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侯国祥 等 著

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• 流体力学
• 工程
• 物理
• 数学
• 机械
• 水力学
• 气力学
• 传热
• 计算流体力学
• 流体动力学

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111192831

版次：1

商品编码：10299506

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育规划教材

开本：16开

出版时间：2006-07-01

用纸：胶版纸

页数：210

编辑推荐

《工程流体力学》内容包括流体的物理性质流体静力学、流体力的基本方程、管流和边界层概述、孔口出流与缝隙流动、相似理论和量纲分析、可压缩气体的一元流动、不可压缩势流等。可作为高等院校大机械类专业的教材，也可供相关技术人员参考。

内容简介

《工程流体力学》是针对大机械类专业对“工程流体力学”课程的教学要求而编写的，因此在内容的选择上注重以大机械类各专业学习所必备的共性知识点主。全书计7章，包括流体的物理性质流体静力学、流体力的基本方程、管流和边界层概述、孔口出流与缝隙流动、相似理论和量纲分析、可压缩气体的一元流动、不可压缩势流等。为便于组织教学和学生复习，书中每章配有小结和习题，书末配有习题答案。

目录

前言
第1章 流体的物理性质及流体静力学
1.1 流体定义及连续介质假定
1.2 流体的密度和粘性
1.3 流体的其他性质
1.4 作用在流体上的力
1.5 流体静压特性及静止流体的压力分布
1.6 静止流体作用壁面上的力
1.7 小结
习题
第2章 流体力学的基本方程
2.1 描述流体运动的两种方法
2.2 流体运动中的基本概念
2.3 连续性方程
2.4 运动微分方程
2.5 伯努利方程
2.6 动量积分方程和动量矩积分方程及其应用
2.7 小结
习题
第3章 管流和边界层概述
3.1 粘性流体运动的两种流态
3.2 管流水头损失
3.3 圆管中的层流运动
3.4 圆管中的湍流流动
3.5 局部阻力系数的确定
3.6 管流水力计算
3.7 管路中的水击现象
3.8 边界层概述
3.9 小结
习题
第4章 孔口出流与缝隙流动
4.1 孔口出流的分类
4.2 薄壁孔口的定常自由出流
4.3 厚壁孔口的定常自由出流
4.4 各种孔口出流性能的比较
4.5 平行平板之间的缝隙流动
4.6 圆环间隙的缝隙流动
4.7 平行圆板间的径向层流流动
4.8 倾斜平板之间的缝隙流动
4.9 小结
习题
第5章 相似理论和量纲分析
5.1 相似理论
5.2 量纲分析
5.3 小结
习题
第6章 可压缩气体的一元流动
6.1 声速和马赫数
6.2 可压缩气体一元流动的基本方程式
6.3 一元气流的基本特性
6.4 气体在变截面管（喷管）中的流动
6.5 在等截面管中有摩擦的绝热流动
6.6 小结
习题
第7章 不可压缩势流
7.1 有旋流动和无旋流动
7.2 速度势和流函数
7.3 复势与复速度
7.4 几种基本的平面势流及叠加
7.5 圆柱体绕流
7.6 小结
习题答案
参考文献

