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☆☆☆☆☆

出版者:

作者:王洪偉

出品人:

頁數:240

译者:

出版時間:2020-12

價格:89.00元

裝幀:平裝

isbn號碼:9787115544926

叢書系列:

圖書標籤:

流體力學
物理學
科普
工程
可視化
趣味科學
學習
圖解
解析
流動

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具體描述

本書是解釋日常流動現象，介紹流體力學知識的科普書，在保證趣味性的同時對所涉及的流體力學知識有較為深入的講解。在對流動現象的解釋中努力保證在通俗易懂和科學嚴謹之間的平衡，讓不同層次的讀者都能有收獲。

書中全部插圖均為作者在電腦上手繪完成，盡量用圖解而不是文字來錶達，力求解釋清晰又不囉嗦。輔以流體力學一般知識點的補充，以及幾個自己在傢就可以進行的小實驗來深入理解流體力學的原理。

本書既適閤廣大科學愛好者，也適閤專業的流體相關工作者閱讀，是一本深入淺齣的專業科普書。

好的，以下是根據您的要求，為您撰寫的一份關於一本名為《解析流動：畫說流體力學》的書籍的簡介。這份簡介旨在詳細介紹該書的內容，同時避免提及任何關於“人工智能”或“AI生成”的詞匯，並力求語言自然流暢，避免模闆化痕跡。 --- 《解析流動：畫說流體力學》圖書簡介引言：穿越無形的邊界，探尋流動的本質自古以來，水、風和煙霧等流體的運動便以其復雜性與多變性吸引著人類的目光。從古代的灌溉係統到現代的航空航天技術，流體力學始終是連接理論與實踐的關鍵橋梁。然而，對於許多初學者或非專業人士而言，流體力學的理論框架往往顯得抽象而難以捉摸，那些復雜的偏微分方程和邊界條件常常成為理解和掌握這門學科的巨大障礙。《解析流動：畫說流體力學》正是為瞭打破這種隔閡而誕生的力作。本書的核心理念，正如其副標題“畫說”所揭示的，是通過視覺化的敘事方式，將抽象的流體力學概念轉化為直觀、易於理解的圖像和模型。我們摒棄瞭傳統教科書中晦澀難懂的純文字堆砌，轉而采用大量精心繪製的插圖、示意圖以及流程解析圖，構建一個沉浸式的學習體驗，讓讀者在“看”的過程中自然而然地“理解”流動。第一部分：基石的構建——流體力學的脈絡與工具本書的開篇聚焦於流體力學的基本概念和分析工具的建立。我們首先深入探討瞭流體與固體的本質區彆，從微觀層麵解析瞭流體的特性，如粘度、密度和錶麵張力。隨後，本書將重點放在瞭流場描述的數學語言上。我們並非直接拋齣復雜的納維剋斯-斯托剋斯方程，而是通過分步解析的方式，引導讀者理解物質點隨時間變化的軌跡——流綫、跡綫和流跡綫之間的區彆與聯係。通過一係列對比鮮明的圖示，讀者可以清晰地看到，同一組速度場下，描述空間路徑與時間路徑所需的視角是何等不同。我們詳細闡述瞭流體運動的控製方程，特彆是連續性方程、動量方程（牛頓第二定律在流體中的應用）和能量方程。在介紹這些方程時，本書采用瞭一種獨特的“拆解”方法。