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出版者:人民邮电出版社

作者:

出品人:

页数:301

译者:

出版时间:2002-7

价格:25.0

装帧:平装

isbn号码:9787115093943

丛书系列:

图书标签:

• 离散数学
• 数学基础
• 计算机科学
• 逻辑学
• 集合论
• 图论
• 组合数学
• 算法设计
• 数据结构
• 数学建模

好的，这是一本名为《流体力学基础与工程应用》的图书简介，完全不涉及《离散数学》的内容，旨在提供一个详尽、专业且富有吸引力的阅读指南。 --- 《流体力学基础与工程应用》 内容概述：驾驭无形的力量，探索物质运动的奥秘 《流体力学基础与工程应用》是一部全面、深入且极具实用价值的教科书与参考手册。本书旨在为工程、物理、环境科学以及相关领域的学生、研究人员和一线工程师提供坚实的理论基础和前沿的工程应用指导。我们不仅系统地梳理了流体力学的基本原理、分析方法和计算工具，更强调如何将这些理论知识转化为解决实际工程问题的能力。 本书的结构设计遵循“理论先行，应用驱动”的原则，从宏观的现象描述过渡到微观的分子运动机制，最终聚焦于复杂工程系统中的流体行为预测与控制。全书力求在保持科学严谨性的同时，确保内容的清晰度和可读性，使读者能够平稳地跨越从初级概念到高级分析的鸿沟。 --- 第一部分：基础与静力学——流体的本质与平衡 本部分奠定了流体力学研究的基石。我们首先聚焦于流体运动的宏观描述，即场的概念，并引入流体动力学分析中不可或缺的控制体方法（Control Volume Approach）。 1. 流体的基本概念与性质： 详细讨论了流体的定义、粘性、密度、压缩性、表面张力以及流体分类（牛顿流体与非牛顿流体）。重点解析了“连续介质假设”的适用范围和物理意义。 2. 流体静力学： 深入探讨了静止流体中的压力分布规律。内容包括帕斯卡定律、静水压力公式的推导、测压计（皮托管、U型管）的工作原理与误差分析，以及浮力、阿基米德原理在船舶稳定性和浮力计算中的应用。特别设计了关于水工结构受力分析的实例，展示静力学在坝体设计中的关键作用。 3. 运动学： 分析流体运动的描述方式——欧拉观点与拉格朗日观点。引入了流线、迹线、流束的概念，并详细讲解了速度场、加速度场的梯度分析，为后续的动力学分析做好准备。 --- 第二部分：流体动力学——守恒定律的数学表达 第二部分是全书的核心，它将守恒定律与微分方程分析相结合，构建了描述流体运动的数学框架。 4. 积分形式的守恒方程： 基于控制体方法，详细推导了质量守恒（连续性方程）、动量守恒（纳维-斯托克斯方程的积分形式）和能量守恒方程。这些方程是所有宏观流体问题分析的起点。 5. 微分形式的控制方程： 深入探讨了纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes Equations）的完整形式，包括其在笛卡尔、柱坐标和球坐标系下的表示。重点讲解了无粘流体的欧拉方程，以及如何通过势流理论处理复杂的无粘流动问题，包括达西定律（D’Alembert’s Paradox）的讨论。 6. 粘性流动的分析： 引入了雷诺数（Reynolds Number, Re）作为无量纲参数的重要性，阐述其在判断流动状态（层流与湍流）中的决定性作用。详细分析了边界层理论，包括普兰特（Prandtl）的边界层概念、斯托克斯问题（Stokes Flow）以及平板上的摩擦阻力计算。 7. 相似性与量纲分析： 运用白金汉 $pi$ 定理，教授读者如何通过量纲分析构建无量纲参数（如马赫数、弗劳德数、韦伯数），这对于工程中的物理模型实验设计和结果外推至关重要。 --- 第三部分：流动类型与经典应用 本部分将基础理论应用于具体的流动场景，强化读者的工程直觉。 8. 管内流动分析： 聚焦于管道系统中的实际问题。详细分析了达西-魏斯巴赫摩擦因子的确定（穆迪图的应用）、沿程阻力和局部阻力（局部配件）的计算。内容涵盖了复杂管网的流量分配、泵站选型与系统水头线分析。 9. 外部流体力学： 探讨物体绕流问题，包括机翼、汽车车身和建筑结构周围的气动/水动力特性。深入讲解了升力与阻力的产生机制，以及如何通过流场可视化技术（如烟流、粒子成像测速 PIV）评估物体表面的压力分布和分离点。 10. 可压缩流动的初步： 引入了马赫数的概念，重点讨论了等熵流动、斜激波和正激波在超音速飞行器设计中的影响。对于空气动力学和燃气轮机设计领域提供必要的理论基础。 11. 开敞渠道水流： 专为水利工程设计，包括均匀流、变坡水流的分析，曼宁公式的应用，以及堰流、渠道中的水跃（Hydraulic Jump）现象的能量分析与工程控制。 --- 第四部分：计算流体力学（CFD）导论与现代工程实践 认识到解析解在复杂几何体中的局限性，本书的最后一部分全面介绍了现代工程中不可或缺的数值方法——计算流体力学。 12. CFD的基本框架： 概述了求解纳维-斯托克斯方程的主要数值方法，包括有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）的基本思想。重点介绍如何将控制方程离散化，并讨论了压力-速度耦合算法（如SIMPLE算法）的流程。 13. 湍流模型的选择与应用： 深入分析了湍流的复杂性，并详细介绍了工程中最常用的湍流模型，如零方程、一方程（如Spalart-Allmaras）、二方程（如$k-epsilon$ 和 $k-omega$ SST 模型）的适用范围、优缺点和网格无关性要求。 14. 工业案例分析： 通过多个大型案例（如热交换器的优化设计、复杂地形下的风场模拟、水泵叶轮的水力优化），演示如何利用专业CFD软件（如Ansys Fluent, OpenFOAM）建立物理模型、设置边界条件、执行求解并进行后处理，确保结果的可信度与工程实用性。 --- 本书特色 理论的深度与工程的广度完美结合： 每一章节的理论推导后，均紧接着至少两个详细的工程实例计算。 丰富的图表与算例： 包含数百张精心绘制的流场图、流程图和对比图表，辅助理解抽象概念。 批判性思维培养： 不仅教授“如何计算”，更强调“何时使用何种模型”，培养读者对模型假设局限性的识别能力。 现代计算工具集成： 提供了CFD工具的使用指导，确保读者能快速对接现代工业标准。 《流体力学基础与工程应用》旨在培养新一代能够驾驭复杂流体现象，并能利用先进工具解决能源、交通、环境和生物医学等前沿工程挑战的专业人才。阅读本书，将使您真正掌握这门“无形的力量之学”。

