Principles and Models of Biological Transport pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Friedman, Morton H.

出品人:

页数:528

译者:

出版时间:2008-8

价格:$ 168.37

装帧:

isbn号码:9780387792392

丛书系列:

图书标签:

生物运输
生物物理学
膜运输
扩散
渗透
主动运输
分子生物学
细胞生物学
生理学
建模

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具体描述

Transport processes are ubiquitous in the living organism, underlying nerve conduction and muscle contraction, digestion, kidney function and the nourishment of every cell in the body. The mechanisms by which these processes take place, and the models that describe them, are the subject of "Principles and Models of Biological Transport, 2nd Edition". Beginning with the principles of thermodynamics and the organization of the cell, the text discusses each of the transport mechanisms found in the organism, their structure at the molecular level, their function and features, and their integration into tissues and organs. Courses based on the text will be of interest to students who wish to understand the fundamentals of biological transport and the models that describe it. It will provide readers with the knowledge necessary to interpret transport experiments in biological systems and to predict performance or behavior from transport data. Advanced undergraduates or graduate students in Biomedical Engineering or Physiology and Biophysics will find this book useful, as will other engineers (Mechanical, Chemical, Environmental) who have some familiarity with biology, or Biology students who prefer a more quantitative approach to the subject. The new edition includes numerous figures and references, and problems at the end of each chapter. It is supported by an open web site to facilitate its use in class. The web site allows faculty users to share syllabi based on the text and to post additional problems that can serve as illustrations or be given to students; all users are welcome to note corrections and suggest improvements in the text, and to add new material to the knowledge base. The web site is intended to support a 'community of the book' that can maintain its currency and value into the future.

好的，这是为您撰写的一份关于非生物运输原理与模型主题的图书简介，详细内容如下： --- 《流体力学与物质传递：工程与环境应用中的基础理论与数值模拟》本书内容导览本书全面深入地探讨了流体力学和物质传递在工程、环境科学及相关交叉领域中的核心原理、数学模型构建以及先进的数值模拟技术。本书旨在为从事化学工程、土木工程、环境科学、机械工程及应用物理学的研究人员、工程师和高年级本科生提供一个坚实而全面的理论框架和实践工具集。全书结构与核心主题：本书内容分为四大核心模块，层层递进，从基础的连续介质理论到复杂的非牛顿流体与多相流动的模拟： --- 第一部分：连续介质基础与不可压缩流动本部分首先确立了描述宏观物质运动的连续介质力学基础，为后续复杂的传递问题奠定基石。第一章：连续介质假设与基本守恒律深入剖析了牛顿力学在流体中的应用，详细阐述了质量守恒（连续性方程）、动量守恒（纳维-斯托克斯方程）和能量守恒（热力学第一定律在流体中的表达）的微分形式。重点讨论了柯西应力张量、流体静力学以及流场中的物质导数概念。第二章：层流与湍流的基础理论系统回顾了经典的层流流动，如泊肃叶流动和库埃特流动。随后，引入了湍流的统计描述，包括雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程的推导、湍流模型（如 $k-epsilon$ 和 $k-omega$ 模型）的物理基础和适用范围，以及雷诺应力的意义。第三章：边界层理论与对流传热聚焦于流体与固体边界相互作用的区域。详细讲解普朗特边界层方程，通过相似解法（如玻尔修斯解）处理平板上的速度边界层发展。随后过渡到热边界层，推导并应用了牛顿冷却定律，并引入了无量纲数（雷诺数、努塞尔数、普朗特数）在对流传热分析中的核心作用。 --- 第二部分：物质传递的分子与宏观机制本部分专门聚焦于描述物质在介质中重新分布的机制，涵盖扩散和对流两个主要方面。第四章：分子扩散与菲克定律从统计力学角度出发，解释了布朗运动与分子扩散的联系。详细推导和应用了菲克第一定律（稳态扩散）和菲克第二定律（非稳态扩散）。讨论了在不同几何形状和边界条件下的解析解，特别是无限厚度平板和球体中的瞬态扩散问题。第五章：对流物质传递的耦合阐述了物质传递如何与流体运动相结合。定义了质量传递的对流项，并重点研究了流体流动对物质混合和分散的增强作用。讨论了浓度边界层的概念及其与速度边界层的类比关系。第六章：溶质在多孔介质中的传输针对土壤、过滤床和岩石等工程结构，深入分析了有效扩散系数的确定、介孔与宏孔结构的差异对传输速率的影响。引入了非均匀介质中的传输模型，以及渗透性（达西定律）与扩散过程的耦合分析。 --- 第三部分：复杂流体与多相流动本部分将理论扩展至更贴近实际工程挑战的复杂流体系统，如粘弹性流体和含有多相物质的系统。第七章：非牛顿流体的本构方程系统分类并描述了剪切变稀、剪切增稠流体（幂律模型）、粘塑性流体（宾汉体）以及粘弹性流体（如Oldroyd-B模型）。重点分析了这些流体在简单剪切流动中的特殊现象，如应力过冲与回滞效应。第八章：多相流动的基本概念与相间作用引入了气-液、液-固、气-固等常见的多相流体系。阐述了相间动量、能量和质量传递的强耦合特性。详细讨论了气泡、液滴和颗粒在连续相中运动的阻力模型、沉降速率的确定，以及界面动力学的重要性。第九章：两相流动的宏观建模介绍主流的两相流模型，包括漂移流模型（Drift Flux Model）和两流体模型（Two-Fluid Model）。重点分析了气液两相流在管道中可能出现的流动结构，如泡状流、段塞流和环状流的判定准则。 --- 第四部分：数值方法与工程应用本部分聚焦于将上述理论模型转化为可计算的工具，并将其应用于实际工程问题。第十章：计算流体力学（CFD）基础详细介绍有限体积法（FVM）在求解离散化方程中的应用。重点讲解了压力-速度耦合算法（如SIMPLE、PISO算法）的迭代过程和收敛性要求。第十一章：网格生成与数值稳定性讨论了结构化和非结构化网格的生成技术及其对计算精度的影响。深入分析了数值色散（Advection/Dispersion）和数值耗散（Diffusion）问题，以及如何通过时间步长和空间离散格式的选择来确保计算的稳定性和物理合理性。第十二章：环境与工程中的应用案例通过具体的案例研究，展示如何运用本书所学的模型解决实际问题，包括：城市空气质量模拟中的污染物对流-扩散模型。地下水污染羽的迁移与修复过程的模拟。工业反应器中混合效率与传热性能的优化设计。复杂管道网络中的压力波动与能量损失分析。本书特色：本书不仅强调严谨的数学推导，更注重从物理机制上理解现象。每章后均附有若干精心设计的习题，涵盖解析解和需要利用CFD软件进行数值求解的案例，以期全面提升读者的理论分析能力和工程实践能力。 ---