每一個方程都配有對應的物理場景圖解，例如，一個簡單的管道流動或一個翼型周圍的空氣流動，圖示會用箭頭、顔色編碼和局部放大圖來標示齣壓力梯度、粘性剪切力和慣性力的相對大小和作用方嚮。這使得讀者能夠直觀地感受到，當這些力在特定區域失衡時，流體將如何響應。第二部分：理想與現實的對話——簡化模型的精妙理解瞭基本方程後，本書進入瞭對流體力學中經典簡化模型的深入解析。這是流體力學理論的魅力所在，即如何在特定約束條件下，通過閤理的假設，將復雜問題轉化為可求解的形式。無粘流體與歐拉方程：我們通過清晰的圖示描繪瞭伯努利原理的物理圖像。一個經典的例子是文丘裏管，書中會用流速變化與壓力變化的對比圖，輔以流綫形狀的演變，讓讀者深刻理解“流速快的地方，靜壓低”這一現象背後的能量守恒邏輯。粘性流體的入門——雷諾數的作用：雷諾數（Re）是流體力學中的核心無量綱參數。本書用大量的篇幅和生動的對比圖，解釋瞭雷諾數如何決定瞭流動的特性——從層流的有序光滑到湍流的混沌無序。通過模擬不同雷諾數下流體穿過圓柱體的圖像，讀者可以清晰地觀察到鈍體尾流的分離點、卡門渦街的形成，以及流動分離如何導緻阻力的劇增。邊界層理論的視覺化：邊界層是理解摩擦阻力的關鍵。書中專門設計瞭一組剖麵圖，細緻展示瞭固體錶麵附近流速梯度如何迅速變化，以及主流與邊界層之間的相互作用。這部分內容將邊界層內的速度剖麵形狀（如普朗特經驗律）以麯綫圖的形式與實際流場圖景相結閤，加深瞭對“粘性效應主要集中在薄層內”這一概念的理解。第三部分：應用與拓展——從宏觀到微觀的實踐之旅本書的後半部分將理論知識應用於具體的工程和自然現象中，展示流體力學的普適性。內部流動：管道與泵送係統：針對工程實踐，我們詳細分析瞭管道中的摩擦損失（達西-韋斯巴赫公式）。書中提供瞭穆迪圖（Moody Diagram）的詳細解讀，但不同於單純的圖錶展示，我們通過動態的流程圖，展示瞭粗糙度、雷諾數如何共同作用，決定瞭沿程阻力係數的變化路徑。對於不可壓縮流體在非圓形管道中的流動，我們也提供瞭截麵形狀對剪切應力分布的影響圖。外部流動：升力和阻力的奧秘：航空航天是流體力學的“主戰場”。在討論翼型設計時，本書通過剖麵圖解析瞭庫塔-茹科夫斯基定理的物理基礎，即通過引入環量來解釋升力的産生。我們利用矢量分解圖，清晰地展示瞭升力是如何由壓力分布和粘性剪切共同作用的結果。對於不同攻角下的氣流分離現象，也配有詳細的示意圖，幫助讀者理解失速的臨界點。可壓縮流體的初步探索：雖然重點在於低速流動，但本書也對等熵流和激波的初步概念進行瞭可視化介紹。通過對馬赫數的引入，我們展示瞭跨音速流動中氣流如何因幾何約束而發生突變，用衝擊波的示意圖強調瞭能量在高度壓縮下的特性變化。結語：流動的智慧，未來的啓示《解析流動：畫說流體力學》是一本獻給所有渴望真正“看見”流體運動的探索者的指南。它不是要取代嚴謹的數學推導，而是通過形象化的語言和精確的圖示，為這些數學符號賦予瞭鮮活的物理意義。通過本書的閱讀旅程，讀者將不再滿足於僅僅記住公式，而是能夠從根本上理解流體為何如此運動，從而在麵對復雜工程問題時，能以更直觀、更深刻的洞察力去分析和解決。掌握瞭這些視覺化的工具，流體力學的世界將嚮您敞開一個清晰、有跡可循的大門。 ---

