电路与电磁场实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:赵录怀编

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001-12-01

价格:10.7

装帧:平装

isbn号码:9787040101768

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好的，这是一份基于“电路与电磁场实验”之外的、内容丰富的图书简介，字数控制在1500字左右，力求详实、专业，避免任何AI痕迹。 --- 图书简介：《现代计算流体力学：理论、算法与工程应用》 核心主题： 本书深入探讨了计算流体力学（CFD）的理论基础、核心数值算法及其在现代工程领域的广泛应用。它旨在为读者提供一个从基础物理方程到复杂工业模拟的完整知识体系，特别侧重于高精度、大规模问题的求解策略。 目标读者群： 本书适合于航空航天、机械工程、土木水利、环境科学等领域的本科高年级学生、研究生，以及需要运用CFD技术解决实际工程问题的科研人员和工程师。对流体力学、数值分析及相关编程有一定基础的读者将受益最大。 --- 第一部分：流体力学基础与控制方程的数值准备 (Foundations and Numerical Precursors) 本部分是构建CFD知识体系的基石，重点在于如何将连续介质的物理描述转化为可被计算机处理的代数形式。 第一章：连续介质力学回顾与CFD的物理前提 详细回顾了牛顿流体、不可压缩与可压缩流动的基本假设。深入探讨了雷诺数、马赫数等关键无量纲参数的物理意义及其在流动建模中的决定性作用。特别强调了湍流的统计特性，并引入了雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程组的推导，明确了湍流模型在工程CFD中的不可或缺性。 第二章：偏微分方程的分类与离散化基础 系统阐述了椭圆型、抛物型和双曲型偏微分方程在流体力学中的代表性（如泊肃叶流、瞬态扩散、激波传播）。重点剖析了有限差分法（FDM）的局限性与优势，详细讲解了泰勒级数展开、截断误差分析，以及一致性、稳定性和收敛性的三大判据。引入了网格生成与质量评价的标准，如正交性、光滑度和纵横比的控制，这是保证模拟准确性的首要环节。 第三章：有限体积法（FVM）的严谨构建 本书将FVM定位为现代CFD的主流方法。本章详尽阐述了积分守恒原理在控制体积上的应用，并细致区分了界面通量（Flux）的计算方法。重点讲解了通量插值格式（如迎风格式、中心差分格式）对数值耗散和色散的影响，并引入了高分辨率格式（如MUSCL、ENO/WENO）以解决对流项中的非物理振荡问题。 --- 第二部分：核心算法与压力-速度耦合机制 (Core Algorithms and Pressure-Velocity Coupling) 本部分是CFD求解器的“心脏”，专注于如何处理纳维-斯托克斯方程中速度与压力的隐式耦合关系。 第四章：不可压缩流动的压力修正方法 深入剖析了如何解决“压力泊松方程”的推导过程，这是不可压缩流动求解的核心难题。详细介绍SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations）算法家族的演进，包括SIMPLER、PISO和ISSM的结构差异与适用场景。针对非正交网格下的压力梯度计算，阐述了非正交耦合项的处理技巧，确保了动量方程在复杂几何体上的物理正确性。 第五章：可压缩流动的求解策略与时间推进 针对高马赫数流动，本章侧重于双时间步进方法和隐式/显式时间推进策略。详细解释了Roe、AUSM等激波捕捉格式在处理强间断（如激波）时的机制。