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施红辉，王超，董若凌 等 著

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• 流体力学
• 理工科
• 高等教育
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• 入门
• 物理学
• 工程
• 流体动力学
• 流体静力学
• 精品教材

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308115773

版次：1

商品编码：11321364

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-06-01

用纸：胶版纸

页数：158

字数：249000

正文语种：中文

内容简介

　　《流体力学入门/高等教育理工类精品教材》深入浅出地介绍了流体力学在各领域中的应用，为选修流体力学专业课做铺垫。《流体力学入门/高等教育理工类精品教材》第一章介绍流体力学的历史；第二章介绍生命科学及医疗技术中的流体科学；第三章介绍自然界与生物世界的流体科学；第四章介绍国防军事领域中的流体力学；第五章介绍体育运动中的流体力学；第六章介绍海洋工程、动力工程与环保中的流体力学。本书介绍的知识领域较广，有利于学生扩展知识面，提高学习兴趣。
　　《流体力学入门/高等教育理工类精品教材》可作为大学一年级学生的公选课教材以及机械、能源、环保、海洋工程、纺织工程、航空航天、工程力学、医学、生物学、体育等相关专业学生的入门教材，也适合教师和一般读者参考。高中三年级学生可在老师的辅导下阅读本书。

内页插图

目录

第1章 绪论及流体力学的历史
1.1 绪论
1.1.1 学习流体力学的必要性
1.1.2 学习流体力学所需的基础
1.2 艺术家眼里的流体力学
1.3 流体力学的研究历史与人物
1.3.1 古希腊人对流体力学的贡献
1.3.2 都江堰和古罗马引水渠
1.3.3 达·芬奇对湍流的描述
1.3.4 中国的火药发明和万户飞天
1.3.5 伽利略和牛顿
1.3.6 流体动力学的确立
1.3.7 波尔茨曼和爱因斯坦
1.3.8 雷诺的湍流实验
1.3.9 普朗特、冯卡门、钱学森
1.4 微纳米MEMS技术可能是解决流体力学难题的钥匙
1.5 技术进步促进流体力学发展
参考文献

第2章 生命科学与医疗技术中的流体科学
2.1 心血管疾病相关的流体科学
2.1.1 血液流变性
2.1.2 血液循环流动
2.1.3 心血管疾病与防治
2.2 人体损伤与防护中的流体科学
2.2.1 冲击波损伤
2.2.2 高压水枪损伤
2.2.3 油锅起火与飞溅灼伤
2.3 医疗技术中的流体科学
2.3.1 超声波治疗
2.3.2 体外冲击波碎石
2.3.3 注射治疗
2.3.4 水刀手术
2.4 与人体血压有关的一个故事
参考文献

第3章 自然界的流体科学
3.1 自然现象中的流体科学
3.1.1 海啸
3.1.2 风暴
3.1.3 结语
3.2 生物界的流体科学
3.2.1 飞行生物
3.2.2 游动生物
3.2.3 能够在水面上行走的生物
3.2.4 鸟类冲击入水捕鱼和射水鱼捕食
3.3 结语
参考文献

第4章 国防军事领域中的流体力学
4.1 航空航天飞行器的空气动力学
4.1.1 空气、声速和马赫数
4.1.2 飞机的空气动力学
4.2 舰船的推进与静音问题
4.2.1 螺旋桨推进原理
4.2.2 螺旋桨空化及空化噪声
4.2.3 潜艇综合噪声控制
4.3 武器发射、爆炸和冲击时的激波
4.4 水中兵器的水动力学问题
参考文献

第5章 体育运动中的流体力学
5.1 球类运动
5.1.1 足球中的任意球
5.1.2 排球中的飘球
5.1.3 麻脸的高尔夫球
5.2 标枪
5.3 自行车运动
5.4 游泳运动
5.5 水上项目——赛艇和皮划艇
5.6 结语
参考文献

第6章 海洋工程、动力工程与环保中的流体力学
6.1 海洋工程中的流体力学
6.1.1 洋流
6.1.2 海上平台
6.1.3 海洋工程结构的气蚀
6.2 动力工程中的流体力学
6.2.1 燃气轮机气膜冷却
6.2.2 动力系统测量技术中的流体力学问题
6.3 环保领域的流体力学
6.3.1 大气污染的控制
6.3.2 水污染的控制
参考文献