前言/序言

《现代控制理论基础：从经典到智能的跨越》 --- 内容简介 本书旨在全面而深入地探讨现代控制理论的核心概念、基本原理及其在工程实践中的广泛应用。它不仅涵盖了经典控制理论的坚实基础，更聚焦于现代控制理论的最新发展，特别是引入了先进的智能控制和自适应控制思想，力求为读者构建一个系统、前沿且具有高度实践指导意义的知识体系。本书面向控制工程、自动化、航空航天、机器人学、电力系统等领域的专业学生、研究人员和工程师。 第一部分：经典控制的再审视与基础巩固 本部分着重于回顾和深化读者对经典控制理论的理解，为后续现代控制理论的学习打下坚实的基础。我们摒弃了简单重复的教科书式介绍，而是从系统动力学和信号处理的视角，重新审视经典方法的有效性和局限性。 1. 系统建模与时域分析： 详细阐述了线性、时不变（LTI）系统的数学描述，包括微分方程组、状态空间表示的引入。重点分析了系统的瞬态响应、稳态误差，并引入了更精细的阶跃响应分析指标，如超调量、调节时间的高级解读。对于非线性系统的初步探讨，着重于描述函数法和相平面法的应用边界。 2. 传递函数与频率响应分析： 深入剖析了传递函数在LTI系统分析中的核心作用，强调其在系统结构辨识中的价值。频率响应分析部分，不仅包含波德图、奈奎斯特图的绘制与判据，还特别引入了“谐振峰值”（$M_p$）和“带宽”对系统性能的综合影响分析，强调频率特性与时域性能之间的深层关联。 3. 经典控制器的设计与优化： 详细讨论了PID控制器的设计，超越传统的根轨迹法，引入了基于最优二次型性能指标（LQR的思想雏形）的PID参数整定思路，使读者认识到PID调参背后的优化原理。对超前滞后补偿器的设计，强调了其对系统相频特性的精确塑形能力。 第二部分：现代控制理论的核心——状态空间方法 状态空间方法是现代控制理论的基石。本部分将系统地、严谨地介绍如何使用状态变量来描述和分析复杂的动态系统。 1. 状态空间方程的建立与变换： 详述了如何从物理模型（如电路、机械臂、多体系统）直接导出状态空间方程。重点讲解了相似变换（如约旦标准型、模态坐标变换）如何揭示系统的内在结构特性，并讨论了变换矩阵的选择对控制器设计计算复杂度的影响。 2. 系统能控性与可观测性： 这是现代控制理论的两个核心概念。本书用更直观的线性代数语言阐释了能控性和可观测性的判据。对于不可控或不可观测系统，详细分析了其对系统建模和控制器设计的限制，并引入了分解定理，指导读者如何分离系统的可控子空间和不可控子空间。 3. 极点配置与状态反馈： 深入讲解了利用满状态反馈实现期望的系统极点配置（Pole Placement）。重点分析了Ackermann公式的推导及其在数值计算中的稳定性考量。讨论了当系统模型不精确或存在外部扰动时，纯粹的极点配置可能带来的“敏感性”问题。 4. 状态观测器的设计： 针对无法直接测量所有状态变量的实际情况，本书详细介绍了Luenberger观测器（全阶和降阶）的设计原理。重点讨论了观测器增益的选择标准，并引入了“对偶性”原理，将观测器的设计与极点配置联系起来，确保闭环系统的稳定性和动态性能。 第三部分：最优控制与鲁棒性设计 本部分将控制理论提升到性能优化的层次，并开始考虑实际系统中的不确定性。 1. 变分法与最优控制基础： 引入了泛函、变分和欧拉-拉格朗日方程，为求解最优控制问题奠定数学基础。详细阐述了性能指标泛函的构建，如最小时间问题、最小燃料问题等。 2. 线性二次型调节器（LQR）： 作为最优控制中最实用的工具，LQR的推导过程被详尽阐述，特别是代数黎卡提方程（ARE）的求解及其与系统的稳定性的关系。本书还对比了LQR设计与极点配置在“权衡系统性能和控制能量”方面的区别。 3. 鲁棒控制的初步探索： 介绍了如何处理模型不确定性（如参数摄动、未建模动态）。重点介绍$mathcal{H}_infty$范数在衡量系统对外部干扰敏感度中的应用，并简要介绍了$D-K$迭代等现代鲁棒控制器设计方法的思想框架。 第四部分：前沿与智能控制的桥梁 本部分聚焦于现代控制理论向更高级、更适应复杂环境的智能控制方向的拓展。 1. 自适应控制的基本思想： 阐述了自适应控制的核心思想——“在线辨识与参数调整”。详细分析了间接自适应控制和直接自适应控制的结构差异。重点讨论了基于模型的参考自适应控制（MRAC）的稳定性分析，特别是李雅普诺夫稳定性理论在保证自适应过程收敛性中的关键作用。 2. 模糊逻辑控制（FLC）： 将模糊集合论应用于控制领域。本书详细解析了模糊化的过程（隶属度函数的设计）、模糊推理机的工作原理（Mamdani和Sugeno模型对比）以及解模糊技术。强调了FLC在处理具有强非线性和难以精确建模的系统时的独特优势。 3. 神经网络在控制中的应用： 介绍了反向传播（BP）网络作为非线性函数逼近器在自适应控制和辨识中的应用。重点讨论了在线学习与网络结构优化，以及如何利用神经网络实现对未知系统动态的实时建模。 4. 模型预测控制（MPC）概述： 将MPC视为连接传统优化与实时控制的桥梁。详细解释了MPC的核心机制：滚动时域优化、约束处理和模型的使用。强调MPC在处理多输入多输出（MIMO）系统和硬约束优化问题中的不可替代性。 --- 本书特色 深度与广度的平衡： 既保证了状态空间理论的严谨性，又广泛覆盖了现代控制的前沿技术，特别是将智能控制作为现代控制的自然延伸进行介绍。 侧重于系统思维： 强调从物理系统到数学模型的转化，以及从数学模型到控制器设计的完整闭环思考过程。 理论与实践的结合： 每一章的关键概念后都配有详细的算例分析，并穿插了针对典型工程问题的设计思路探讨（如：大型电网的稳定性控制、柔性机械臂的轨迹跟踪等）。 严谨的数学推导： 关键定理的证明清晰，确保读者能从第一性原理理解控制律的来源。 通过阅读本书，读者将不仅掌握现代控制理论的经典工具箱，还能为应对未来复杂、不确定动态系统的挑战做好充分准备。

