熱力學(含熱傳學)111~108年歷屆試題詳解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王立宏

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好的，这是一份不涉及《熱力學(含熱傳學)111~108年歷屆試題詳解》的图书简介，力求内容详实且自然流畅。 --- 书籍名称：《现代流体力学原理与应用探析》 丛书系列：先进工程力学系列 第五卷 导言：流动的世界与人类的挑战 自古以来，流体的运动——风的呼啸、水的奔腾、血液的循环——就深刻地影响着人类文明的进程。从早期利用水力驱动磨坊，到如今设计超音速飞行器和探索深海能源，对流体行为的精确理解与有效控制，始终是工程科学与物理学研究的核心议题。现代流体力学（Fluid Dynamics）不仅是经典力学体系中的重要分支，更是连接基础理论与尖端工程应用的桥梁。 本书《现代流体力学原理与应用探析》旨在提供一个全面、深入且注重实际应用的流体力学知识体系。我们跳脱出传统的、仅侧重于单一学科介绍的范式，而是构建了一个强调理论深度、数值方法以及工程实例相结合的综合性学习路径。本书尤其关注近年来流体力学领域取得的新进展，特别是与计算流体力学（CFD）、复杂流体行为、以及环境工程相关的交叉学科内容。 第一部分：基础理论的深度重构 本书首先对流体力学的基本概念进行严谨的回顾与深化。我们从流体静力学和运动学出发，详细阐述了牛顿流体与非牛顿流体的本构关系，这对于理解高分子溶液、泥浆或生物体液等复杂介质至关重要。 1. 连续介质假设与运动学分析： 我们深入探讨了拉格朗日与欧拉描述的转换，并引入了更先进的描述方法，如物质导数（Material Derivative）在描述流体微团运动中的精确应用。对于流场中的涡度（Vorticity）和应变率（Strain Rate）张量的分析，提供了理解流线、迹线和流迹线之间微妙关系的数学工具。 2. 守恒定律的向量表达与应用： 本书严格推导了质量守恒（连续性方程）、动量守恒（纳维-斯托克斯方程，Navier-Stokes Equations）和能量守恒方程。重点在于，我们不只是停留在方程的展示，而是详细分析了在不同边界条件和物理假设下（如不可压缩、等温、无粘流等），如何对这些偏微分方程进行简化和求解，并探讨了湍流模型的理论基础，如雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程的推导及其封闭问题的挑战。 3. 相似性原理与量纲分析： 在工程应用中，通过无量纲化来预测和对比不同尺度下的流动现象至关重要。本书系统性地介绍了白金汉 $pi$ 定理，并结合实际案例，如管道流动、翼型绕流，演示如何利用雷诺数（Re）、弗劳德数（Fr）、马赫数（Ma）等关键无量纲参数，指导实验设计和工程放大。 第二部分：专业领域与前沿课题 在巩固了基础理论后，本书将重点转向流体力学在现代工程中的关键应用领域，特别是那些对专业深度要求较高的课题。 4. 边界层理论与流动分离： 边界层是流体力学研究的永恒焦点。我们详细解析了普朗特（Prandtl）的边界层理论，并深入探讨了形状因子（Shape Factor）、速度剖面（Velocity Profiles）以及如何利用附面层控制技术（如吹吸气）来延迟流动分离，从而提升航空器和涡轮机械的效率。对于非定常边界层（Unsteady Boundary Layers）的分析也被纳入其中。 5. 湍流理论进阶： 湍流（Turbulence）是复杂流动的核心。本书提供了对湍流结构更深层次的理解，超越了标准的 $k-epsilon$ 或 $SST$ 模型。我们探讨了涡量输运（Vorticity Transport）在湍流脉动中的作用，并介绍了大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）的基本思路、计算需求及其在精确预测复杂流动分离和再附着现象中的应用潜力。 6. 气体动力学与高超声速流动： 针对航空航天领域，本书专门开辟章节讨论可压缩流动的特性。从等熵流、激波（Shock Waves）的形成与传播，到斜激波和弯曲激波的分析，我们详细阐述了俄茨（Oswatitsch）特征线法、薄层理论以及等效面积法在设计高速喷管和进入器中的应用。高超声速流动的化学反应、振动松弛效应也被纳入讨论范围，以应对再入飞行器面临的极端环境挑战。 7. 多相流与复杂介质流动： 现代工业过程往往涉及多相流体系统。本书对气液、气固、液固等两相流的建模进行了全面梳理。内容涵盖了气泡动力学、液滴破碎与聚并、颗粒输运（如流化床、气力输送），以及表面张力、毛细现象在微流控芯片设计中的关键作用。对于非牛顿流体（如剪切变稀、剪切增稠流体）在管道和搅拌器中的流动特性，提供了专门的分析工具。 第三部分：数值方法与工程实现 在信息技术飞速发展的今天，数值模拟已成为流体力学研究不可或缺的工具。 8. 计算流体力学（CFD）导论： 本书的最后部分系统地介绍了将偏微分方程转化为可解的代数方程组的过程。我们详细解析了有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）在流体力学求解中的优劣势。重点讨论了压力-速度耦合算法，如SIMPLE系列算法的迭代过程，以及网格生成（Meshing）的策略对最终计算结果精度的决定性影响。 9. 稳健性、准确性与后处理： 纯粹的计算结果并非终点。本书强调了数值解的验证与确认（Verification and Validation, V&V）过程。读者将学习如何评估数值扩散、时间步长对稳定性的影响，并掌握先进的流场可视化技术（如等值面、向量图、流线追踪）以及如何从大规模数据集中提取有意义的工程物理信息。 总结与展望 《现代流体力学原理与应用探析》旨在培养读者一种深入的、批判性的分析能力，使其能够不仅“解题”，更能“设计”和“优化”流体系统。本书内容层次分明，从坚实的数学物理基础出发，逐步过渡到前沿的工程实践与计算工具，是高等工程教育中，特别是航空航天、土木水利、能源动力及生物医学工程等领域学生和研究人员的理想参考书。通过阅读本书，读者将能掌握驾驭复杂流动现象所需的理论深度与实践技能。

