具体描述
《粘性流体力学(高等学校教材)》从流体力学的基本方程出发，对粘性流体力学的基本理论进行了系统的讲述，对粘性流体运动的几类精确解问题进行了深入的分析和讨论，对流动稳定性和湍流的统计理论进行了系统的介绍。《粘性流体力学(高等学校教材)》的第1章和第2章首先对粘性流体的基本概念和方程进行了简明扼要的总结和归纳；第3章精心挑选粘性流体力学中有代表性的解析解的例子进行了详细讲解；第4章和第5章分别介绍了小雷诺数流动的蠕流问题和大雷诺数情况下的层流边界层，以帮助读者建立粘性流动的物理概念和认识粘性流动的基本规律；第6章对流动稳定性理论进行了介绍；第7章到第9章是对湍流基本方程、统计理论和切变湍流的介绍，为读者进一步认识和解决湍流问题提供必要的基础知识。
《粘性流体力学(高等学校教材)》可作为力学、热能工程和工程热物理专业本科生教材，也可作为水利、气象、海洋、石油、化工、船舶、航空航天等非力学的工科专业研究生教学用书，并可供相关专业教师、科研人员和工程技术人员参考。
作者简介
目录信息
第1节 流体的粘性
1.1.1 粘性流体和理想流体
1.1.2 粘度
1.1.3 流体粘性的微观机理
第2节 流体运动的描述
1.2.1 迹线、脉线、流线和时间线
1.2.2 Helmholtz微元速度分解定理
1.2.3 应变率张量
1.2.4 涡量
第3节 作用在流体上的力
1.3.1 质量力
1.3.2 表面力
1.3.3 应力张量
1.3.4 表面张力
第4节 牛顿流体的本构关系
第5节 相关的场论及张量分析知识
1.5.1 自由标、哑标和求和公约
1.5.2 Kronecker符号和置换符号
1.5.3 Nabla算子
1.5.4 张量的代数运算
1.5.5 广义高斯公式
第2章 粘性流体运动的基本方程
第1节 连续方程
第2节 动量方程
2.2.1 动量方程的一般形式
2.2.2 Navier-Stokes方程
第3节 流体的动量矩方程
第4节 流体的能量方程
第5节 流体力学方程组及其在常用坐标系中的表达式
2.5.1 流体力学方程组
2.5.2 在直角坐标系中的表达式
2.5.3 在柱坐标系中的表达式
2.5.4 在球坐标系中的表达式
第6节 非惯性系中的动量方程
第7节 流体力学方程组的定解条件
2.7.1 固壁边界条件
2.7.2 液体-流体界面的边界条件
第3章 粘性流体运动方程的精确解
第1节 平行平板间的定常剪切流
第2节 同轴圆筒间的定常流
3.2.1 同轴旋转圆筒间的Couette流
3.2.2 同轴圆筒间的轴向流
第3节 充分发展了的管流
3.3.1 圆管中的Poiseuille流
3.3.2 矩形截面管中的Poiseuille流
3.3.3 椭圆截面管中的Poiseuille流
第4节 非定常平行剪切流
3.4.1 平板突然起动
3.4.2 平板振荡流
3.4.3 圆管内Poiseuille流的起动过程
3.4.4 圆管振荡流
第5节 气泡的径向运动
第6节 非线性问题
3.6.1 楔形槽道内的平面径向流
3.6.2 轴对称驻点流
3.6.3 旋盘流
第7节 附录：量纲理论基础
3.7.1 量纲
3.7.2 量纲齐次性原理及应用
3.7.3 π定理
3.7.4 几个重要的相似参数
第4章 极低雷诺数的流动
第1节 小球的极慢运动
4.1.1 控制方程
4.1.2 速度分布
4.1.3 阻力公式
第2节 二维扩散槽内的径向流
第3节 楔形狭缝内的Couette流
第4节 偏心圆筒间狭缝内的流动
第5节 圆盘间的挤压流
第6节 Oseen近似
第7节 狭缝流的平均惯性法
第8节 雷诺数不很小的圆球定常绕流
4.8.1 流函数方程
4.8.2 流函数的Galerkin解
4.8.3 表面分离点的位置和驻涡的长度
第5章 不可压缩层流边界层
第1节 边界层的基本特征
第2节 边界层方程和边界层厚度
5.2.1 二维边界层方程
5.2.2 边界层厚度
第3节 平板边界层
5.3.1 Blasius方程
5.3.2 Blasius方程的求解
第4节 边界层的相似性解
5.4.1 Falkner-Skan方程
5.4.2 二维收缩槽内的相似性解
5.4.3 平面自由射流
