地下水與土壤水運動數學模型和數值方法 楊金忠 等 科學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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楊金忠 等 著

圖書標籤:

• 地下水
• 土壤水
• 數學模型
• 數值方法
• 水文模型
• 科學齣版社
• 楊金忠
• 水資源
• 環境科學
• 計算流體力學

店鋪： 傑城圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030482914

商品編碼：26796139192

包裝：平脊精裝

齣版時間：2017-03-01

圖書基本信息
圖書名稱	地下水與土壤水運動數學模型和數值方法	作者	楊金忠 等
定價	149.00元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030482914	齣版日期	2017-03-01
字數		頁碼
版次	31	裝幀	平脊精裝
開本		商品重量	0.4Kg

內容簡介

作者簡介

目錄

編輯推薦

導語_點評_推薦詞

文摘

序言

《流體力學基礎與應用》 本書旨在全麵、係統地介紹流體力學的基礎理論、分析方法及其在工程實踐中的廣泛應用。內容涵蓋瞭從宏觀到微觀，從理論推導到數值模擬的各個層麵，力求為讀者構建一個紮實且深入的流體力學知識體係。 第一部分：流體力學基本原理 本部分首先從物質的宏觀屬性齣發，闡述流體的基本概念、分類及其連續介質假設的物理意義。重點剖析瞭流體靜力學的基本定律，包括壓力、壓強、浮力以及流體靜力學平衡方程的推導和應用，尤其關注瞭水利工程和海洋工程中靜力平衡問題的分析。 隨後，進入流體力學（運動學與動力學）的核心部分。我們詳細討論瞭流綫、跡綫、流束等描述流體運動的幾何概念，並基於質量守恒原理推導瞭流體的連續性方程。運動學部分為後續的動力學分析奠定瞭基礎。 在流體動力學方麵，本書深入探討瞭牛頓流體與非牛頓流體的本構關係，並基於動量守恒原理，嚴格推導瞭適用於不同參考係下的納維-斯托剋斯（Navier-Stokes, N-S）方程。N-S方程作為描述粘性流體運動的核心控製方程，其簡化形式，如歐拉方程（無粘流體）、伯努利方程（等熵、定常、無粘流）的推導、適用條件及物理意義被細緻闡述。本部分通過大量經典算例（如管道中的層流、圓管中的完全發展流動等），幫助讀者掌握利用這些基本方程解決實際工程問題的能力。 第二部分：流動分析的進階主題 在掌握瞭基本控製方程後，本書轉嚮更復雜和更具工程實用價值的流動問題。 邊界層理論： 邊界層理論是理解高雷諾數流動中粘性效應的核心。本章係統地介紹瞭邊界層的概念、形成機理，重點講解瞭普蘭特爾邊界層方程的推導。通過對平闆上摩擦阻力的分析，詳細闡述瞭動量積分法（如卡門方程）在求解壁麵附近流動特性上的應用，並探討瞭流動分離現象的物理機製及其工程後果。 相似性原理與量綱分析： 鑒於流體力學方程的復雜性，相似性原理和量綱分析成為設計實驗和預測復雜流動行為的關鍵工具。本書係統介紹瞭 $pi$ 定理（Buckingham $pi$ Theorem），闡明瞭無量綱數（如雷諾數、弗勞德數、歐拉數等）的物理意義及其在流動相似性中的作用。這部分內容對於實驗流體力學和工程放大設計至關重要。 可壓縮流動基礎： 針對氣體動力學中的高速流動問題，本書引入瞭等熵流動、聲速的概念，並詳細分析瞭正激波和斜激波的Hugoniot關係。特彆關注瞭管道中等熵流動的拉瓦爾噴管設計與性能分析，為航空航天領域中的氣體動力學應用打下基礎。 第三部分：流體力學問題的數值求解 現代工程分析嚴重依賴於計算流體力學（CFD）。本部分將理論分析與數值計算方法相結閤。 數值方法基礎： 首先迴顧瞭求解偏微分方程的有限差分法（FDM），詳細介紹瞭對流項、擴散項的離散格式（迎風格式、中心差分、迎風-中心差分等），並討論瞭離散格式的穩定性和收斂性（如CFL條件）。 CFD求解算法： 重點講解瞭如何利用動量方程和連續性方程求解不可壓縮流動的速度-壓力耦閤問題。詳細介紹瞭SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations）算法及其改進版本（如SIMPLEC、PISO）的迭代求解流程和物理含義。對於對流-擴散方程的求解，將對比有限體積法（FVM）在處理守恒性質上的優勢，並簡要介紹其在二維對流-擴散問題上的應用框架。 第四部分：工程應用實例 本書最後將理論和方法應用於幾個重要的工程領域： 1. 管道流動與管網分析： 討論瞭摩擦阻力、局部阻力，以及如何應用水頭損失概念進行復雜的管網水力計算。 2. 明渠流動： 闡述瞭均勻流、變坡流的判彆，以及水力突跳（水躍）的平衡分析。 3. 流場可視化與測量： 簡要介紹PIV（粒子圖像測速）等現代實驗技術的基本原理，說明如何通過實驗數據驗證和改進理論模型。 本書內容深度適中，既涵蓋瞭理論推導的嚴謹性，也兼顧瞭工程實踐的可操作性。它既可作為高等工科院校流體力學專業本科生和研究生的教材或參考書，也適閤從事水利、土木、機械、環境及航空航天等領域工程技術人員的專業進修讀物。通過係統的學習，讀者將能夠精確地分析和設計涉及流體運動的各類工程係統。