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最近读完了一本关于计算机科学基础的著作，不得不说，它的深度和广度都超乎了我的预期。这本书的结构设计得非常巧妙，从最基本的逻辑推理入手，层层递进，将复杂的数学概念用清晰易懂的方式展现出来。尤其让我印象深刻的是它在讲解集合论和图论时所采用的实例，这些案例并非那种枯燥的教科书式的抽象描述，而是紧密结合了现实生活和工程应用中的问题，比如网络路由优化、数据结构的设计等等。这使得原本感觉高冷的理论知识变得鲜活起来，让我能够更直观地理解其背后的思想和应用价值。作者的叙述风格非常严谨，每一个定义、每一个定理的推导都逻辑链条完整，没有丝毫含糊不清的地方，这对于需要扎实基础的学习者来说，简直是一份宝典。我甚至可以想象，未来在进行算法设计或系统分析时，我都会不自觉地回想起书中的某些证明过程，那种清晰的思维框架已经深深地烙印在了我的脑海里。

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说实话，这本书的阅读体验是一场漫长的智力挑战，但绝对是物超所值。我尤其欣赏作者在处理组合数学部分时所展现出的那种近乎艺术性的排版和布局。你知道，有些数学书排版得密密麻麻，让人望而生畏，但这本则不然。它在关键的公式和定理旁留有足够的空白，配色也采用了柔和的冷色调，极大地减轻了长时间阅读带来的视觉疲劳。更重要的是，书中穿插了许多“思考题”和“拓展阅读”，这些部分并非强制性的，但它们像一个个迷人的岔路口，引导着你深入探索更深层次的理论背景或者相关领域的前沿进展。我花了好大力气才啃完了关于生成函数的那几章，过程虽然痛苦，但当最终理解了如何用它来解决那些看似无解的计数问题时，那种豁然开朗的感觉，是任何电子游戏都无法比拟的成就感。它不仅仅是知识的传递，更像是一种思维模式的重塑。

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这本书的语言风格带着一种老派学者的沉稳和幽默感，这在技术类书籍中是相当少见的。它不像那种冷冰冰的公式堆砌，作者在解释一些晦涩难懂的概念时，会不时地引用一些历史典故或者哲学思辨，一下子就把你从纯粹的符号运算中抽离出来，思考这些数学工具的起源和意义。比如，在讨论归纳法时，作者并没有直接给出标准定义，而是用了一个非常生动的“多米诺骨牌效应”的比喻，让我瞬间就抓住了核心的递推思想。我注意到，书中的习题设计非常用心，难度梯度设置得极其合理，从基础的练习到需要综合运用多个章节知识的综合大题，都有覆盖。对于我这种需要通过大量练习来巩固理解的人来说，这本书提供的素材简直是取之不尽，用之不竭的训练场。

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坦白讲，这本书的装帧和纸张质量远超出了我作为一本专业教材的心理预期。打开书本时，那股油墨的清香，加上厚实的封面和不易反光的纸张，让阅读过程本身变成了一种享受。我很少在翻阅一本技术书籍时会产生“爱不释手”的感觉，但这本书的触感和视觉体验确实非常出色。内容方面，它对有限状态机和自动机理论的阐述极其透彻，特别是对正则表达式和文法形式的对比分析，逻辑推演严密到令人叹服。我尤其喜欢其中一章专门讨论了如何使用这些工具来分析和设计编译器前端的工作流程，这使得抽象的理论一下子落地为具体的工程实践。如果说市面上大多数教材只是教你“如何做”，那么这本书则着重于告诉你“为什么必须这么做”，它培养的不是技巧，而是洞察力。

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这本书给我的感觉更像是一本工具箱，而不是一本简单的读物。我原本以为自己对数理逻辑已经有所了解，但在阅读了它关于一阶逻辑和可满足性理论的那部分内容后，我才意识到自己过去的理解是多么肤浅和片面。作者对于证明的详尽程度把握得恰到好处，既没有过度简化到让人抓不住重点，也没有冗余到让人迷失在细节的泥潭里。特别是书中对“不完备性定理”的介绍部分，那种将复杂的数学逻辑与深刻的哲学洞察力完美结合的处理方式，让我对数学的边界和可能性产生了全新的敬畏。我甚至将这本书的某些章节作为参考，去帮助我理解一些程序语言的设计哲学——原来许多看似是编程上的约定俗成的规则，其根源都可以追溯到这些严密的数学基础之上。这本书，是真正意义上的“内功心法”。

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