血液动力学等。我非常期待这本书的讲解方式，希望它能够像一位经验丰富的老师，一步一步地引导我，让我能够理解那些复杂的数学推导，并最终能够运用这些理论来分析和解决我的研究问题。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我买这本书，主要是被它“研究所讲重点”这个标题给吸引住了。毕竟，作为一名研究生，时间宝贵，精力有限，与其大海捞针似地啃那些厚重的理论书籍，不如直接瞄准“重点”，效率会高很多。我特别看重的是它“新传（下）”的这个定位，意味着它应该是对流体力学一些核心且有难度的内容进行了提炼和解读。我一直觉得流体力学这门学科，虽然概念抽象，但背后有着非常严谨的物理规律，而且它的应用范围又极其广泛，从航空航天的设计到生物医药的研究，都离不开它。我希望这本书能够帮助我拨开迷雾，理解那些看似复杂公式背后的物理意义，并且能够灵活运用这些知识解决实际问题。我猜测“下”册可能更多地会涉及一些高级话题，比如非牛顿流体、多相流，或者是某些特定的工程应用领域，例如船舶水动力学或者空气动力学中的一些关键理论。我希望这本书的讲解风格能够兼具深度和广度，既能让我理解理论的精髓，又能让我看到这些理论是如何在工程实践中发挥作用的，这样我的学习才不会流于表面。