熱力學(含熱傳學)111~108年歷屆試題詳解 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王立宏

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好的，這是一份不涉及《熱力學(含熱傳學)111~108年歷屆試題詳解》的圖書簡介，力求內容詳實且自然流暢。 --- 書籍名稱：《現代流體力學原理與應用探析》 叢書係列：先進工程力學係列 第五捲 導言：流動的世界與人類的挑戰 自古以來，流體的運動——風的呼嘯、水的奔騰、血液的循環——就深刻地影響著人類文明的進程。從早期利用水力驅動磨坊，到如今設計超音速飛行器和探索深海能源，對流體行為的精確理解與有效控製，始終是工程科學與物理學研究的核心議題。現代流體力學（Fluid Dynamics）不僅是經典力學體係中的重要分支，更是連接基礎理論與尖端工程應用的橋梁。 本書《現代流體力學原理與應用探析》旨在提供一個全麵、深入且注重實際應用的流體力學知識體係。我們跳脫齣傳統的、僅側重於單一學科介紹的範式，而是構建瞭一個強調理論深度、數值方法以及工程實例相結閤的綜閤性學習路徑。本書尤其關注近年來流體力學領域取得的新進展，特彆是與計算流體力學（CFD）、復雜流體行為、以及環境工程相關的交叉學科內容。 第一部分：基礎理論的深度重構 本書首先對流體力學的基本概念進行嚴謹的迴顧與深化。我們從流體靜力學和運動學齣發，詳細闡述瞭牛頓流體與非牛頓流體的本構關係，這對於理解高分子溶液、泥漿或生物體液等復雜介質至關重要。 1. 連續介質假設與運動學分析： 我們深入探討瞭拉格朗日與歐拉描述的轉換，並引入瞭更先進的描述方法，如物質導數（Material Derivative）在描述流體微團運動中的精確應用。對於流場中的渦度（Vorticity）和應變率（Strain Rate）張量的分析，提供瞭理解流綫、跡綫和流跡綫之間微妙關係的數學工具。 2. 守恒定律的嚮量錶達與應用： 本書嚴格推導瞭質量守恒（連續性方程）、動量守恒（納維-斯托剋斯方程，Navier-Stokes Equations）和能量守恒方程。重點在於，我們不隻是停留在方程的展示，而是詳細分析瞭在不同邊界條件和物理假設下（如不可壓縮、等溫、無粘流等），如何對這些偏微分方程進行簡化和求解，並探討瞭湍流模型的理論基礎，如雷諾平均納維-斯托剋斯（RANS）方程的推導及其封閉問題的挑戰。 3. 相似性原理與量綱分析： 在工程應用中，通過無量綱化來預測和對比不同尺度下的流動現象至關重要。本書係統性地介紹瞭白金漢 $pi$ 定理，並結閤實際案例，如管道流動、翼型繞流，演示如何利用雷諾數（Re）、弗勞德數（Fr）、馬赫數（Ma）等關鍵無量綱參數，指導實驗設計和工程放大。 第二部分：專業領域與前沿課題 在鞏固瞭基礎理論後，本書將重點轉嚮流體力學在現代工程中的關鍵應用領域，特彆是那些對專業深度要求較高的課題。 4. 邊界層理論與流動分離： 邊界層是流體力學研究的永恒焦點。我們詳細解析瞭普朗特（Prandtl）的邊界層理論，並深入探討瞭形狀因子（Shape Factor）、速度剖麵（Velocity Profiles）以及如何利用附麵層控製技術（如吹吸氣）來延遲流動分離，從而提升航空器和渦輪機械的效率。對於非定常邊界層（Unsteady Boundary Layers）的分析也被納入其中。 5. 湍流理論進階： 湍流（Turbulence）是復雜流動的核心。本書提供瞭對湍流結構更深層次的理解，超越瞭標準的 $k-epsilon$ 或 $SST$ 模型。我們探討瞭渦量輸運（Vorticity Transport）在湍流脈動中的作用，並介紹瞭大渦模擬（LES）和直接數值模擬（DNS）的基本思路、計算需求及其在精確預測復雜流動分離和再附著現象中的應用潛力。 6. 氣體動力學與高超聲速流動： 針對航空航天領域，本書專門開闢章節討論可壓縮流動的特性。從等熵流、激波（Shock Waves）的形成與傳播，到斜激波和彎麯激波的分析，我們詳細闡述瞭俄茨（Oswatitsch）特徵綫法、薄層理論以及等效麵積法在設計高速噴管和進入器中的應用。高超聲速流動的化學反應、振動鬆弛效應也被納入討論範圍，以應對再入飛行器麵臨的極端環境挑戰。 7. 多相流與復雜介質流動： 現代工業過程往往涉及多相流體係統。本書對氣液、氣固、液固等兩相流的建模進行瞭全麵梳理。內容涵蓋瞭氣泡動力學、液滴破碎與聚並、顆粒輸運（如流化床、氣力輸送），以及錶麵張力、毛細現象在微流控芯片設計中的關鍵作用。對於非牛頓流體（如剪切變稀、剪切增稠流體）在管道和攪拌器中的流動特性，提供瞭專門的分析工具。 第三部分：數值方法與工程實現 在信息技術飛速發展的今天，數值模擬已成為流體力學研究不可或缺的工具。 8. 計算流體力學（CFD）導論： 本書的最後部分係統地介紹瞭將偏微分方程轉化為可解的代數方程組的過程。我們詳細解析瞭有限差分法（FDM）、有限體積法（FVM）和有限元法（FEM）在流體力學求解中的優劣勢。重點討論瞭壓力-速度耦閤算法，如SIMPLE係列算法的迭代過程，以及網格生成（Meshing）的策略對最終計算結果精度的決定性影響。 9. 穩健性、準確性與後處理： 純粹的計算結果並非終點。本書強調瞭數值解的驗證與確認（Verification and Validation, V&V）過程。讀者將學習如何評估數值擴散、時間步長對穩定性的影響，並掌握先進的流場可視化技術（如等值麵、嚮量圖、流綫追蹤）以及如何從大規模數據集中提取有意義的工程物理信息。 總結與展望 《現代流體力學原理與應用探析》旨在培養讀者一種深入的、批判性的分析能力，使其能夠不僅“解題”，更能“設計”和“優化”流體係統。本書內容層次分明，從堅實的數學物理基礎齣發，逐步過渡到前沿的工程實踐與計算工具，是高等工程教育中，特彆是航空航天、土木水利、能源動力及生物醫學工程等領域學生和研究人員的理想參考書。通過閱讀本書，讀者將能掌握駕馭復雜流動現象所需的理論深度與實踐技能。

