前沿领域新材料 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:李全林 编

出品人:

页数:664

译者:

出版时间:2008-12

价格:110.00元

装帧:

isbn号码:9787564113995

丛书系列:

图书标签:

• 新材料
• 前沿技术
• 材料科学
• 纳米材料
• 生物材料
• 能源材料
• 复合材料
• 先进材料
• 功能材料
• 材料工程

图书简介：《宏观尺度下的流体动力学基础与应用》 内容提要： 本书全面深入地探讨了宏观尺度下流体动力学的基本原理、经典理论、先进模型及其在工程和自然科学中的广泛应用。全书以严谨的数学推导为基础，结合丰富的物理图像和工程实例，旨在为读者构建一个完整而系统的流体动力学知识体系。重点聚焦于不可压缩牛顿流体和可压缩流体的运动规律，覆盖了从粘性流体基础到复杂湍流现象的多个层面。 第一部分：流体力学的基本概念与控制方程 本部分奠定整个学科的理论基石。首先，详细介绍了流体的基本性质，包括密度、粘度、表面张力等，并区分了拉格朗日和欧拉描述方法。随后，严格推导出流体运动的四大基本守恒定律——质量守恒（连续性方程）、动量守恒（纳维-斯托克斯方程）、能量守恒以及角动量守恒。我们对纳维-斯托克斯方程的物理意义和数学特性进行了深入剖析，特别是对描述粘性效应的粘性项进行了细致的讨论。 此外，本部分还讨论了流体问题的分类，如定常与非定常、层流与湍流、等熵与非等熵流动等。针对特定简化情况，如欧拉方程（无粘流）、伯努利方程的推导及其适用范围，进行了详尽的阐述。本部分内容旨在确保读者对描述流体运动的核心数学工具具有扎实的理解。 第二部分：粘性流动的分析与经典解 本部分着重于求解在特定边界条件下的粘性流体流动问题。我们将层流分析作为核心，通过对洪流管流（如泊肃叶流动）和圆管内的稳定流动进行精确求解，展示了动量方程在线性化后的解析能力。 重点内容包括： 1. 边界层理论的建立： 详细介绍了普朗特边界层概念的提出背景、物理意义，以及如何通过边界层近似简化纳维-斯托克斯方程。边界层内的速度剖面、对数律和幂律的推导与验证，是理解流体阻力来源的关键。 2. 平板上的流动： 针对平板上的层流和湍流流动，利用布劳修斯（Blasius）相似解法求解了层流边界层，并引入了动量积分法来估算湍流边界层的分离点和摩擦阻力。 3. 流线、流函数与势流理论： 在无粘流动的假设下，详细阐述了速度势函数和流函数在二维流动分析中的应用，包括源、汇、偶极子和匀速来流的组合，以及库塔-儒可夫斯基定理在机翼升力计算中的地位。 第三部分：可压缩流体动力学 本部分转向研究流体速度接近或超过声速的流动现象。首先，引入了等熵流动的基本关系式，如马赫数、滞止状态变量（总温、总压）的定义和计算。 核心内容聚焦于： 1. 激波现象： 详细分析了一维正激波和斜激波的结构与特性。通过雷诺-希夫关系式（Riemman-Hugoniot relations）推导了正激波的跳跃条件，并分析了激波对流场参数的不可逆影响。 2. 膨胀波与拉伐尔喷管： 阐述了等熵膨胀波（如普朗特-迈耶（Prandtl-Meyer）膨胀角公式）在线性转弯中的应用。对拉伐尔喷管的流动特性，包括临界截面的达到和超声速流的形成机制，进行了细致的数学和物理分析。 3. 复杂可压缩流动： 探讨了高速气流中的附着激波、分离激波等复杂问题，并简要介绍了超音速翼型理论的基本概念。 第四部分：湍流流动理论与数值方法 湍流是流体力学中最复杂且最具挑战性的领域之一。本部分旨在介绍理解和模拟湍流的现代方法。 内容涵盖： 1. 湍流的基本特征与统计描述： 阐述了湍流的随机性、各向同性和涡旋性质。介绍了雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程的推导，并解释了雷诺应力的物理意义。 2. 湍流模型： 系统介绍了最常用的几种代数湍流模型，包括零方程模型（如经验公式）、一方程模型（如 Spalart-Allmaras 模型）和两方程模型（如 $k-epsilon$ 模型和 $k-omega$ 模型）的适用性、优缺点及封闭假设。 3. 计算流体力学（CFD）基础： 简要介绍了将连续的纳维-斯托克斯方程转化为离散代数方程的数值方法，包括有限差分法、有限体积法的基本思路，以及时间推进格式的选择对解的稳定性和精度的影响。 本书特点： 本书结构清晰，逻辑严谨，不仅包含对经典解析解的深入探讨，还紧密结合了现代工程应用的需求，对湍流建模和计算方法进行了必要的介绍。配有大量图示和习题，特别适合高等院校流体力学专业本科高年级学生、研究生，以及从事航空航天、机械工程、环境科学等领域的研究人员和工程师作为专业教材或参考书使用。通过本书的学习，读者将能够熟练运用流体动力学工具分析和解决复杂的宏观流动问题。

