水力学(第2版)(上册) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

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页数:0

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出版时间:1900-01-01

价格:13.0

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isbn号码:9787040014860

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• 水力学
• 流体力学
• 工程水力学
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水力学（第2版）（上册） 引言： 水，是孕育生命、驱动文明的基石，也是工程师手中塑造自然、解决挑战的关键媒介。从宏伟的水坝到精密的输水系统，从奔腾的河流到静谧的湖泊，水以其丰富的形态和强大的力量，深刻地影响着人类的生存与发展。理解水、控制水、利用水，这正是“水力学”这门学科的核心所在。 《水力学（第2版）（上册）》并非仅仅是一本关于水的教科书，它是一扇通往工程实践的窗口，是掌握现代工程技术不可或缺的基石。本册作为系列的第一部分，旨在为读者构建扎实的水力学理论基础，涵盖了流体最基本、最核心的性质与行为规律。它将引导你从微观视角审视流体的微观结构，进而理解宏观的流动现象，为后续更复杂的工程应用奠定坚实的基础。 内容梗概： 本册内容紧密围绕流体在静止和流动状态下的基本物理规律展开，层层递进，环环相扣。 第一部分：流体的基本性质与静力学 流体的基本概念与分类： 我们首先将深入探讨什么是流体，它与固体有哪些本质区别。你将学习到如何区分牛顿流体和非牛顿流体，理解粘度、密度、比重、表面张力、压缩性等关键物理参数的意义及其对流体行为的影响。这些基本概念是理解后续所有水力学知识的起点。例如，粘度决定了流体内部的摩擦力，而密度则影响着流体在重力作用下的行为。 流体静力学： 在流体静止不动的情况下，我们将探索其所受到的压力特性。核心内容将包括： 静压强的定义与特性： 理解在静止流体中，压力随深度的增加而线性增大，以及在同一水平面上，压力相等的原理。你将学习到如何计算作用在平面和曲面上的静水总压力，例如大坝和闸门的设计就需要精确计算这些压力。 帕斯卡原理与连通器原理： 掌握这两个基本原理，理解它们在液压传动、船舶浮力以及各种水位测量仪器中的应用。连通器原理解释了为何相同液面高度的容器在连通时水位会保持一致，这在城市供水管网设计中至关重要。 阿基米德原理与浮力： 深入理解物体在流体中所受到的浮力大小，以及判断物体沉浮的条件。这将帮助你理解船舶为何能漂浮，以及潜水艇的升降原理。 第二部分：流体动力学基础 流体在流动中的基本概念： 当流体开始运动，我们将进入流体动力学的范畴。本部分将介绍： 流体流动的描述方法： 学习欧拉法和拉格朗日法两种描述流体运动的视角，理解速度场、流线、迹线、以及流场的概念。流线可以形象地描绘出流体质点在某一时刻的运动轨迹，是分析流体流动方向的重要工具。 流量与流速： 精确定义流量（单位时间内流过的流体体积）和流速（流体质点运动的速度），并学习它们之间的关系。流量是衡量水资源输送效率的关键指标。 流体的守恒定律： 这是流体动力学的基石。 质量守恒（连续性方程）： 在稳定流动条件下，流体在任意截面上的流量保持不变。