工程流体力学（下册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学

作者:李玉柱

出品人:

页数:245

译者:

出版时间:2007-9

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787302156314

丛书系列:高等院校力学教材

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好的，以下是针对《工程流体力学（下册）》的图书简介，内容将严格聚焦于其他学科领域，详细描述，并避免提及原书内容或任何AI痕迹： --- 图书名称：《现代材料科学导论与前沿应用》 图书简介： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代材料科学视角，重点关注从基础理论到尖端工程应用的过渡。它并非一本侧重于经典热力学或流体动力学原理的著作，而是聚焦于物质的微观结构如何决定其宏观性能，以及如何通过材料设计来解决复杂工程挑战。 第一部分：晶体结构、缺陷与热力学基础 本部分详细阐述了固体材料的原子排列特性，这是理解其力学、电学和光学行为的基石。我们首先从理想晶格结构（如体心立方、面心立方和密堆积结构）的几何学描述入手，随后深入探讨实际材料中不可避免的晶体缺陷——点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）——如何成为材料塑性、蠕变和扩散过程的驱动因素。 材料的热力学原理在本书中被重新聚焦于相变动力学。我们详细分析了吉布斯自由能与温度、压力和化学势之间的关系，特别是针对固-液、固-固和固-气相变。重点讲解了形核与长大理论，包括一级相变和二级相变的机制，以及如何利用热力学驱动力来控制合金的微观结构演化，例如析出强化和固溶强化。不同于处理宏观连续介质的平衡态假设，本部分强调了能量最小化路径和动力学限制对最终材料性能的决定性影响。 第二部分：力学性能的微观起源与测试 本章深入解析了材料的力学响应，即强度、韧性、硬度和疲劳寿命，如何源于其内部的微观结构特征。我们详尽讨论了位错运动在塑性变形中的核心作用，包括攀移、交滑移等机制。针对韧脆转变，我们从断裂力学的角度出发，引入了线性弹性断裂力学（LEFM）的基本概念，如应力强度因子 $K_I$ 和断裂韧性 $K_{Ic}$，并将其与裂纹尖端的塑性区扩展联系起来。 疲劳领域是本部分的关键。我们超越了简单的S-N曲线描述，转而探讨了疲劳裂纹的萌生、扩展和最终断裂的循环加载机制。这包括对高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的物理模型分析，以及裂纹尖端塑性区尺寸对疲劳寿命的定量影响。此外，蠕变行为的机理，如扩散控制机制和位错滑动机制，也在不同温度和应力水平下得到了细致的区分和数学建模。 第三部分：功能材料的电子结构与电磁特性 本部分将研究的重点从结构材料转向了高新技术领域至关重要的功能材料。我们从能带理论（薛定谔方程在周期性势场下的解）出发，区分了导体、半导体和绝缘体的本质区别。对于半导体材料，详尽分析了掺杂对载流子浓度和迁移率的影响，以及PN结的形成与特性，这是所有现代电子器件的基础。 在磁性材料方面，本书阐述了铁磁性、反铁磁性和抗磁性的微观起源，即自旋的相互作用（交换作用）。详细讨论了磁畴结构、磁滞回线（矫顽力和剩磁）的形成，以及软磁和硬磁材料的设计原理。 光学材料部分，则聚焦于光与物质的相互作用。我们探讨了吸收、发射、透射和散射的量子力学基础，特别是针对半导体中的光致发光（PL）和电致发光（EL）现象。这为LED和太阳能电池的效率优化提供了理论支撑。 第四部分：先进材料设计与制造工艺 最后一部分将理论知识应用于实际的材料工程挑战，重点介绍了一系列先进的材料系统和制造方法。 高性能复合材料： 详细分析了纤维增强复合材料（FRC）和颗粒增强复合材料（PRC）的力学性能预测模型，如混合律和应力转换模型。我们着重探讨了界面粘结对宏观性能的决定性作用，以及层合板的铺层设计对各向异性力学行为的控制。 陶瓷与玻璃： 探讨了高强度工程陶瓷（如SiC, ZrO2）的制备挑战，特别是如何通过控制烧结过程来最小化孔隙率，从而提高其抗压强度和抗热震性。玻璃材料的结构弛豫和玻璃化转变温度的研究，也为光纤和耐高温涂层的开发提供了依据。 纳米材料： 引入了尺寸效应的概念，分析了当材料尺度进入纳米范围时，其表面能、量子限制效应如何显著改变其物理化学性质。重点介绍了碳纳米管、石墨烯以及量子点的合成、表征技术和潜在的生物医学应用。 增材制造（3D打印）中的材料科学： 这一前沿领域被专门讨论。我们分析了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中，快速冷却速率和剧烈的温度梯度如何导致材料内部产生独特的非平衡态微观结构，如枝晶尺寸细化和残余应力，这些都是决定最终零件性能的关键因素。 本书通过这种多维度的视角，旨在培养读者将微观结构、热力学原理与宏观工程性能之间建立起清晰、量化的联系的能力，为从事新材料研发、失效分析及先进制造领域的工程师和科研人员提供坚实的理论基础和前沿视野。