精彩书摘

　　当一滴水落入滚烫的油锅时，水滴被热油加热，迅速蒸发成高压蒸汽泡，气泡爆炸使油溅出锅外，这就是蒸汽爆炸现象。水滴入油锅后发出的“噼啪”声，就是由蒸汽爆炸发出的激波引起的。烹调者的手臂、面部以及身体其他部位裸露时，易被飞溅的油滴溅到造成皮肤灼伤。
　　2.3医疗技术中的流体科学
　　2.3.1超声波治疗
　　声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质质点在其平衡位置附近的往返运动形式。譬如，鼓面经敲击会上下振动，这种振动状态可通过空气介质向四面八方传播，这便是声波。超声波是指振动频率在20000Hz以上、超出人耳听觉阈值的机械振动传播形式。超声波的发生装置有机械型超声发生器、利用电磁感应与电磁作用原理制成的电动超声发生器，以及利用压电晶体的电致伸缩效应与铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。
　　超声波在介质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听见的声波没有本质区别，但超声波的高频率、短波长，使之具有一些奇异特性。
　　（1）传播特性：超声波的波长很短，比通常的障碍物尺寸小很多倍，因此衍射能力很差，在均匀介质中能定向直线传播；超声波的波长越短，该特性就越显著。
　　（2）劝率特性：声波功率是声波推动传播介质中的微粒往复振动时单位时间内对微粒所做的功，相同强度下，声波频率越高，具有的功率就越大，因此与一般声波相比，超声波的功率是非常大的。
　　（3）空化作用：超声波在液体介质中传播时，存在正、负周期性交替变化的压力，在正压相位时，超声波挤压介质分子，使介质密度增大；在负压相位时，超声波稀疏介质分子，使介质密度减小。当超声波压力幅值足够大时，可使液体介质分子的平均距离超过保持液态的临界分子距离，从而形成微小的气化泡。这些微小气泡的迅速胀大和闭合，会使液体颗粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生可达GPa级别的局部高压。颗粒间剧烈的相互作用，还会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，可使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
　　超声波治疗仪的治病机理主要包括如下三个方面。①机械效应：超声波在介质中传播遇到组织细胞时被微弱反射，引起细胞内物质运动，使细胞震荡、旋转、摩擦以及细胞质流动，产生细胞“内按摩”的作用，可以改变细胞膜的通透性，刺激细胞半透膜的弥散过程，使细胞内部结构发生变化，从而导致细胞的功能发生改变，使坚硬的结缔组织延伸、松软，因此能促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环、改善细胞缺血缺氧状态、改善组织营养、改变蛋白合成率、提高再生机能等。
　　……