作者簡介

王洪偉

博士，北京航空航天大學講師，作為核心成員參加多項自然科學基金、航空基金、重點實驗室基金，以及來自總裝，陸航，海航等部門的項目，以及211和985工程建設和重點實驗室建設等。在國內外期刊發錶研究論文十餘篇並獲得多項專利。齣版教材一本。

目錄資訊

第 1 章什麼是流體
1. 流體是能流動的物質 / 2
動手做：觀察液體的自然形狀 / 5
2. 流體的獨特性質——黏性和壓縮性 / 6
知識點：連續的流體 / 9
3. 壓力就是指壓強 / 10
知識點：體積力和錶麵力 / 12
4. 圖釘和韆斤頂 / 13
5. 神奇的錶麵張力 / 14
6. 覆杯實驗探秘 / 16
7. 危險的氣泡 / 20
第2 章流動中的力與能量 23
8. 開車兜風 / 24
知識點：流動中的質量守恒 / 26
9. 噴氣推進 / 27
10. 靠空氣“懸浮” / 29
知識點：流動中的動量定理 / 30
11. 非常重要的科恩達效應 / 32
12. 可疑的科恩達飛行器 / 34
13. 流動中的功與熱 / 36
14. 氣體的吸熱與放熱 / 38
知識點：流動中的能量方程 / 40
15. 容易誤用的伯努利定律 / 41
16. 射流的壓力與環境相同 / 45
17. 吹吸大不同 / 46
18. 發動機“吸鳥”嗎？ / 48
19. 小學數學題——水池進排水 / 51
20. 通風專傢土撥鼠 / 55
21. 飛行的奧秘 / 56
動手做：觀察機翼對流體的擾動 / 60
22. 飄動的紙條 / 61
23. 射流中的乒乓球 / 64
24. 危險的站颱 / 67
25. 越阻攔越加速 / 70
26. 塑料瓶空調靠譜嗎？ / 72
27. 飛吧水火箭 / 74
第3 章聲速與超聲速 77
28. 追趕聲音 / 78
29. 聲速史話 / 80
知識點：聲速公式的推導 / 82
30. 聲波和聲爆 / 83
31. 壓力波和激波 / 86
32. 遇到障礙物的超聲速流動 / 90
動手做：自製紋影儀 / 95
33. 管道內的超聲速流動 / 97
34. 先收再擴的拉伐爾噴管 / 101
第4 章粘性主導的流動 105
35. 小粘性的大影響 / 106
知識點：普朗特的邊界層理論 / 108
36. 流動中的摩擦力 / 109
37. 受粘性影響的一層——邊界層 / 110
38. 各種物體錶麵的邊界層 / 112
39. 邊界層全貌 / 114
40. 管道中的流動 / 115
第5 章混亂的流動——湍流 117
41. 雷諾實驗——湍流研究新篇章 / 118
42. 生而混亂的湍流 / 120
43. 裹挾環境流體的湍動射流 / 124
44. 什麼是雷諾數？ / 127
第6 章流動的阻力與損失 131
45. 惱人的流動分離 / 132
動手做：絲綫法顯示分離 / 137
46. 交互脫落的渦——卡門渦街 / 138
47. 流體産生的阻力 / 141
48. 減阻方法種種 / 148
49. 在糖漿裏遊泳 / 150
50. 緊跟前車！ / 152
51. 對空開槍危險嗎？ / 154
52. 大的鐵球先著地 / 155
53. 浮塵為什麼能浮著？ / 157
54. 忙碌的微生物 / 158
55. 流動中的機械能損失 / 160
知識點：熱力學第二定律與熵 / 166
56. 熱機——工業時代的基石 / 167
57. 熵增就是損失 / 172
第7 章日常流動現象 177
58. 對空氣做功——風機與壓氣機 / 178
59. 控製流量的閥門 / 182
60. 捏扁齣口流速增 / 185
61. 高速流動生高溫 / 189
62. 雨滴不是水滴形 / 191
63. 奇妙的弧綫球 / 193
64. 江河的流速 / 197
65. 蜿蜒的河流 / 199
66. 逆流滾動？ / 202
動手做：油流法顯示馬蹄渦 / 205
67. 茶杯裏的風暴 / 206
68. 地錶最強風 / 208
69. 颱風、颶風和熱帶氣鏇 / 213
知識點：一點渦動力學的概念 / 217
70. 長長的翼尖渦 / 218
71. 建築的通風 / 223
72. 水麵波紋不簡單 / 227
· · · · · · (收起)

讀後感

評分☆☆☆☆☆

如果早十年看到这本《画说流体力学》，就不用补考了！当年力学的恶梦就不复存在了！和其他严肃的科普书不同，这本书既专业又非常贴近实际生活，针对每个主题，用精美又保持了科学性的插图，解释日常流动现象，介绍流体力学知识。在保证趣味性的同时对所涉及的流体力学知识有...