我们将推导并应用连续性方程，理解它在管道流动、明渠流动等场景下的重要作用。例如，在管道直径减小时，流速必然增大以保持流量恒定。 动量守恒（动量方程）： 分析流体运动过程中动量的变化，从而计算出流体对边界产生的力，或边界对流体施加的反作用力。这对于设计水轮机、喷嘴、以及分析水击现象至关重要。 能量守恒（伯努利方程）： 这是流体动力学中最著名、应用最广泛的方程之一。在理想流体、稳定流动、不可压缩的条件下，我们将推导出伯努利方程，理解总机械能（包括静压能、动能和位能）在沿流线上的守恒。我们将详细探讨各项的物理意义，并学习如何运用伯努利方程解决实际问题，例如计算喷射速度、预测管道中的压强变化等。 管路水力学初步： 在此基础上，我们将开始探讨流体在管道中流动的规律： 理想流体与真实流体： 区分理想流体（无粘性、不可压缩）和真实流体（存在粘性），理解粘性对流体流动的影响，例如能量损失。 层流与紊流： 认识两种主要的流体流动形态——层流（流体质点呈平行层状运动）和紊流（流体质点运动无规则、混乱）。我们将学习如何通过雷诺数来判断流动的类型，并理解紊流的复杂性。 沿程水头损失： 真实流体在管道中流动时，由于粘性摩擦，会产生能量损失，表现为水头损失。我们将学习计算直管段的沿程水头损失，理解其与流速、管径、管材性质以及流体粘度之间的关系。 局部水头损失： 除了沿程损失，管道中的局部构件，如阀门、弯头、管径突变等，也会引起额外的能量损失，称为局部水头损失。我们将学习如何计算这些损失，并理解它们在工程计算中的重要性。 达西公式和修正公式： 学习应用达西公式及其各种修正公式来精确计算管道水头损失，为管道输水系统的设计提供依据。 本书特色： 理论严谨，逻辑清晰： 本书在阐述水力学原理时，注重理论的严谨性和推导的逻辑性，确保读者能够深刻理解概念的来源和推导过程。 图文并茂，直观易懂： 大量精心绘制的插图和示意图，将抽象的水力学概念可视化，帮助读者更直观地理解流体的行为和物理过程。 注重工程联系： 在介绍理论知识的同时，本书积极联系实际工程应用，通过丰富的实例和算例，展示水力学原理在解决工程问题中的作用，培养读者的工程应用能力。 循序渐进，适合初学者： 本册从最基础的概念入手，逐步深入，结构清晰，语言流畅，适合初学者系统学习水力学。 强调计算与实践： 提供大量带有详细解题步骤的算例，引导读者掌握水力学问题的计算方法，提高解决实际工程问题的能力。 学习目标： 通过本册的学习，你将能够： 1. 掌握流体的基本物理性质，并理解它们对流体行为的影响。 2. 熟练运用静水压强计算的原理，解决与静止流体相关的工程问题。 3. 深入理解流体流动的基本守恒定律（质量、动量、能量），并能进行初步的理论分析。 4. 掌握伯努利方程的应用，并能将其用于解决实际的流体流动问题。 5. 理解真实流体在管道中流动的基本规律，掌握计算沿程和局部水头损失的方法。 6. 初步了解层流与紊流的区别，以及雷诺数的作用。 7. 为后续学习更复杂的流体流动现象和水力机械打下坚实的基础。 适用对象： 高等院校水利工程、土木工程、环境工程、能源工程、船舶与海洋工程等相关专业的本科生。 从事相关工程领域的工程师及技术人员，希望系统复习和提升水力学知识。 对水力学有浓厚兴趣的自学者。 结语： 《水力学（第2版）（上册）》是你开启水力学之旅的理想起点。它将引领你探索流体的奥秘，让你能够运用科学的原理去理解和驾驭无处不在的水。掌握了本册的内容，你将具备分析和解决许多基础水力学问题的能力，为你在更广阔的工程领域中施展才华打下坚实而牢固的根基。