第5节 边界层的积分关系及应用
5.5.1 卡门动量积分关系
5.5.2 平板边界层的近似解
5.5.3 吸气平板边界层
5.5.4 沿曲面边界层的近似解
第6节 非定常层流边界层
5.6.1 在静止流体中物体突然起动
5.6.2 小幅高频振荡物体外的边界层
第6章 湍流的产生和流动稳定性理论
第1节 湍流的产生
6.1.1 雷诺圆管流动显示实验
6.1.2 流动稳定性和转捩
6.1.3 流动不稳定性的机理和典型的流动稳定性问题
第2节 流动稳定性问题的建立
6.2.1 流动稳定性问题中流动的数学定义
6.2.2 流动稳定性的定义和临界雷诺数
6.2.3 扰动方程
第3节 定常平面平行流的线性稳定性理论
6.3.1 定常平面平行流
6.3.2 定常平面平行流线性扰动方程
6.3.3 Orr-Sommerfeld方程及其本征值问题
6.3.4 Squire变换和Squire定理
6.3.5 O-S方程的无粘近似——Rayleigh方程及Rayleigh定理
6.3.6 典型流动线性稳定性结果
第4节 流动的非线性稳定性理论
6.4.1 I,andau方程
6.4.2 能量稳定性理论
第5节 二维平板层流边界层的稳定性和转捩
第7章 湍流运动的基本方程及其封闭模式
第1节 湍流运动的不规则性
第2节 湍流的统计方法
7.2.1 时间平均法
7.2.2 空间平均法
7.2.3 系综平均法
7.2.4 各态遍历假设
7.2.5 平均值和脉动值的运算法则
第3节 平均运动方程和脉动运动方程
7.3.1 雷诺方程
7.3.2 脉动方程
第4节 雷诺应力和雷诺应力输运方程
7.4.1 雷诺应力的物理意义
7.4.2 雷诺应力和湍动能的输运方程
7.4.3 雷诺应力和湍动能的输运过程
第5节 湍流统计方程的封闭模式
7.5.1 涡粘模式
7.5.2 雷诺应力模式
第8章 均匀各向同性湍流和湍流统计理论
第1节 相关函数和Fourier谱分析
8.1.1 相关函数
8.1.2 湍流脉动的谱
第2节 均匀湍流场常用的相关函数和谱张量
8.2.1 均匀湍流中常用的相关函数和谱张量
8.2.2 均匀湍流场二阶速度相关及其谱张量的性质
第3节 均匀各向同性湍流场的相关函数和谱张量
8.3.1 均匀各向同性湍流
8.3.2 均匀各向同性湍流的相关函数
8.3.3 不可压缩均匀各向同性湍流的相关函数及性质
第4节 不可压缩均匀各向同性湍流的动力学方程
8.4.1 不可压缩均匀湍流的基本方程
8.4.2 不可压缩均匀湍流两点二阶速度相关函数的动力学方程
8.4.3 不可压缩各向同性湍流的Karman-Howanh方程
8.4.4 湍动能的耗散方程和Taylor微尺度
第5节 不可压缩均匀各向同性湍流中的湍动能传输链
8.5.1 不可压缩各向同性湍流中湍动能的传输方程
8.5.2 不可压缩各向同性湍流中湍动能的传输链
8.5.3 各向同性湍流中的特征尺度
第6节 局部各向同性湍流及其性质
8.6.1 Kolmogomv的局部各向同性假定和能谱的-5/3幂次律
8.6.2 结构函数
8.6.3 Kolmogomv局部各向同性湍流的标度律
8.6.4 各向同性湍流结构函数的动力学方程
第9章 切变湍流统计特性和湍流相干结构
第1节 槽道湍流的统计特性
9.1.1 流动的描述
9.1.2 平均运动方程
9.1.3 近壁区特征尺度及分层模型
9.1.4 平均速度分布
9.1.5 摩擦因数和雷诺数
9.1.6 雷诺应力
第2节 湍流边界层
9.2.1 流动的描述
9.2.2 薄剪切层近似的平均运动方程
9.2.3 平均速度分布
9.2.4 雷诺应力
第3节 自由切变湍流的统计特性
9.3.1 流动的描述
9.3.2 自由切变湍流的自相似性
第4节 切变湍流的相干结构
9.4.1 壁湍流中的相干结构
9.4.2 自由切变湍流的相干结构
第5节 湍流的控制
9.5.1 雷诺应力与湍流壁面摩擦阻力的关系
9.5.2 壁湍流减阻的被动控制
9.5.3 壁湍流减阻的主动控制
