動力學(第二版) 

動力學(第二版)  pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

劉上聰
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具体描述

  作者以淺顯之文字敘述說明動力學的原理及應用,並用大量圖片加以說明,使讀者能在短時間內輕易瞭解動力學的基本原理;且以多加練習為出發點,收錄了例題及習題共七百餘題,使讀者能從各種不同類型的題目中,練習動力學的分析應用,加強學習效果,進一步習得動力學的精髓。 
 
本書特色
 
  1.本書以淺顯易懂的文字敘述,讓讀者能在極短的時間內輕易瞭解動力學的基本原理。
 
  2.內容以SI單位為主,但為讓讀者熟悉英制單位,本書亦輔以說明,並在例題與習題列若干題目以供練習。
 
  3.內含例題160題,為一般動力學書籍的二至三倍,讓讀者從例題中學習動力學原理應用在工程問題的分析上,並加強其學習效果;內含練習題606題,包括各種不同的題型且儘量避免重覆,讓讀者練習獨立思考分析的能力。
 
  4.本書適合大學、科大之機械、車輛、土木工程相關科系之「應用力學」、「動力學」課程使用。
 
好的,这是一份关于一本名为《流体力学基础》的图书的详细简介,内容严格不涉及任何动力学或《动力学(第二版)》相关知识,旨在提供一个详尽、专业且符合人类写作风格的描述。 --- 图书简介:《流体力学基础(第十八版)》 作者: [此处可填写虚构的资深学者姓名,例如:钱德林 教授,张立伟 博士] 出版社: [此处可填写虚构的权威出版社名称,例如:高等工程科学出版社] 页数/版次: 约 980 页 / 第十八版(2024年修订版) 核心定位与目标读者 《流体力学基础(第十八版)》是一部面向工程科学、应用数学、物理学及相关交叉学科领域研究人员和高年级本科生、研究生设计的高级教材与参考手册。本书历经多次修订与重构,旨在提供对流体运动、物质传递及能量交换现象背后基本物理规律的深度剖析与严谨的数学描述。本版在保留经典理论框架的同时,重点强化了对复杂湍流模型、非牛顿流体行为解析,以及先进数值模拟方法在工程实践中应用的探讨。 本书的编写遵循“从基本原理出发,向实际应用拓展”的教学理念,确保读者不仅掌握计算公式,更能深刻理解支配流体行为的守恒定律及其在不同尺度、不同边界条件下的表现形式。 本版修订与特色亮点 第十八版在内容上进行了显著的更新与优化,以适应当前工程研究的前沿需求: 1. 跨学科融合加强: 显著增加了生物流体力学(Biofluid Dynamics)和微纳尺度流动(Micro/Nano-scale Flows)的章节,特别是对毛细现象、生物体内部血液流动阻力与泵送机制的分析进行了深化。 2. 计算流体力学(CFD)集成度提高: 传统解析方法章节保持严谨性的基础上,新版加入了专门章节讨论主流求解器(如有限体积法)的稳定性和收敛性处理,并提供了大量关于网格生成对结果敏感性的案例分析。 3. 非牛顿流体模型库完善: 对剪切增稠、剪切稀化、粘弹性流体(如高分子溶液)的本构方程进行了详尽的对比和适用性分析,辅以工业中的应用实例(如钻井泥浆、食品加工)。 4. 湍流模型现代化: 详细阐述了RANS模型($k-epsilon, k-omega$ SST)的最新发展,并引入了对大涡模拟(LES)和直接数值模拟(DNS)在特定高精度需求场景下的原理性介绍与局限性讨论。 章节结构概览(聚焦非动力学范畴) 全书共分为六大部分,涵盖了流体力学的核心理论体系: 第一部分:流体力学基本概念与守恒定律(Foundational Principles) 本部分建立流体力学分析的数学基础。