評分☆☆☆☆☆

用戶評價

评分☆☆☆☆☆

作為一名機械工程專業的學生，我接觸過好幾本流體力學的教材，它們大多是厚重的磚頭書，充滿瞭復雜的微分方程和邊界條件，讀起來枯燥乏味，很多時候我感覺自己是在背誦而不是在理解。我非常好奇這本書是如何處理那些經典難題的，比如邊界層分離或者空化現象。我期待的不是那種教科書式的嚴謹推導，而是更接近於工程實踐中的“直覺”建立。比如，如果能通過生動的案例分析，展示流體行為如何影響飛機翼型的升力或者管道係統的效率，那將是非常棒的。我希望看到作者對實驗數據的呈現方式也彆齣心裁，而不是簡單地羅列錶格，而是能用圖錶清晰地揭示變量之間的內在聯係。如果這本書能夠用一種近乎“講故事”的方式來解析那些復雜的物理過程，讓讀者在不知不覺中掌握知識點，那它就超越瞭普通教材的範疇，成為瞭一本真正的“良師益友”。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我購買這本書是帶著一絲懷疑的，因為市麵上很多聲稱“可視化”的科普讀物，最後都淪為瞭圖文並茂的“花架子”，內容深度遠遠不夠。我最擔心的就是它為瞭追求“畫說”的效果，而犧牲瞭流體力學作為一門精確科學的嚴謹性。我希望這本書在用圖像輔助理解的同時，關鍵的物理定律和數學錶達依然保持瞭應有的精度和邏輯鏈條。它需要在趣味性和學術性之間找到一個完美的平衡點。如果它能巧妙地將精確的數學公式融入到動態的圖像說明中，而不是把它們孤立地放在章節末尾，那將是非常高明的處理方式。我希望它能成為一本可以被資深工程師拿來查閱細節，同時也被初學者用來建立直觀認知的“雙重標準”書籍，真正的做到深入淺齣，而非淺嘗輒止。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引人，那種深邃的藍色調配上流綫型的圖形，一下子就讓人聯想到水波的運動和空氣的流動，雖然我還沒翻開內頁，但光是視覺上的衝擊就已經足夠讓我對手冊的期待值飆升瞭。我通常對於技術類的書籍都有點畏懼，總覺得那些公式和理論會讓人頭昏腦漲，但這本書的名字和設計風格，似乎在暗示著一種更直觀、更易於理解的敘述方式。我期待它能用一些精妙的插圖或者動畫效果來闡釋那些抽象的概念，比如伯努利原理在生活中的應用，或者湍流是如何形成的。如果它能像一個老朋友一樣，帶著我走進流體力學的世界，而不是用一堆晦澀的術語把我拒之門外，那它無疑就是一本值得珍藏的寶典。我希望作者在內容編排上能做到循序漸進，先從宏觀現象入手，再慢慢深入到微觀的物理機製，這樣即便是零基礎的讀者也能跟得上節奏，不會感到迷茫。這本書如果能做到這一點，那它就不僅僅是一本教材，更像是一扇通往科學之美的窗戶。

评分☆☆☆☆☆

我是在一個技術論壇上偶然看到有人提到這本書的，當時討論的主題是“如何將高深理論‘接地氣’”。有人誇贊它在視覺傳達上的突破，說它像是一部製作精良的科學紀錄片被濃縮進瞭書裏。我對此深感好奇，因為我個人對視覺化的學習方式情有獨鍾。我希望這本書能用大量的截麵圖、矢量場圖和顔色編碼來解釋壓力分布和速度梯度，而不是僅僅依賴文字描述。比如，在解釋雷諾數的重要性時，如果能用對比鮮明的圖像展示層流和湍流的差異，並且配上簡潔的注釋，那絕對是事半功倍。我尤其關注它在處理三維流動問題時的錶現，這通常是二維圖示最難突破的瓶頸。如果作者能巧妙地運用透視或者分層展示技術來模擬三維場，那就太令人佩服瞭。我希望它不僅僅是好看，更是能在美觀的同時，有效地提升學習效率。

评分☆☆☆☆☆

我本身從事的是氣象預報相關的工作，對大氣運動中的流體現象非常感興趣，但我發現很多流體力學著作都過於偏嚮於水力學或航空航天，對氣象學中的大尺度環流著墨不多。我希望能在這本書中看到一些關於天氣係統、氣鏇發展背後流體力學原理的探討。例如，科裏奧利力如何影響風場，或者復雜地形對氣流的擾動規律。如果這本書能提供一些跨學科的視角，將流體力學應用到更廣闊的自然現象中去，那對我的工作將有極大的啓發性。我期待的不是那種純粹的理論堆砌，而是能看到理論如何解釋我們日常所見的氣候現象。這種將基礎科學與實際觀測相結閤的視角，往往能讓知識點變得更加鮮活和有意義，也更能激發非專業讀者的探索欲望。

评分☆☆☆☆☆

非常不錯的流行力學科普書籍，有很多精美的插圖，一圖勝韆言，原理解釋清晰易懂。

评分☆☆☆☆☆

有圖纔能很好地理解流體力學，此領域第一，這書應該是最牛的一本

评分☆☆☆☆☆

有圖纔能很好地理解流體力學，此領域第一，這書應該是最牛的一本

评分☆☆☆☆☆

比《我所理解的流體力學》可讀性更強，裏麵很多內容和考試題很像。

评分☆☆☆☆☆

很好的科普