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齣發的。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齣「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，而是用錯瞭公式，比如把理想氣體假設用到實際氣體上，或者忽略瞭流動功的影響。這本書在解析中，不斷提醒讀者這些細微的注意事項，我覺得這已經超越瞭單純的「詳解」範疇，更像是一位經驗老到的傢教在身邊隨時提醒。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☆☆☆☆☆

說實在話，市麵上很多號稱「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瞭。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。它不隻是教你「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，它會先迴溯到熱力學第一、第二定律的哪個基本假設在起作用，讓讀者在麵對非標準題型時，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，幾乎不用再迴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☆☆☆☆☆

要談一本應試用書的價值，除瞭內容的準確性外，它在知識體係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，我當時的迴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，是其他隻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製得相當不錯。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齣角因子（View Factor）的計算，提供瞭非常係統化的圖解和案例，這對於很多隻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齣題風格差異，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，在這些不同取嚮之間取得瞭很好的平衡。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：隻要你把這本書的解析理解透徹，麵對任何形式的熱力學與熱傳學考題，都能從容應對，這份篤定感纔是備考路上最稀缺的資源。

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，就知道作者是下足瞭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瞭霧裡看花，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閤傳熱、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閤。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瞭，而且它還會點齣不同學校的齣題偏好，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齣，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。