評分☆☆☆☆☆

作為一位長期關注水科學發展的讀者，我深知一個好的教材或專著，其價值不僅在於傳授已有的知識體係，更在於激發讀者對未知領域的探索欲。我衷心希望這本書在展示成熟理論的同時，也能適度地引入一些尚未完全解決的開放性問題和未來研究方嚮。例如，在處理大規模、高分辨率的地下水-地錶水相互作用時，如何有效集成遙感數據和實地監測數據進行模型校準和驗證，這無疑是當前水文學麵臨的重大挑戰。這本書能否為我們勾勒齣利用現代計算能力（如高性能計算）來解決更宏大、更具不確定性的水文地質問題的藍圖？如果書中能提供一些啓發性的案例，展示如何用現有的數值框架去嘗試突破現有模型的局限性，那麼它就不隻是一本總結性的著作，而更像是一份“行動指南”。讀完之後，我希望我能清晰地知道，下一步我應該在哪些方麵深入研究，去彌補當前模型描述能力上的不足。

評分☆☆☆☆☆

從楊金忠教授這個名字來看，這本書的學術嚴謹性是毋庸置疑的，這通常意味著內容的深度和廣度會非常可觀。我猜測，這本書不會滿足於講解經典的達西定律下的綫性滲流問題，而是會深入到更復雜的領域，比如考慮吸力、毛管力、非飽和帶的動態變化，甚至可能涉及與熱遷移、溶質對流-彌散耦閤的數學描述。這種全麵的覆蓋麵，對於希望建立一套完整的區域水文模型研究體係的人來說，是極具吸引力的。然而，這也帶來瞭一個挑戰：信息的密度可能會非常高。對於初次接觸這個領域的讀者，可能需要反復閱讀和消化纔能完全掌握。我更感興趣的是，作者在整閤這些前沿研究成果時，是如何保持其敘述的邏輯性和清晰度的。畢竟，將不同研究者在不同尺度、不同側重點上建立的模型進行係統性的梳理和評價，本身就是一項巨大的工程。這本書如果能像一部精密的儀器，將這些復雜的理論模塊精準地組裝在一起，讓讀者清晰地看到不同模型適用範圍的邊界，那就稱得上是一部裏程碑式的作品瞭。

評分☆☆☆☆☆

我發現，很多同類書籍的結構往往是按照數學方法的分類來組織的，比如先講有限差分，再講有限元。但我更期待看到一種基於“物理過程”的組織邏輯。也就是說，從土壤水運動的特點（如毛細現象、蒸散影響），引齣需要哪些特定的數學工具來描述，然後自然過渡到相應的數值求解技術。這種“問題驅動”的敘述方式，對於應用導嚮的研究者來說，更具親和力和實用價值。如果這本書能成功地將復雜的數學語言，巧妙地轉化為對自然現象的直觀理解，讓讀者在看到一組方程時，能立刻聯想到它所代錶的物理場景和潛在的工程含義，那就說明作者在教學藝術上達到瞭極高的境界。對於科學齣版社齣版的專業書籍，我們通常對它的印刷質量和圖錶清晰度抱有很高的期望，畢竟，涉及大量的空間離散圖和時間步長的收斂麯綫，任何模糊不清都會嚴重影響閱讀體驗和模型理解的準確性。這本書若能在這些細節上做到盡善盡美，無疑會成為書架上常翻常新的寶典。

評分☆☆☆☆☆

這本厚重的著作，光是書名就足以讓人感受到其內容的深邃與專業性，它似乎是為那些已經對水文地質學有瞭一定基礎，並且渴望深入探究地下水和土壤水相互作用機製的科研人員和高年級學生量身打造的“武功秘籍”。我個人感覺，這類書籍往往需要極大的耐心和堅實的數學功底纔能真正領會其精髓。想象一下，麵對那些復雜的偏微分方程組，以及如何將現實世界中那些錯綜復雜的非均質含水層條件，通過離散化和數值求解的方法“馴服”下來，這本身就是一場智力上的馬拉鬆。我對其中可能涉及的有限元、有限差分或是更先進的譜方法在處理瞬態滲流問題時的應用特彆好奇。好的數學模型，絕不僅僅是方程的堆砌，而是對自然現象的深刻洞察力在符號世界中的精確投射。如果這本書能在概念的闡述和實際案例的結閤上做得足夠齣色，比如能展示齣如何通過模型去預測汙染羽的遷移路徑，或者優化灌溉策略下的土壤水平衡，那它的價值就無可估量瞭。對於我們這些常年與水資源管理打交道的人來說，能夠掌握一套可靠的、經得起實驗驗證的計算工具，遠比單純停留在定性的描述上要來得實在得多，這本書顯然指嚮瞭那個更深層次的知識階梯。

評分☆☆☆☆☆

我接觸過不少水資源類的書籍，但真正能把“數學模型”和“數值方法”這兩塊硬骨頭啃下來的，說實話不多。很多教材在模型建立的物理意義層麵講得頭頭是道，但一涉及到如何將這些方程轉化成計算機可以執行的步驟，往往就變得晦澀難懂，或者直接跳過瞭關鍵的穩定性、收斂性分析。因此，我非常期待這本書在“數值方法”這一塊能提供多少細節和實踐指導。比如，在處理強非綫性和邊界條件突變時，作者團隊是如何選擇和優化迭代算法的？他們是否探討瞭網格劃分對計算精度的影響，尤其是對於那些含有復雜邊界（比如自由麵或突變的滲透係數界麵）的情況？如果書中能詳細剖析算法的優缺點，並提供一些可以參考的僞代碼或算法框架，那就太棒瞭。畢竟，理論模型的優雅性必須要在實際算例的檢驗下纔能證明其價值。我希望它不僅僅是一本理論參考書，更能成為一本幫助讀者跨越“從方程到代碼”鴻溝的實用手冊，讓那些原本高高在上的偏微分方程，真正落地生根到解決實際工程問題中去。