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这本书的结构安排非常值得称道，它遵循着由浅入深、由静到动的逻辑链条。我通常会先跳到关于水轮机或泵站设计的部分去寻找灵感，因为这些是直接与能源效率挂钩的。虽然我可能对第一章关于流体静力学的细枝末节不太关心，但书中对动量守恒和能量守恒在实际水工系统中的应用，讲解得丝丝入扣。特别是关于明渠水流的非恒定流分析部分，作者似乎倾注了大量心血，将复杂的偏微分方程通过适当的简化假设，转化为工程上可操作的模型。这种平衡艺术是很多技术书籍难以达到的。读起来感觉不像是在读冷冰冰的公式，更像是在跟一位经验丰富的水利专家进行对话，他不仅告诉你规则，还告诉你规则在不同边界条件下的“脾气秉性”。对于我们这些需要不断优化现有系统参数的工程师来说，这种对“情景适应性”的强调，比单纯的理论推导更有价值。

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这本书的印刷质量和细节处理体现了出版方的专业态度。纸张的质感使得长时间阅读眼睛不易疲劳，这对于需要花费大量时间在阅读专业文献的读者来说，是一个不容忽视的加分项。从内容的宏观视角来看，它成功地将基础的流体力学原理与现代水资源管理、环境水利工程的需求联系起来。我个人对书中关于地下水流与地表水相互作用的章节尤其感兴趣，这部分内容往往是其他偏重于地表水动力学的书籍所忽略的“盲点”。作者没有回避这些交叉学科的复杂性，反而提供了清晰的数学框架来处理这些耦合问题。这种全面性使得这本书可以作为跨专业学习的参考书，而不仅仅局限于传统的水力学范畴。总而言之，它提供了一个看待水工程问题的全景式视野，促使读者去思考水在不同介质中传输和作用的整体规律，而不是孤立地看待每一个子系统。

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这部教材给我的整体印象是：扎实、全面，且具有很高的工具书价值。我经常会翻阅其中关于边界层理论和水力摩擦损失的章节，因为这直接关系到我们日常管网设计中的能耗计算。作者在处理湍流模型时，虽然没有完全采用最新的、尚未完全标准化的湍流模型，但其对经典RANS模型的阐述非常到位，足以指导我们进行合理的工程简化和误差预估。最让人感到满意的是其附录部分，往往是工程设计中急需的常用流速、糙率系数对照表等实用数据，这极大地提高了查找效率，避免了为了一个查表而翻阅好几本规范的麻烦。这本书的价值在于，它在理论深度和工程实用性之间找到了一个非常舒适的平衡点。即便是那些已经工作多年的工程师，重新审视这些基础理论时，也总能从中发现新的领悟点，因为它不仅仅是知识的堆砌，更是对知识体系内在逻辑的梳理和再现。

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这本关于流体力学和水利工程的著作，虽然我并未深入阅读其中关于水力学具体章节的内容，但从其厚度和结构来看，无疑是一部体系庞大、内容详实的专业教材。我的关注点更多地集中在那些与实际工程应用紧密相关的部分，尤其是涉及到复杂流态模拟和结构相互作用的章节。比如，书中对非牛顿流体行为的探讨，虽然我可能没有精读其理论推导，但其对这些复杂流体在管道、泄洪道中表现的描述，为我解决一些特定工业场景下的问题提供了重要的理论参考框架。我发现，作者在基础理论的阐述上非常严谨，即便是对于初学者也力求清晰，但对于有经验的工程师而言，后半部分关于高级分析方法的讨论，比如数值模拟的初步介绍，才是真正有价值的宝藏。这说明这本书的定位是希望能够覆盖从基础入门到初步进阶的整个学习曲线，而不是仅仅停留在概念的罗列上。整体而言，它为理解流体运动的深层机制提供了一个坚实的基石，即便我们可能更侧重于软件应用和结果解读，但对底层原理的透彻理解是不可或缺的，这本书显然在这方面做得非常出色。

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拿到这本教材时，首先感受到的是它沉甸甸的分量，这直接预示着内容广度和深度都非同小可。我个人的阅读习惯偏向于快速检索关键公式和图表，尤其是在项目紧张时，快速定位特定水工结构上的水压力计算方法至关重要。令我印象深刻的是书中对历史上的经典水力学实验和案例的引用，这使得抽象的数学模型变得更加具象化。尽管我可能没有完整地推导每一个希尔伯特空间上的变换，但看到那些经典的水坝溃决案例分析，以及作者如何用这些理论来解释事故原因，着实让人对理论的力量有了更深的敬畏。这本书的排版清晰，图示丰富，即便是那些极其复杂的流线分布图，也能通过适当的剖面和标注，让读者不至于迷失在复杂的几何形状中。它不仅仅是一本教科书，更像是一部工程实践的指引手册，充满了对“为什么是这样”的深入探讨，而不是简单地告诉你“应该是这样”。

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