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说实话，我对流体力学一直都有种敬畏感，尤其是涉及到非牛顿流体和多相流的部分，那简直是数学和物理的“双重噩梦”。我入手这本《工程流体力学（下册）》的主要目的，就是希望能找到一些清晰、易懂的框架来梳理这些令人头疼的概念。我特别关注了其中关于数值计算方法应用的章节。我期待看到的是对有限体积法（FVM）在复杂网格划分下稳定性的讨论，以及不同求解器（如SIMPLE系列）的收敛性分析的详细对比。然而，这本书在这方面的阐述显得有些蜻蜓点水。它给出了一个关于计算流程的概览，展示了CFD软件输出的结果图，但对于背后那些支撑起整个计算过程的离散方程的具体推导和误差源的分析，却一带而过。就好像直接跳到了装修阶段，却没告诉我地基是怎么打的。这使得我在尝试自己建立简化模型进行验证时，缺乏足够的理论支撑去判断软件结果的可靠性。我更倾向于那种能把每一步数学推导都掰开了揉碎了讲，甚至对比不同近似带来的物理意义变化的教材。这本书在工程实践上的侧重，虽然在实际操作中可能更实用，但对于学术研究的严谨性来说，留下了不小的空白。它更像是一本“快速上手”指南，而非“精通原理”的圣经。

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关于热力学与流动的耦合问题，这是我接触《工程流体力学（下册）》的另一个重点关注领域，尤其是在高超声速流动中的应用。我本想深入了解如何准确地对能量方程进行求解，并在激波附近进行有效的数值处理。这本书涉及了这部分内容，但处理得非常保守。它主要集中在理想气体假设下的等熵流和绝热流，对于真实气体效应（如化学反应、分子弛豫）的处理几乎没有提及。章节中展示的计算结果，大多是在较低马赫数或温度梯度的条件下得出的，这使得它在应用于现代航天热防护系统设计时，参考价值大打折扣。它更像是为基础的、低速热交换系统设计的参考书，而非面向前沿动力学研究的工具。我期望能看到对高温气体动力学中常用的状态方程（如Van der Waals或更复杂的模型）的引入，以及这些模型如何影响动量和能量方程的求解精度。这本书在高温高焓流体方面的缺位，让它在“工程”的广度上显得有所局限，未能覆盖到当前航空航天领域最具挑战性的前沿课题。

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我花了很长时间研究书中关于“空气动力学外形优化”的章节，因为我对高效能机翼设计抱有浓厚兴趣。我期望看到的是如何将最优控制理论与流场求解器高效地结合起来，特别是在处理高度非线性的阻力梯度变化时，迭代算法的选择至关重要。然而，这本书对此的描述，更多是停留在定性分析的层面，例如强调了“减少压差阻力”的重要性，并配上了一张经典的翼型升阻力曲线图。它缺乏对这些优化方法背后的迭代机制和计算成本的深入剖析。比如，它没有详细探讨Adjoint方法在梯度计算中的效率优势，也没有对比使用遗传算法与梯度下降法的收敛速度差异。这本书给出的解决方案似乎更倾向于传统的设计迭代流程，这种流程在计算资源受限的早期工程设计中或许有效，但在当前大规模并行计算的背景下，显得有些滞后。我更希望看到的是如何利用现代计算工具来突破传统设计的瓶颈，而不是仅仅对传统方法进行梳理和总结。这种对前沿计算方法的刻意规避，让这本书的“工程”属性更偏向于“传统工程实践”。

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这部《工程流体力学（下册）》的装帧设计倒是挺别致，封面那深沉的蓝色调，配上简洁的白色字体，透着一股严谨的学术气息。我特意选了本放在角落里、看起来封面磨损最厉害的旧版，希望能从中淘到些前辈的笔记和心得。拿到手里沉甸甸的，光是掂量分量就知道内容肯定不轻薄。我翻开扉页，试图寻找一些关于边界层理论深入探讨的章节，毕竟那是理解复杂流动分离和再附着现象的关键。然而，这本书的目录结构似乎更偏向于宏观的流动控制和系统集成方面，对于那些偏向于微观机理的探讨，比如湍流模型的具体数学推导，着墨不多。这让我有些失望，毕竟我更期待的是那种能让人在公式的海洋里扎实打磨基础的深度。它更像是一本面向工程应用、侧重于案例分析和设备选型的参考手册，而非纯粹的理论深究之作。我翻阅了其中关于管网优化设计的那一章，里面的图表清晰明了，对压头损失的计算方法描述得非常直观，这对于现场工程师来说无疑是极大的便利，但对于我这种热衷于探究“为什么”的理论爱好者来说，总觉得隔着一层实际应用的纱布，没能直达核心的物理本质。整体感觉，这本书更像是连接了理论与实践的桥梁，但桥面上的风景，侧重于“如何做”而非“如何想”。

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这本书的排版和索引设计实在是令人抓狂。作为一本厚重的技术参考书，查找特定公式或定义本应是件轻松的事情，但这本书的索引似乎存在一些逻辑上的跳跃。比如，我试图查找关于“动量方程在旋转坐标系中的应用”的详细讨论，它将我引向了关于“离心泵叶轮设计”的一般性章节，而不是直接给出坐标变换下的纳维-斯托克斯方程的具体形式。这让我不得不花费大量时间在前后章节之间来回翻阅，体验感直线下降。此外，书中的图例标注也常常不够规范，很多示意图虽然大致能看懂流动的趋势，但关键的物理量符号或无量纲化参数的定义，需要结合正文中的描述才能确定，这在高速阅读时极易造成理解偏差。我个人更偏爱那些图表与文字紧密结合，图注详尽到足以独立解释其所表达物理场景的著作。这本书虽然内容信息量大，但信息的组织结构似乎没有充分考虑到读者的检索需求。它更像是早期文献的数字化整理，缺乏现代教材在信息架构设计上的优化，使得学习的效率大打折扣。

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讲这门课的老师给我留下的印象就是，爱讲“闻到了葱油饼的味道”。

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具体书评见上册

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