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本书的排版和细节处理简直是艺术品级别的，这在学术书籍中是相当少见的。纸张的质感很好，即使用荧光笔做了大量标记，书页也不会显得过于沉重或反光。更重要的是，书中的数学符号和公式的呈现方式，清晰度极高，那些上下标、希腊字母和张量符号都排布得井井有条，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。我曾经因为某些教材的公式排版混乱而放弃了好几页的推导，但这本则完全没有这个问题。此外，书后附带的“概念自测”环节非常实用，它不是简单地重复课后习题，而是设置了一些需要结合多个章节知识点才能解答的综合性思考题，非常考验对整体框架的把握能力。整体而言，从阅读体验到知识结构，这本书都体现出出版方和作者对读者的极致尊重。
对于一个已经有一定基础的工程师来说，我更看重的是书中的“深度挖掘”和“现代应用”。这本书在这一点上做得尤为出色。它并没有止步于经典的达西定律或伯努利原理，而是花了大量篇幅去探讨高阶的非牛顿流体行为，以及在微纳尺度下流体力学所面临的新挑战，比如在生物医学工程中的应用。作者的学术视野非常开阔，引用了大量近十年的前沿研究成果，这让这本书不仅是一本教材，更像是一本高质量的综述性著作。我特别欣赏作者在讨论数值模拟方法时的审慎态度——他没有盲目推崇某一种算法，而是清晰地指出了每种方法的适用范围、计算成本和潜在的误差来源。这为我后续进行实际建模工作提供了非常宝贵的指导方针。这本书的价值在于，它不仅告诉你“是什么”，更告诉你“为什么是这样”以及“如何应对新的复杂情况”。
坦率地说，我一开始对这类主题的书是抱有疑虑的，因为市面上充斥着太多内容空洞、堆砌名词的“快餐式”读物。然而，这本书完全颠覆了我的预期。它最迷人的地方在于其隐含的“哲学思辨”。作者似乎在引导我们思考“什么是流动？”——它不仅是能量和物质的传递，更是一种内在的、自组织的复杂系统行为。在探讨湍流的随机性时，他巧妙地引入了信息论和混沌理论的概念，这种跨学科的融合极大地拓宽了我的知识边界。阅读过程中，我常常需要停下来，合上书本，在脑海中进行长时间的冥想和重构，才能完全消化其中关于“守恒”与“耗散”之间微妙平衡的论述。这本书不是那种读完就能立刻去做题的书，它需要你投入时间去“品味”，去让知识渗透进你的思维底层。对于那些追求学术深度和思维升华的读者，这本书带来的收获将是深远且持久的。
我不得不说，这本关于流体力学的书在结构组织上做出了非常大胆且成功的尝试。它没有遵循传统的“从简单到复杂”的线性叙事，而是选择了一种更像是“问题驱动”的模式。每一章都围绕一个核心的实际工程或自然现象展开，然后层层深入地剖析背后的物理机制。例如，在讨论湍流时，作者没有直接跳到纳维-斯托克斯方程的复杂解，而是先探讨了水坝泄洪口和烟囱排烟的实际观测结果，引导我们去思考“为什么会产生这种不规则性”。这种叙事节奏非常抓人，让你总想知道“然后呢？”。更值得称赞的是，书中的插图质量极高，很多都是精心绘制的示意图，它们完美地补充了文字的不足，使得那些抽象的场量和矢量变化变得触手可及。读完这一部分，我感觉自己不仅仅是记住了公式，而是真的在脑海里“模拟”了一遍流体的运动过程。这是我读过的众多理工科书籍中，最少让人感到枯燥乏味的一本。
这本书实在是太对我的胃口了！我一直对基础物理的理解比较薄弱，很多公式推导对我来说就像天书一样。但这本书的叙述方式简直是革命性的。作者没有一上来就抛出一大堆复杂的数学符号，而是用非常直观的生活实例来引出概念。比如，讲解黏滞性时，他会详细描述蜂蜜和水的流动差异，那种深入骨髓的物理直觉是教科书里绝对学不到的。而且，他对流体运动的描述，不是冷冰冰的数学模型，而是充满了动态的美感。读起来就像在看一部精彩的纪录片，每一个细节、每一个涡旋的形成都有一个清晰的因果链条。特别是关于边界层理论的部分，我感觉自己终于理解了为什么飞机机翼的设计如此重要，那种从宏观到微观的切换非常流畅自然。这本书真正做到了将深奥的理论“翻译”成我们可以理解的语言，大大增强了我对这门学科的信心和兴趣。对于所有想要真正掌握流体力学精髓而非仅仅应付考试的人来说，这是一本不可多得的宝藏。
甚为简略……
甚为简略……
甚为简略……
后半部分湍流写的清晰易懂，可作为入门书籍。
后半部分湍流写的清晰易懂，可作为入门书籍。