对于瞬态问题的求解，对比了前向欧拉、后向欧拉以及二阶和三阶龙格-库塔（Runge-Kutta）时间推进方案的稳定性和计算效率。 第六章：代数方程组的求解与加速技术 详细分析了由离散化产生的巨大稀疏线性系统的特点。系统介绍了共轭梯度法（CG）、广义最小残量法（GMRES）等迭代求解器的理论基础和收敛特性。重点阐述了预条件子（Preconditioners）的设计，包括代数多重网格（AMG）和域分解技术，以应对百万级以上网格规模的计算瓶颈。 --- 第三部分：湍流建模与高级物理现象的模拟 (Turbulence Modeling and Advanced Phenomena) 本部分聚焦于如何准确地描述流体中能量耗散和复杂物理交互过程。 第七章：RANS湍流模型精选与校准 全面审视了主流的代数湍流模型（如Spalart-Allmaras模型）和两方程模型（$k-epsilon$, $k-omega$）。重点分析了Standard、RNG和Realizable $k-epsilon$ 模型在处理壁面边界层、分离流和应力冻结现象时的差异。书中特别引入了SST $k-omega$ 模型的混合机制，并指导读者如何根据工程经验对模型常数进行敏感性分析和局部校准。 第八章：大涡模拟（LES）与直接数值模拟（DNS）的理论边界 从理论上区分了RANS、LES和DNS的过滤尺度与求解目标。详细介绍了LES中的亚网格尺度（SGS）模型，如Smagorinsky模型和动态模型。对于DNS，本书探讨了高阶精度格式在解析小尺度涡结构中的挑战，及其对计算资源需求的极端要求。 第九章：多相流与传热传质的耦合模拟 系统介绍了气-固、气-液两相流的建模范式：欧拉-欧拉（E-E）模型和欧拉-拉格朗日（E-L）模型。重点阐述了相间质量、动量和能量交换的耦合项处理。此外，涵盖了固体导热、流体对流以及辐射传热的耦合计算，为热交换器和燃烧室的模拟奠定基础。 --- 第四部分：工程实践、后处理与软件实现 (Engineering Applications and Implementation) 本部分连接理论与实际工作流程，强调结果的可靠性验证和高效可视化。 第十章：网格自适应（Adaptive Mesh Refinement, AMR）与结果验证 探讨了基于梯度、压力梯度或涡量等物理量梯度的误差指标，以实现计算资源的动态分配。详细介绍了网格自适应的策略（单元分裂、合并）。关键在于工程验证与不确定性量化（UQ）。本章指导读者如何执行网格无关性验证（Grid Independence Study），并利用实验或解析解对模拟结果进行基准测试（Benchmarking）。 第十一章：计算案例研究与工程优化 提供一系列跨学科的详细案例分析，包括： 1. 航空翼型绕流： RANS与LES在预测升阻力系数和边界层分离点上的对比。 2. 管道内热管： 考虑自然对流与辐射传热的多物理场耦合分析。 3. 污染物扩散： 利用高精度有限体积法模拟城市尺度的大气边界层流动。 第十二章：CFD求解器的结构与并行化 概述了现代CFD求解器（无论是商业软件还是开源框架）的基本模块结构：输入处理、网格读取、求解器核心和后处理接口。重点讨论了并行计算技术，如域分解（Domain Decomposition）和MPI/OpenMP在多核/多节点环境下的应用，以指导读者理解大规模并行模拟的性能瓶颈与优化方向。 --- 总结： 《现代计算流体力学：理论、算法与工程应用》不仅是一本教科书，更是一本面向实践的工程参考手册。它通过对核心算法的严谨推导和对复杂物理模型的深入剖析，使读者能够超越“黑箱”操作，真正理解CFD模拟结果背后的物理和数学本质，从而在面对前沿工程挑战时，能够设计出可靠、高效的数值方案。