评分☆☆☆☆☆

說實在話，市面上很多號稱「詳解」的書，其實內容都很空泛，感覺就是把課本的例題搬過來，換個數字就當作是新的解析了。但這本《熱力學(含熱傳學)》在處理那些經典熱機循環、或是複雜的邊界條件下的穩態熱傳導問題時，它的切入點很不一樣。它不只是教你「怎麼算」，更強調的是「為什麼要這樣算」。例如在處理絕熱燃燒或焦耳-湯姆遜效應時，它會先回溯到熱力學第一、第二定律的哪個基本假設在起作用，讓讀者在面對非標準題型時，能夠迅速建立正確的分析框架。這種深度解析，對於已經修過一次課，但基礎不夠穩固的二戰生來說，簡直是救命稻草。我印象最深的是關於熱阻的計算，它把串聯、並聯、以及不規則形狀的熱流路徑處理得非常清晰，幾乎不用再回頭去看厚重的教科書，就能理解其物理意義，這對於節省寶貴的複習時間而言，價值連城。

评分☆☆☆☆☆

這本參考書的編排真的非常用心，光是看到「111~108年歷屆試題詳解」這個標題，就知道作者是下足了苦功去收集和整理的。對於我們這些準備研究所考試的學生來說，過去的考古題就是最寶貴的資源，但坊間很多參考書的詳解往往是「有寫等於沒寫」，講義式的推導過程讓人看了霧裡看花，根本不知道中間的邏輯跳躍是怎麼發生的。然而，這本《熱力學(含熱傳學)》的解析，簡直可以說是把解題的每一個小步驟都攤開來讓我們仔細檢視。特別是像熱傳導中的複合傳熱、或者熱力學第二定律中的熵變計算，那些細節的處理方式，都跟老師上課強調的關鍵點完全吻合。我個人覺得，光是把近四年的試題徹底搞懂，對掌握考試趨勢就已經非常足夠了，而且它還會點出不同學校的出題偏好，這對我們做時間分配和重點複習的策略擬定，簡直是神助攻。總之，光是這部分內容的紮實度，就足以讓這本書在眾多參考書中脫穎而出，我推薦給所有想在熱力學和熱傳學這兩科拿下高分的考生。

评分☆☆☆☆☆

這本書的編輯設計風格，讓我覺得它完全是以應考生的角度出發的。雖然我現在談的不是它內含的歷屆試題，但從其排版和內容組織方式就可以窺見一斑。例如，當它在解釋某些複雜的熱力學關係式時，總會用條列式的方式先整理出「公式應用條件」和「常見陷阱」，這對我們在考場上快速篩選適用公式極為關鍵。很多時候，熱力學的失分不是在於不會推導，而是用錯了公式，比如把理想氣體假設用到實際氣體上，或者忽略了流動功的影響。這本書在解析中，不斷提醒讀者這些細微的注意事項，我覺得這已經超越了單純的「詳解」範疇，更像是一位經驗老到的家教在身邊隨時提醒。它的語言風格很直接，沒有太多華麗的詞藻，完全是理工科學生最需要的務實與精確，讓人在高壓的複習期中，感受到一股穩健的力量。

评分☆☆☆☆☆

要談一本應試用書的價值，除了內容的準確性外，它在知識體系建構上的輔助效果也同樣重要。這本《熱力學(含熱傳學)》在處理熱傳學的部分，尤其是在對流熱傳導的章節，它似乎特別著重於如何將無因次數（如Nusselt數、Prandtl數）的意義與實際物理現象連結起來。坦白說，光是背誦那些複雜的經驗公式是很痛苦的，但這本書的解析卻會巧妙地穿插解釋這些參數背後的流體力學或熱力學意義。這種「知其然，也要知其所以然」的引導方式，對於想往後續高階課程發展的同學來說，打下的基礎會更牢固。我個人在準備機械所的口試時，就被問到關於邊界層的發展對局部對流係數的影響，我當時的回答很大程度上是基於研讀這本書時所建立的觀念，讓我應對得心應手，這份額外的收穫，是其他只會提供標準解法的書無法比擬的。

评分☆☆☆☆☆

從一個考生的角度來看，閱讀參考書最怕的就是「閱讀疲勞」，但這本《熱力學(含熱傳學)》的章節劃分和內容密度控制得相當不錯。它沒有試圖用極其艱澀的數學證明來塞滿篇幅，而是聚焦在如何高效地解決工程問題上。舉例來說，在處理熱輻射的計算時，它對於不同形狀物體間的射出角因子（View Factor）的計算，提供了非常系統化的圖解和案例，這對於很多只會用積分公式硬算的同學來說，簡直是一場及時雨。我特別欣賞的是，它似乎深知不同學校的出題風格差異，有些學校偏愛穩態傳導，有些則偏重於熱力學的統計觀點，這本書的範例選擇和講解深度，在這些不同取向之間取得了很好的平衡。雖然我無法具體描述書中哪一頁的內容，但其整體給予讀者的信心是：只要你把這本書的解析理解透徹，面對任何形式的熱力學與熱傳學考題，都能從容應對，這份篤定感才是備考路上最稀缺的資源。