前言/序言

好的，这是一份针对您提供的书名“流体力学入门/高等教育理工类精品教材”的不包含该书内容的、详尽的图书简介，旨在介绍其他领域或不同深度的相关主题。 --- 图书简介：《高级结构动力学与抗震设计原理》 导论：超越静态平衡的挑战 在现代土木工程和机械工程领域，结构所面临的威胁已远超静荷载的范畴。风致振动、地震作用、冲击载荷，乃至高速列车通过引起的地面振动，都要求工程师具备深入理解结构在动态载荷下响应的能力。本书《高级结构动力学与抗震设计原理》正是为满足这一需求而编写的，它旨在为研究生和高年级本科生提供一个从基础理论到尖端应用的全景式知识体系，尤其侧重于复杂非线性系统和先进减隔震技术的深入剖析。 本书并非对基础材料力学或普通结构力学的简单重复，而是建立在对经典梁、板、壳理论、傅里叶分析及复变函数有扎实掌握的基础上，直接切入复杂动力学问题的求解与控制。 第一部分：基础理论的深化与拓展 (Foundational Deep Dive) 本部分将重新审视并深化经典的一自由度与多自由度系统模型，着重于其在实际工程中的局限性与修正。 1. 连续介质的动力响应： 我们将从拉格朗日和欧拉描述出发，推导欧拉梁方程、梁-欧拉方程的有限元形式，并引入几何非线性效应（如大变形理论中的刚度退化）。特别地，本章详述旋转梁理论（如Timoshenko梁理论）在处理短粗构件动力特性时的优势，以及如何通过变分原理（Hamilton's Principle）严格导出场方程。 2. 模态分析与模态解耦： 重点不再仅仅是求特征值和特征向量，而是深入探讨非正交系统的动力学处理，例如阻尼比非比例阻尼系统。引入复模态的概念，并详细介绍子空间迭代法和Lanczos算法在提取大型稀疏矩阵特征值时的数值稳定性与效率。 3. 阻尼理论的精细化： 经典粘性阻尼（Rayleigh阻尼）在描述材料内在耗能机制上的不足将被充分讨论。本章将聚焦于材料阻尼（Internal Damping）的粘弹性本构模型（如Kelvin-Voigt和Maxwell模型在时域和频域的转化），以及结构阻尼（Structural Damping），如摩擦阻尼和滞回阻尼的数学表达。 第二部分：随机振动与地震工程 (Stochastic Dynamics and Seismic Engineering) 现代工程环境的载荷本质上是随机的。本部分将理论动力学工具应用于不确定性环境下的结构评估。 4. 随机过程理论在振动中的应用： 随机载荷（如风或地震）的描述从平稳过程（Stationary Process）拓展到非平稳过程（Non-Stationary Process）。重点讲解功率谱密度（PSD）的构建、卡尔曼滤波（Kalman Filtering）在实时系统辨识与状态估计中的应用，以及蒙特卡洛模拟在高维不确定性传播中的优化策略。 5. 地震工程基础与场地效应： 深入分析地震波的生成、传播特性（如体波与面波），以及土-结构相互作用（SSI）的建模。SSI的分析将超越经典的土体质量-弹簧-阻尼简化模型，转而采用半解析模型（如无限元法）和直接积分法来精确模拟基岩激励下的复杂耦合行为。 6. 非线性抗震响应分析： 结构在强震作用下必然进入非线性阶段。本章详细阐述增量平衡法、Newmark-$eta$法等时程分析算法的收敛性与步长选择。重点放在性能化抗震设计（Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE）的框架下，如何通过推覆分析（Pushover Analysis）确定结构的延性储备和破坏模式。 第三部分：主动控制与隔减震技术 (Advanced Mitigation Strategies) 本部分是本书的创新和应用核心，专注于如何通过主动与被动技术来调控结构的动力响应。 7. 粘滞流体动力学基础（面向阻尼器设计）： 虽然不涉及流体力学教材的全部内容，但本章会针对性地引入高剪切速率下非牛顿流体（如磁流变液或特种硅油）的本构关系，并推导粘滞阻尼器的等效粘滞系数与速度依赖性，为实际阻尼器的参数选择提供理论支撑。 8. 隔震技术的高级分析： 隔震技术从早期的铅芯橡胶支座（LRB）发展到高阻尼橡胶支座（HDRB）和摩擦摆支座（FPS）。分析重点在于如何建立支座的等效线性模型（如Pushover-Equivalent Linearization），以及在不同输入强度下（如小震、中震、大震）其等效刚度和阻尼比的变化规律。 9. 智能与主动控制系统： 这是对经典被动控制的超越。本章将介绍调谐质量阻尼器（TMD）、调谐液体阻尼器（TLD）的优化设计方法（如固定点理论）。更进一步，深入讲解主动质量阻尼器（AMD）和半主动控制系统的理论基础。核心是最优控制理论（LQR/LQG）在线性系统中的应用，以及模糊逻辑控制在处理非线性系统中的鲁棒性。 结论：面向未来的工程挑战 《高级结构动力学与抗震设计原理》的最终目标是培养工程师应对“不可预测的载荷”和“极端事件”的能力。本书通过严谨的数学推导、丰富的工程案例和前沿的数值模拟方法，确保读者不仅能“计算”结构响应，更能“设计”出具有内在韧性（Resilience）的工程系统。掌握这些知识，是成为能够驾驭超高层、大跨结构和关键基础设施设计专家的必由之路。