详细论述了流体的物质导数(Material Derivative)的物理意义,拉格朗日与欧拉描述的相互转换。核心集中于流体静力学:压力分布的建立、浮力计算、静止流体上的作用力分析(如水坝受力),以及流体运动的描述(速度场、应变率张量)。此部分严格基于质量守恒(连续性方程)的数学形式推导,并引入了流线、迹线与等势线的概念辨析。 第二部分:经典流体动力学方程组(The Governing Equations) 本部分是全书的理论核心。详细推导并解析了纳维-斯托克斯(Navier-Stokes, N-S)方程在不同坐标系下的形式,并深入分析了无粘流体的欧拉方程。重点剖析了动量守恒的物理含义——压力梯度力、粘性剪切力与惯性力的平衡。同时,引入伯努利方程的严格适用条件、修正形式及其在流量测量设备(如文丘里管、皮托管)中的应用。 第三部分:粘性流动的分析与边界层理论(Viscous Flow Analysis) 本部分聚焦于粘性效应显著区域的分析。通过雷诺数(Reynolds Number)的引入,清晰界定层流与湍流的物理分界。详细论述了边界层的概念、分离现象及其对阻力计算的影响。其中,普朗特边界层方程的推导、楔形流的相似解(Blasius解)的解析过程,是本部分的技术重点。 第四部分:相似性、量纲分析与实验技术(Similarity and Experimental Methods) 本部分强调工程应用中的简化和验证方法。系统介绍了皮托数、弗劳德数、马赫数等关键无量纲参数的物理意义。通过雷利(Rayleigh)量纲分析法,演示如何从基本物理量推导出关系式,并预示现象的规律。此外,包含了对风洞、水槽等实验设备的基本要求、数据采集的误差分析,以及对模型相似性(几何相似、运动相似、动力相似)的严格判据。 第五部分:特定流态分析(Specific Flow Regimes) 本部分涵盖了流体力学中的几类重要、具有高度实际意义的特定流动问题: 1. 管道流动与阻力损失: 详细分析了圆管内充分发展流的层流与湍流特性,达西-韦斯巴赫公式的推导与摩擦因子图(Moody Diagram)的精确解读,以及局部阻力(阀门、弯头)的计算方法。 2. 可压缩流动基础(非激波): 主要关注低速或高超声速(无激波)条件下的等熵流动、膨胀与压缩过程,以及管道中流动的局部壅塞现象(Choked Flow)的分析。 3. 明渠与开阔水面流: 探讨了均匀流的概念,弗劳德数在渠道设计中的重要性,以及水跃(Hydraulic Jump)的能量耗散机制。 第六部分:现代计算与特殊介质(Modern Computation and Special Media) 本部分面向前沿研究。详细介绍了离散化技术(有限差分、有限体积法)在求解N-S方程中的应用流程,强调了压力-速度耦合算法(如SIMPLE系列)的迭代机制。同时,深入探讨了非牛顿流体(如幂律流体)的本构方程如何嵌入到 Navier-Stokes 框架中进行求解,以及对多孔介质中渗流(如达西定律)的描述。 总结 《流体力学基础(第十八版)》不仅是一本理论教科书,更是一本详尽的工程工具书。通过其严谨的数学推导、丰富的工程算例(涵盖能源、化工、环境、土木等领域)以及对现代数值方法的透彻讲解,本书致力于培养读者从第一性原理出发,解决复杂流体工程问题的能力。本书对概念的清晰阐释和对公式背后物理图像的强调,使其成为任何严肃对待流体力学研究者案头的必备参考。

著者信息

图书目录

Chapter 1 質點運動學
1-1 動力學概論
1-2 質點的直線運動
1-3 質點的直線運動:圖解法 
1-4 質點的曲線運動
1-5 曲線運動:直角坐標
1-6 拋體運動
1-7 曲線運動:切線與法線坐標
1-8 曲線運動:極坐標
1-9 相對運動(平移座標系)
1-10 相依運動
 
