具体描述
《离散时间控制问题:使用MATLAB及其控制系统工具箱》介绍了离散时间系统的模型建立，分析了离散时间系统在时域和频域里的系统性能，最后讨论了离散时间系统控制技术。
好的，以下是一本不包含《离散时间控制问题》内容的图书简介，字数大约1500字，力求详尽自然： --- 《现代流体力学基础与前沿应用》 本书简介 本书旨在为工程科学、物理学及相关领域的学生、研究人员和工程师提供一套全面而深入的流体力学知识体系。它不仅涵盖了经典流体力学的核心理论，更以前瞻性的视角，聚焦于当前该领域最活跃的研究方向与关键应用技术。我们致力于构建一个从基本原理到复杂系统分析的无缝衔接的学习路径，强调数学模型与实际物理现象之间的紧密联系。 第一部分：流体力学基石 本部分是构建流体力学理解的坚实基础。我们从流体、物质和场的概念出发，详细阐述了流体的宏观和微观特性，包括粘性、可压缩性、表面张力等关键参数的物理意义。 第1章：流体的基本性质与描述 本章深入探讨了流体的本构关系，引入了流场描述的欧拉观点和拉格朗日观点，并详细介绍了流场分析中常用的矢量微积分工具，如梯度、散度和旋度在流体动力学中的具体应用。我们特别关注了雷诺数（$Re$）和马赫数（$Ma$）等无量纲参数的物理意义及其对流动特性的决定性影响。 第2章：流体运动的控制方程 这是本书的核心理论基础之一。我们将完整推导和分析连续性方程、动量方程（纳维-斯托克斯方程，Navier-Stokes Equations）和能量方程。推导过程清晰地展示了这些方程如何基于质量守恒、牛顿第二定律和能量守恒原理构建。针对不可压缩牛顿流体，我们将重点讨论简化形式的适用性与边界条件的处理。对于可压缩流动，本章将初步引入激波和膨胀波的概念。 第3章：层流与边界层理论 本章专注于粘性流体中的关键现象——边界层。我们将详细介绍普朗特边界层理论的建立过程，推导适用于薄边界层的简化方程。随后，通过福尔海默（Föhlner）近似和普朗特-布劳修斯（Prandtl-Blasius）方法，求解平板上的等温层流问题，精确计算阻力系数。此外，本章还探讨了湍流边界层的特性，包括速度剖面（如 $1/7$ 律）和摩擦阻力的估算方法。 第4章：流体动力学中的无粘流动 尽管现实流体具有粘性，但无粘假设在许多工程问题中仍有重要地位。本章介绍势流理论，包括流线和流函数。我们将分析基本流元，如源、汇、偶极子、均匀流和环流，并利用这些基本元素叠加构造复杂的外部绕流问题，如库塔-儒可夫斯基定理在翼型升力计算中的应用。 第二部分：高级流体力学专题 在掌握了基础理论后，本书的第二部分转向更复杂、更具挑战性的流动问题，并引入现代计算工具的视角。 第5章：湍流流动分析 湍流是自然界和工程中最普遍存在的复杂流动形态。本章从统计学的角度描述湍流，引入雷诺应力、平均化处理（雷诺平均 Navier-Stokes，RANS）的概念。我们将深入探讨湍流模型，详细比较混合长度模型、$k-epsilon$ 模型和 $k-omega$ 模型的物理基础、适用范围及其在工程 CFD（计算流体力学）中的地位。本章还涉及大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）的基本思想。 第6章：可压缩流动与冲击波动力学 针对速度接近或超过音速的流动，本章构建了以等熵关系、法向激波和斜激波为核心的分析框架。详细推导并应用了福克-拉泊拉兹（Fanno-Rayleigh）流模型来分析管道中的粘性可压缩流动，并展示了如何使用等熵关系图表解决喷管设计问题。斜激波的几何分析和马赫线方法在本章占据重要篇幅。 第7章：多相流体动力学导论 现代工业过程很少是单相的。本章引入了多相流动的基本概念，包括气-液、气-固、液-固体系。我们将介绍欧拉-欧拉（Euler-Euler）模型和欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）模型在描述分散相和连续相相互作用时的优劣。重点分析了气泡动力学、悬浮颗粒的沉降速度（斯托克斯定律的适用条件）以及气液两相流中的空化现象。 第8章：微尺度与生物流体力学 聚焦于近年来发展迅猛的跨学科领域。在微尺度流动方面，本章讨论了低雷诺数下的流体力学特性（如斯托克斯流动），并分析了微通道内的传热与质量输运问题。在生物流体力学中，我们将考察血液流动（非牛顿流体特性）、呼吸道的流体力学以及如何利用微流控技术进行生物传感与药物输送。 第三部分：流体力学的前沿应用与数值方法 最后一部分将理论知识与实际工程问题相结合，并介绍了处理复杂流场问题的关键数值工具。 第9章：流体力学中的数值计算方法（CFD概览） 本章提供对计算流体力学（CFD）领域的入门性概述。我们不深入复杂的编程细节，而是侧重于数值方法背后的物理原理：有限差分法、有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）的核心思想。重点讲解如何离散化纳-斯方程，讨论压力-速度耦合算法（如 SIMPLE 算法家族）的工作原理，并强调网格生成质量对计算结果准确性的影响。 第10章：流动稳定性与转捩 本章探讨了流体系统从稳定状态向不稳定状态转变的机制。首先介绍了流动的线性稳定性理论，包括特征值问题和稳定性判据。随后，深入分析了对流不稳定性（如瑞利-泰勒、贝纳德对流）以及边界层转捩的非线性机理，为理解和控制复杂流动中的能量耗散与混合效率提供了理论框架。 第11章：先进流动控制技术 本章面向应用工程师，介绍了如何主动或被动地控制流场以达到特定的性能目标，如减小阻力、增强传热或改善混合。内容涵盖被动控制（如表面纹理、肋片）和主动控制（如射流激励、等离子体激励器、磁流变学方法）的基本原理和实验验证案例。 结语 本书的编写风格旨在平衡理论的严谨性与工程实践的可操作性。每章末尾均附有精心设计的习题，旨在巩固读者的解析能力。我们相信，通过对本书内容的系统学习，读者将能够熟练运用流体力学的基本原理，分析并解决现代工程中遇到的各种复杂流动挑战。 ---
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