评分☆☆☆☆☆

我是一位资深的化工工程师，工作多年，对于流体输送、混合、分离等过程的理解有着深刻的体会。阅读《工程流体力学》这本书，更像是在与一位经验丰富的同行交流。书中对流体在管道中输送的各种现象，例如空化、水锤效应的成因及预防措施的讲解，都非常贴合实际生产中的痛点。我注意到书中对化工单元操作中常见的流体问题，如反应器内的混合效率、塔器内的气液传质等，都有所涉及，并提供了相应的计算模型和工程经验。特别是关于颗粒物在流体中的运动和沉降的章节，对于我处理化工过程中的固液分离、粉体输送等问题非常有启发。这本书的语言风格直接而有效，不拖泥带水，直接切入工程实际，并提供了解决问题的思路和工具。它就像一本“工具箱”，里面装满了解决流体相关工程问题的“利器”。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在读研究生，研究方向与航空航天相关，流体力学自然是绕不开的核心课程。翻阅《工程流体力学》后，我发现这本书在概念的引入和理论的推导上都相当严谨。例如，在讲解伯努利方程的推导时，书中不仅给出了数学推导过程，还详细解释了每个假设条件在实际工程中的适用性，这对于我们进行精确的理论分析至关重要。书中关于不可压缩流动和可压缩流动的区分，以及跨音速、超音速流动的特性分析，都为我理解飞机和火箭的空气动力学特性提供了坚实的基础。我尤其赞赏书中对纳维-斯托克斯方程的介绍，虽然这是一个非常复杂的方程，但作者通过分步讲解和对各项物理意义的阐释，使得我能够更好地理解它的内涵，并为接触更高级的CFD研究打下了铺垫。书中还涉及了叶轮机械、泵、风机等内容，这些都是我今后在科研中可能会遇到的设备，提前了解其工作原理和设计要点非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在读的本科生，选择了工程流体力学作为我的专业选修课。坦白说，一开始我对这门课的难度有些担忧，毕竟流体力学听起来就很高深莫测。但这本书的出现，极大地改变了我的看法。它的叙述方式非常清晰流畅，逻辑性很强，每一章的知识点都层层递进，环环相扣。书中的理论阐述严谨又不失趣味，作者善于用类比和生动形象的语言来解释抽象的概念，比如在讲到粘性时，就用“流体内部的摩擦力”来类比，让我一下子就理解了。我印象最深刻的是关于边界层理论的部分，书里不仅解释了边界层的形成原因，还深入分析了其对流动特性的影响，并提出了减阻和增升的各种方法，这让我看到了流体力学在提高效率、降低能耗方面的巨大潜力。此外，书中还引入了一些数值模拟的思路和方法，虽然只是初步介绍，但也让我窥见了计算流体力学（CFD）的冰山一角，为我今后深入学习打下了基础。总体来说，这本书为我构建了一个扎实的流体力学知识体系，也激发了我对这个领域的浓厚兴趣。