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我以一个略带挑剔的工程师的眼光来看待这本新书。我们行业最怕的就是‘纸上谈兵’，新材料的价值最终要体现在能否提高生产效率或降低维护成本上。令人惊喜的是，《前沿领域新材料》在介绍完基础物性后，立刻衔接到了工业化落地的挑战。书中有一段专门讨论了增材制造（3D打印）过程中，高熵合金粉末的烧结行为，提到了当前批量生产中球形度一致性的难题。这种直面痛点的勇气和细致入微的描述，让人感到作者是真正下过车间、做过实验的。这本书的语言风格非常“务实”，没有过多浮夸的辞藻，每一个技术点都建立在可靠的实验数据支撑之上。我特别喜欢作者在总结部分对‘尺度效应’的探讨，即材料属性在宏观、介观和微观层面上的差异如何影响最终器件的可靠性，这对于指导我们进行实际的失效分析至关重要。它不是一本‘读完就忘’的书，更像是一本可以时常翻阅，用于校准研发方向的工具书。

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从一个非材料专业背景的读者角度出发，这本书带给我的震撼在于其宏大的视野和严密的逻辑构建能力。它成功地搭建起了一座连接基础物理学与未来工程应用的桥梁。我以前对“拓扑绝缘体”这类概念感到遥不可及，但在书中，作者通过类比生活中的物理现象，如水流的单向性，帮助我迅速建立了对电子流受保护特性的初步认知。这种由浅入深的教学方法，极大地降低了理解门槛。更值得称赞的是，本书对‘跨学科融合’趋势的把握非常到位，例如，它详细描述了AI算法如何被用来加速新型催化剂的筛选过程，将信息科学与化学工程完美地融合在一起。这让我意识到，未来的‘前沿’必然是交叉领域的战场。书中的排版清晰，索引和术语表设计得非常人性化，即便是面对如此密集的专业信息，阅读过程也保持着高度的专注度，是一本非常值得推荐给所有对未来科技抱有好奇心的读者的佳作。

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这本《前沿领域新材料》的封面设计简约大气，初翻阅时，我便被其专业又不失深度的内容所吸引。它不像那种堆砌术语的教科书，反倒像一位经验丰富的行业前辈在娓娓道来，将那些高深莫测的纳米技术、生物基复合材料等概念，用通俗易懂的语言串联起来。我尤其欣赏作者在探讨新型能源存储材料时的那种严谨性，不仅仅罗列了当前的技术瓶颈，更深入分析了理论模型与实际应用之间的差距。书中对于石墨烯在柔性电子领域的最新突破描绘得淋漓尽致，那种对未来科技图景的描绘，让我这个长期关注科技动态的读者都感到心潮澎湃。特别是关于自修复高分子材料的章节，作者不仅梳理了化学键层面的机制，还配上了清晰的图示，使得原本抽象的化学反应过程变得可视化。全书的结构安排非常巧妙，从基础的材料科学原理出发，逐步深入到尖端应用，逻辑链条清晰可见，让人读起来有一种步步为营、豁然开朗的快感。对于想跨界了解新材料领域，却又怕被晦涩理论劝退的工程师或科研爱好者来说，这本书无疑是一座非常友好的桥梁。

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说实话，我之前对这类主题的书籍抱有不小的抵触情绪，总觉得它们不过是把近几年的顶级期刊论文内容剪贴拼凑在一起，缺乏连贯的叙事线索。但《前沿领域新材料》完全颠覆了我的看法。它的叙事风格非常具有“历史感”，它并非孤立地介绍某一种材料，而是将其置于整个材料科学发展的脉络之中进行审视。例如，在讲述超导材料从传统低温领域迈向室温可行性时，作者巧妙地穿插了当时物理学界对电子配对理论的争议与修正过程，使得冰冷的物理现象被赋予了人文色彩。阅读体验非常流畅，仿佛在跟一位博学的历史学家探讨科技的演进。特别是对轻量化结构材料在航空航天领域应用的那一章，它详尽阐述了复合材料制造工艺中的微裂纹控制技术，这种对‘制造’环节的深入剖析，远超我预期的‘前沿’介绍范畴，让我意识到真正的创新往往藏在工艺细节里。

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我是在一个偶然的机会下接触到这本书的，当时正为我正在进行的一个关于可持续建筑的课题寻找创新的材料解决方案。坦白说，我对“前沿”这个词通常抱持着一种审慎的态度，因为它往往意味着理论的空泛和实验的匮乏。然而，《前沿领域新材料》成功地打破了我的固有印象。书中对智能响应型材料在极端环境下的耐久性测试数据引用非常详实，这给予了我极大的信心。我记得有一段内容详细对比了不同陶瓷基体的抗热震性能，数据图表制作精良，对比直观，完全可以作为我们项目初期的文献参考。更让我眼前一亮的是，作者并未将重点放在已被广泛报道的“明星材料”上，而是花了不少篇幅讨论了一些新兴的、尚未完全商业化的低温合成技术。这种对‘未竟之业’的关注，显示出作者深厚的学术功底和对科研趋势的敏锐洞察力。阅读过程中，我时不时需要停下来，在脑海中构建复杂的晶格结构图，每一次构想的清晰化，都伴随着对材料科学理解的加深。

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主要是给江苏省看的，每节都是国内外情况，然后是江苏。

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