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这套实验教材的排版简直是一场视觉灾难，纸张的质感像是用回收的牛皮纸做的，油墨印得深浅不一，很多图表的线条模糊不清，看起来像是早期的复印件。我尤其想吐槽的是那些电路图，它们被压缩得太厉害了，那些关键的元件符号，比如复杂的集成电路或者电感器的缠绕方式，都模糊成了一团，根本看不清实际的连接关系。翻阅这本书的时候，总感觉手上沾染了墨粉，而且书页之间的装订很不牢固，稍微用力大一点，就能感觉到书脊快要散架了。更别提它的索引部分了，几乎是形同虚设，想查找某个特定的实验步骤或者理论背景，简直比大海捞针还难，完全没有考虑到学生在使用过程中的实际需求，更像是一本应付了事的产品，而不是精心准备的教学资料。我真心希望出版社在再版时能对外观和印刷质量给予足够的重视，毕竟阅读体验也是学习过程中的重要一环。

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这本书的配套实验指导书给人的感觉就是一种老旧的、过时的技术手册的残留物。很多实验所使用的元器件型号或者测试设备的接口标准，在我看来，都已经属于博物馆级别的了，我不得不花费大量的时间去查阅现代仪器设备的用户手册，试图将书中描述的旧有操作流程“翻译”成我们当前实验室所用的新设备的语言。这不仅浪费了宝贵的实验时间，还极大地削弱了实验的连贯性。举个例子，书里描述的某个数据采集方式在现代的数字示波器上根本找不到对应的功能入口，或者它要求我们使用特定的模拟信号源，而我们实验室配备的却是基于软件定义的信号发生器。这种脱节感让人非常沮丧，感觉我们不是在学习前沿的工程实践，而是在考古学家的指导下进行一场过时的操作演示。

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在实验报告的撰写要求方面，这本书的指导极其含糊和主观。它列出了一些笼统的要求，比如“详细分析结果”、“深入讨论误差来源”，但对于如何量化“详细”和界定“深入”却没有任何明确的尺度或范例。我周围的同学对如何组织报告结构，如何平衡理论推导与实验数据展示，都有着截然不同的理解，导致我们小组间的报告质量差异巨大，也给批改的老师带来了不小的麻烦。更有甚者，它对某些关键的计算公式的推导过程只是简单地列出结论，却从未在正文或附录中给予足够篇幅的详细步骤说明。这使得我们无法验证公式的正确性，一旦计算出现错误，根本无从下手去追溯逻辑链条。一份好的实验教材应该提供清晰的框架，指导学生如何清晰、有逻辑地表达他们的科学发现，而这本教材在这方面明显欠缺了指导性。

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这本书中关于误差分析的部分，简直可以用“敷衍了事”来形容。它仅仅提到了随机误差和系统误差这两个概念，然后就给出了一个非常简化的标准不确定度计算公式，似乎所有的实验误差都可以用这个单一的公式来概括。然而，在实际操作中，我们遇到的误差源是多元且复杂的，包括但不限于环境温度变化、仪器校准漂移、操作人员的读取偏差，以及更深层次的非线性效应等。书中完全没有指导我们如何系统地识别、量化和最小化这些复杂的误差来源。当我试图将实验结果与理论值进行对比时，手册中提供的“可接受的误差范围”设定得过于宽泛，几乎所有的测量结果都能落入这个区间内，使得实验结果的准确性评估变得毫无意义。这种对误差分析的轻描淡写，无助于培养学生严谨的科学态度和对测量精度的敬畏之心。

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我用了这本书进行了好几次课程实验，发现它的理论讲解和实际操作的衔接做得非常生硬。它似乎假设我们已经对背后的物理原理有着近乎完美的理解，然后直接抛出一堆参数和操作步骤，对于“为什么”要这样连接，或者“如果”参数调整会产生什么后果，几乎没有提供任何深入的探讨或直观的物理图像。比如在涉及到某些高频效应的实验时，书中的解释过于依赖纯粹的数学公式推导，完全缺乏对实验现象背后微观机制的生动描述。很多实验的预期结果和实际观察到的现象总是有微妙的偏差，但教材里并没有提供足够的“故障排除”或“异常分析”章节来引导我们思考这些差异的根源。说实话，这种“知其然不知其所以然”的学习方式，对于培养我们独立分析和解决问题的能力帮助有限，更像是在机械地重复预设的步骤，缺乏探索的乐趣和深度。

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贺 hehehehe 不过还挺仁慈的，只要不骂人

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