评分☆☆☆☆☆

作为一名有着十年从业经验的结构工程师，我对流体力学的接触不算频繁，但时不时会遇到需要考虑流体作用力的设计问题。这次阅读《工程流体力学》，更多的是一种“复习”和“深化”的过程。书中对流体性质（密度、粘度、表面张力等）的讲解，以及它们如何影响流体行为的分析，都非常细致。我特别欣赏书中对不同流动状态（层流、湍流）的区分和各自特点的阐述，以及雷诺数在判断流动状态中的重要作用。书中还详细介绍了各种阻力（摩擦阻力、形状阻力）的计算方法，并提供了大量的工程经验公式和图表，这些对于我进行实际工程估算和设计非常有帮助。此外，书中关于水力学部分，如明渠流动、管道流动、阀门和附件的局部阻力等内容，对于我处理给排水、消防等相关项目的设计细节非常有指导意义。这本书在理论和实践之间取得了很好的平衡，既有必要的理论深度，又不乏实用的工程参考数据，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！作为一名即将步入工作岗位的机械工程师，对流体力学的理解一直是我心中的一块“短板”。翻开《工程流体力学》，最直观的感受就是它的“接地气”。书中并没有一上来就抛出艰深的理论公式，而是从实际工程问题出发，比如管道流动中的压降、泵的设计原理、翼型表面的气流分布等等，让我立刻看到了理论与实践的紧密联系。作者在讲解质量守恒、动量守恒、能量守恒这三大基本定律时，旁征博引，穿插了大量工程实例，比如水轮机的工作过程、燃气轮机的叶片受力分析，甚至还涉及了航空航天领域的气动布局。我尤其喜欢书中的图示，那些精心绘制的流线图、压力分布图、速度剖面图，直观形象，仿佛能让我“看到”流体的运动轨迹和受力状态，这比单纯背诵公式要有效得多。而且，书中对一些典型工程案例的剖析非常深入，不仅仅是给出结果，更重要的是展示了分析问题的思路和方法，这对于我培养独立解决工程问题的能力大有裨益。总而言之，这本书让我对流体力学不再感到畏惧，而是充满了探索的兴趣和解决实际问题的信心。

评分☆☆☆☆☆

很简单的书，适合非力学专业工科本科生

评分☆☆☆☆☆

快递一般，是正版，看的还行！

评分☆☆☆☆☆

买的是课本，颜色怎么跟这个不一样啊，总体很好

评分☆☆☆☆☆

力是物质间的一种相互作用，机械运动状态的变化是由这种相互作用引起的。静止和运动状态不变，则意味着各作用力在某种意义上的平衡，因此，力学可以说是力和(机械)运动的科学。

评分☆☆☆☆☆

不错的书，物流也很快，只是为什么上面会有一些笔迹呢？

评分☆☆☆☆☆

运动没有直接联系。“力学”一词译自英语mechanics(源于希腊语μηχανη──机械)。在英语中，mechanics是一个多义词，既可释作“力学”，也可释作“机械学”、“结构”等。在欧洲其他语种中，此词的语源和语义都与英语相同。汉语中没有同它对等的多义词。mechanics在19世纪50年代作为研究力的作用的学科名词传入中国时，译作“重学”，后来改译作“力学”，一直使用至今。“力学的”和“机械的” 在英语中同mechanical，而现代汉语中“机械的”又可理解为“刻板的”。这种不同语种中词义包容范围的差异，有时引起国际学术交流中的周折。例如机械的(mechanical)自然观，其实指用力学解释自然的观点，而英语mechanist是指机械师，不是指力学家。力学是研究物质机械运动规律的科学。自然界物质有多种层次，从宇观的宇宙体系，宏观的天体和常宇宙体系图 宇宙体系图

评分☆☆☆☆☆

不错，京东信的过 不错，京东信的过

评分☆☆☆☆☆

很简单的书，适合非力学专业工科本科生

评分☆☆☆☆☆

帮同学买的教材，还算便宜