评分☆☆☆☆☆

这本书拿到手，首先就被它扎实的理论基础和清晰的逻辑结构所吸引。对于初学者来说，很多流体力学的概念一开始都显得有些抽象和难以捉摸，比如边界层理论、纳维-斯托克斯方程的推导过程等等。然而，作者在这本书里将这些复杂的概念分解得非常细致，配合大量直观的图示和生动的例子，让原本枯燥的数学公式变得“可感”了许多。我尤其欣赏它在介绍基本原理时所采用的循序渐进的方式，从流体静力学到流体动力学，每一步的过渡都处理得非常自然，不会让人感到知识的断裂。对于我这种需要从零开始建立完整知识体系的读者来说，这种结构简直是量身定做。它不只是简单地罗列公式和定理，更重要的是阐述了这些理论背后的物理意义和适用范围，这一点对于后续的学习和工程实践至关重要。光是关于雷诺数的讨论，作者就用了好几页篇幅，从不同角度剖析了层流和湍流的本质区别，这远比我之前看过的几本参考书要深刻得多。可以说，这本书为我打下了一个极其稳固的“地基”。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我购买这本教材之前，是抱着一种“碰运气”的心态，因为市面上流体力学的书实在太多了，很容易买到内容陈旧或观点有偏差的版本。但这本书的内容显然经过了非常细致的打磨和更新。它不仅涵盖了经典的欧拉方程、雷诺输运定理等核心内容，还对近些年流体力学在计算和实验方法上的进展有所提及，虽然篇幅不重，但足以让读者了解到这个领域的前沿动向。我特别留意了关于湍流模型的部分，它的介绍既没有过度简化到失去意义，也没有陷入到只有专业研究者才能理解的复杂数学泥潭。作者似乎深谙“高等教育”的定位，既要保证学术的严谨性，又必须兼顾理工科学生未来职业发展的需求。对于正在准备考研或者计划从事相关设计工作的同学来说，这本书提供的知识广度和深度，绝对是物超所值的基础投资。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊喜的是它的“工具书”属性。很多教材读完一遍后就束之高阁，但这本书我经常会把它放在手边，遇到工程问题时，会习惯性地翻阅其中关于特定流态的参数表格或者简化假设的讨论。作者在描述不同流体特性（如粘性、压缩性）对流动行为影响时，给出的归纳总结非常精炼，这对于快速回顾和现场决策很有帮助。它不仅仅是一本“学习指南”，更像是一本“工作手册”。我尤其欣赏它对无量纲化的强调，书中反复指出，只有理解了无量纲数的物理意义，才能真正掌握流体力学问题的本质，这是一种非常高级的教学智慧。它教会的不是如何套用公式，而是如何构建物理模型，这种思维框架的培养，远比死记硬背知识点来得珍贵，也使得这本书的价值可以持续多年，而不只是在考试周有效。

评分☆☆☆☆☆

翻阅这本书的过程中，我最大的感受是它在理论深度和实用性之间找到了一个近乎完美的平衡点。很多教材要么过于偏重数学推导，让人感觉像是在啃一本高深的数学著作，要么就流于表面，只讲些皮毛的工程应用，缺乏对根本原理的深究。而这本教材，巧妙地规避了这两个极端。它的数学推导严谨但不晦涩，每一步的逻辑链条都清晰可见，偶尔出现的复杂积分或张量分析，作者也会给出必要的背景知识补充，确保非数学专业的读者也能跟上节奏。更难能可贵的是，它大量引用了实际工程中的案例来印证理论的有效性，比如水坝的压力分布、管道中的摩擦损失计算等等。这使得学习过程不再是孤立的知识点堆砌，而是一个将理论应用于解决实际问题的完整训练过程。我甚至发现自己开始习惯性地去思考：“这个公式在现实中意味着什么？”这种思维方式的转变，对我目前参与的几个小型项目而言，提供了极大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计，也体现了出版方对读者的尊重。在阅读过程中，我很少出现因为字体太小、图表模糊或者公式排版混乱而不得不停下来反复辨认的情况。特别是那些关键的力学模型和流场可视化图，它们的清晰度和准确性非常高，很多示意图甚至让我对原本模糊的概念豁然开朗。比如关于流线、迹线和轨线在特定情况下的关系，书中用动态图的形式展现（虽然是静态印刷品，但其设计感让人能联想到动态过程），这比单纯的文字描述有效率高出百倍。此外，每章末尾的习题设置也颇具匠心，它们的设计梯度非常合理，从基础概念的检验到复杂系统的综合分析，逐步递进，非常适合自我检测和巩固知识。我个人更喜欢它在难题后面的“思考与探索”部分，那里往往提供了一些延伸阅读的方向和更前沿的研究思路，极大地激发了我深入探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

买了很多本，没什么问题

评分☆☆☆☆☆

很好

评分☆☆☆☆☆

买了很多本，没什么问题

评分☆☆☆☆☆

入门教材不错，学习中。

评分☆☆☆☆☆

买了很多本，没什么问题

评分☆☆☆☆☆

一如既往！！！！！！

评分☆☆☆☆☆

本书内容较杂，这能算是科普读物。

评分☆☆☆☆☆

买了很多本，没什么问题

评分☆☆☆☆☆

本书内容较杂，这能算是科普读物。