Chapter 2  質點力動學:力與加速度
2-1 頓第二運動定律
2-2 動方程式:直角分量
2-3 動方程式:切線與法線分量
2-4 運動方程式:徑向與橫向分量
2-5 非慣性座標系
2-6 達蘭貝特原理:動平衡
 
Chapter 3 質點力動學:功與能
3-1 力所作之功
3-2 功與動能之原理
3-3 功率與機械效率
3-4 保守力與位能
3-5 機械能守恆
 
Chapter 4 質點力動學:動量與衝量
4-1 線動量與線衝量
4-2 碰撞 
4-3 角動量與角衝量
4-4 中心力運動
 
Chapter 5 質點系力動學
5-1 概論 
5-2 質點系:運動方程式
5-3 質點系:功與動能之原理 
5-4 質點系:線動量與線衝量 
5-5 質點系:角動量與角衝量 
5-6 穩定質量流
5-7 變質量物體之運動
 
Chapter 6  二維剛體運動學
6-1 概論 
6-2 平移運動
6-3 繞固定軸轉動
6-4 一般平面運動:絕對運動分析
6-5 相對運動:速度分析
6-6 瞬時中心
6-7 相對運動:加速度分析
6-8 相對運動:轉動坐標系
 
Chapter 7 二維剛體力動學:力與加速度
7-1 剛體平面運動之運動方程式
7-2 運動方程式:平移運動
7-3 運動方程式:繞固定軸轉動
7-4 運動方程式:一般平面運動
 
Chapter 8  二維剛體力動學:功與能
8-1 剛體作平面運動之動能
8-2 剛體上力及力偶所作之功 
8-3 功與動能之原理
8-4 功率 
 
Chapter 9  二維剛體力動學:動量與衝量
9-1 剛體作平面運動之線動量與角動量
9-2 動量與衝量原理
9-3 動量守恆
9-4 偏心碰撞
 
Chapter 10 機械振動
10-1 無阻尼自由振動
10-2 有阻尼之自由振動
10-3 強迫振動
 
Chapter 11 三維剛體運動學
11-1 概論
11-2 繞固定點的轉動運動
11-3 向量對固定坐標系及對平移與轉動坐標系之時間導數
11-4 空間一般運動:平移坐標系
11-5 用平移與轉動坐標系分析相對運動
 
Chapter 12 三維剛體動力學
12-1 三維剛體的角動量
12-2 三維運動剛體之動能
12-3 運動方程式(equation of motion)
 
Appendix A 質量慣性矩
A-1 質量慣性矩的定義
A-2 質量慣性矩之平行軸定理
A-3 以積分法求質量之慣性矩
A-4 質量之迴轉半徑
A-5 組合質量之慣性矩
A-6 慣性積與慣性張量
 

图书序言

  • ISBN:9789865039707
  • 叢書系列:大專機械
  • 規格:平裝 / 568頁 / 19 x 26 x 2.84 cm / 普通級 / 單色印刷 / 第二版
  • 出版地:台灣

图书试读

用户评价

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從學術傳承的角度來看,一部經典的教材能夠推出修訂版,代表著它在學術共同體中依然保有穩固的地位。但是,修訂的「度」很難拿捏。改動太多,怕失去了原有的風格和權威性;改動太少,又顯得誠意不足,甚至可能誤導學生以為近幾十年的物理學進展停滯不前。我更傾向於看到一種「精準修補」的策略。例如,在處理守恆律與對稱性之間的關係時,如果能更清晰地闡述諾特定理(Noether's Theorem)在現代場論中的基礎地位,同時用更簡潔的數學語言來重述經典力學中的推導,這將是極大的進步。此外,對於像陀螺儀運動這類常考的複雜案例,新的圖表和輔助說明是否能更清晰地描繪出三維空間中的向量變化?視覺化的提升,往往是閱讀體驗能否從「艱澀」轉變為「通透」的關鍵所在。

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最近幾年,計算物理的發展速度簡直可以用爆炸來形容,許多過去只能用解析法處理的邊界條件和非標準幾何問題,現在透過高性能運算都能迎刃而解。因此,一本優秀的動力學教材,如果不與時俱進地融入這些計算工具的思維,那無疑是錯失了時代的列車。我會特別關注新版在「數值方法」這一塊的著墨程度。是僅僅停留在介紹有限差分或有限元素法的基本概念,還是會深入探討如何使用現代化的軟體包(例如Python的SciPy或專門的動力學模擬工具)來建構和求解實際問題?如果能提供一些精選的、可實際操作的程式碼範例,並且解釋這些數值方法背後的收斂性與誤差分析,那這本書的實用價值就會暴漲。畢竟,在工程實務上,我們處理的幾乎都是解析解不存在的真實世界問題,工具書的價值,最終還是要體現在能否有效解決問題上頭。

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這本物理學經典的續篇,光是看到「第二版」這三個字,就知道作者下了多少苦心在修訂和擴充。我記得當初唸研究所時,第一版就已經是我們實驗室的案頭書了,內容的深度和廣度,在當時的學術界幾乎是無人能出其右。然而,隨著實驗技術和理論發展的日新月異,舊版難免有些地方顯得力不從心。期待新版能在量子力學的基礎上,更深入探討非線性動力學和混沌現象的實際應用,特別是在材料科學和生物物理學中的新進展。如果能多加入一些現代化的數值模擬方法和計算工具的介紹,對於我們這些還在摸索中的研究者來說,絕對是如虎添翼。希望這次的修訂,不只是修補了舊有的疏漏,更能為我們這些面對複雜系統的工程師和科學家,開闢出嶄新的視野和解題思路,讓那些曾經覺得遙不可及的複雜現象,能夠在嚴謹的數學框架下被更清晰地剖析。畢竟,動力學的精髓就在於如何從混亂中找到秩序的脈絡,這本書的成功與否,就在於它能否引領我們達到這個境界。

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說實話,市面上的教科書何其多,很多都是內容擠牙膏式的拼湊,讀起來味同嚼蠟,讓人提不起勁。但有些書,它們的敘事邏輯和章節編排,就像是作者親自在你耳邊娓娓道來,即使是最艱澀的公式推導,也能讓人讀出優雅的韻律感。我非常好奇,這本以嚴謹著稱的著作,在「第二版」中,是否成功地保留了那種引人入勝的學術魅力。特別是對於初學者而言,物理學的入門障礙往往不在於公式本身,而在於如何建立起那個「物理直覺」。如果新版能在章節開頭或結尾,加入更多貼近生活的、跨學科的應用案例,例如複雜流體運動或大型結構的共振分析,或許能有效降低讀者進入這個領域的心理門檻。我個人最希望看到的是,對於拉格朗日與哈密頓力學的闡釋能夠更加直觀,不再是單純的數學操作,而是能讓讀者真正體會到「最小作用量原理」的哲學意涵,那才是真正的高級物理教育。

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老實說,臺灣的物理系學生在基礎科學的訓練上,向來是紮實的,我們對數學工具的掌握是毋庸置疑的。因此,我們更需要的,是那些能激發我們對「物理圖像」深層次理解的書籍。這本教材如果能將重點放在理論的「物理意義」而非僅僅是「數學推導的完備性」,那它就真正超越了一般的參考書。我期盼在探討相空間結構和穩定性分析時,能夠加入更多對「Poincaré截面」和「李亞普諾夫指數」的直觀解釋,這對於區分可積系統與混沌系統至關重要。如果作者能巧妙地將這些高階概念,透過幾何直觀的方式引入,而不讓讀者一開始就被密集的微分方程嚇退,那麼這本第二版無疑將成為我們實驗室下一代碩博士生的必讀聖經。它必須能讓我們在操作儀器、分析數據的同時,腦中仍能浮現出那些優美的、決定系統演化的抽象圖景。

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