流体中的波 莱特希尔 著 世图科技 Waves in Fluids/James Ligh pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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店铺： 北京新脚步图书专营店

出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787510032912

商品编码：27065288467

丛书名： 流体中的波

开本：24开

出版时间：2011-04-01

编辑推荐

《流体中的波(英文版)》是一部讲述流体力学的基础理论教程，是一部很难*的经典。自1978年首次出版以来，《流体中的波(英文版)》曾于1978，1979，1980，1987，1990，1993，1996，2001，2005多次重印出版。 
可供物理专业，应用数学专业的学生，老师以及工程人员阅读。

作者简介

作者：（英国）莱特希尔（James Lighthill）

目录

Preface 
Prologue 
Chapter 1.Sound waves 
1.1 The wave equation 
1.2 The speed of sound 
1.3 Acoustic energy and intensity 
1.4 The simple source 
1.5 The acoustic dipole 
1.6 Compact source regions in general 
1.7 Compact source regions with dipole far fields 
1.8 Ripple-tank simulations 
1.9 Scattering by compact bodies 
1.10 Quadrupole radiation 
1.11 Radiation from spheres 
1.12 Radiation from plane walls 
1.13 Dissipation of acoustic energy 
Exercises on Chapter 1 
Chapter 2.One-dimensional waves in fluids 
2.1 Longitudinal waves in tubes and channels 
2.2 Examples,including elastic tubes and open channels 
2.3 Transmission of waves through junctions 
2.4 Propagation through branching systems 
2.5 Cavities,constrictions,resonators 
2.6 Linear propagation with gradually varying composition and cross-section 
2.7 Frictional attenuation 
2.8 Nonlinear theory of plane waves 
2.9 Simple waves 
2.10 Shock waves 
2.11 Theory.of simple waves incorporating weak shock waves 
2.12 Hydraulic jumps 
2.13 Nonlinear propagation with gradually varying composition and cross-section 
2.14 Nonlinear geometrical acoustics 
Exercises on Chapter 2 
Chapter 3.Water waves 
3.1 Surface gravity waves 
3.2 Sinusoidal waves on deep water 
3.3 Sinusoidal waves on water of arbitrary,but uniform,depth 
3.4 Ripples 
3.5 Attenuation 
3.6 Introduction to group velocity 
3.7 The Fourier analysis of dispersive systems 
3.8 Energy propagation velocity 
3.9 Wave patterns made by obstacles in a steady stream 
3.10 Ship waves 
Exercises on Chapter 3 
Chapter 4.Internal waves 
4.1 Introduction to internal gravity waves 
4.2 Combined theory of soundand internal waves 
4.3 Internal waves in the ocean and in the atmosphere 
4.4 Introduction to anisotropic dispersion 
4.5 General theory of ray tracing 
4.6 Ray tracing in a wind 
4.7 Steady streaming generated by wave attenuation 
4.8 Stationary phase in three dimensions 
4.9 General theory of oscillating sources of waves 
4.10 Internal waves generated by an oscillating source 
4.11 Caustics 
4.12 Wave generation by travelling forcing effects 
4.13 Waveguides 
Exercises on Chapter 4 
Epilogue 
Part 1 A variety of waves in fluids 
Part 2 Nonlinear effects on dispersive wave propagation 
Bibliography（indexed as pages A to Q） 
Part 1 Some basic texts 
Part 2 Acoustic literature 
Part 3 Water-wave literature 
Part 4 Stratified-fluids literature 
Part 5 A bibliography for the epilogue 
Notation list 
Author index 
Subject index 

湍流的解析与数值模拟：经典理论的现代应用 本书深入探讨了流体力学中一个核心且极具挑战性的领域——湍流现象。它侧重于对湍流结构、能量级串机制以及现代数值模拟方法的系统性梳理与阐述，旨在为高等院校的物理学、航空航天工程、土木工程及应用数学等专业的师生和研究人员提供一本全面且具有深度参考价值的著作。 第一部分：湍流的本质与统计描述 本书首先从宏观现象入手，细致描绘了层流向湍流转变的复杂路径。通过对雷诺数的深入分析，解释了无量纲参数在决定流态中的关键作用。接下来的章节转向湍流的统计特性。我们不再试图精确求解 Navier-Stokes 方程的瞬时解，而是转而关注速度脉动、压力场以及污染物输运的统计矩。 湍流的随机场理论： 我们详细介绍了湍流脉动的概率密度函数（PDF）方法，特别是高斯近似在某些特定流场中的适用性与局限性。重点讨论了湍流的各项异性（Anisotropy）问题，即在不同空间方向上湍流脉动强度的差异，以及如何利用张量表达来精确描述这些复杂关系。 湍流的输运方程： 核心内容集中于雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程的推导。通过对 Navier-Stokes 方程进行时间平均，引出了雷诺应力项。这一项的出现是RANS方法的本质困难，因为它使得方程组的未知量（雷诺应力分量）多于方程数，形成了“封闭性问题”。本书随后详细分析了这一封闭性问题的物理根源，并从能量守恒和动量守恒的角度审视了RANS方程的结构完整性。 能量级串与Kolmogorov理论的再审视： 在对湍流尺度的分析中，本书详尽回顾了20世纪中叶Kolmogorov关于湍流能量级串的经典假设。着重讨论了惯性子区的概念、耗散机制以及湍流动能向小尺度转移的速率。同时，我们也探讨了对Kolmogorov理论的现代修正和检验，例如，对“4/5律”的实验验证，以及在高雷诺数下是否存在超出标准Kolmogorov假设的非惯常现象。 第二部分：湍流模型与工程应用 理解了湍流的统计特性后，本书将焦点转移到如何通过代数模型或输运模型来“封闭”RANS方程，使其可以用于实际工程问题的计算。 代数应力模型（ASM）： 作为对零阶模型的改进，ASM（如 Spalart-Allmaras 模型）的推导基于对湍流粘性与平均应变率之间关系的代数假设。本书清晰地展示了这些模型如何通过引入一个额外的输运方程（如湍流粘性系数或湍流能量），从而在一定程度上捕捉到湍流特性的非线性依赖性。 两方程模型（k-ε 和 k-ω 模型族）： 这是目前工程应用中最广泛的模型家族。 1. k-ε 模型： 详细分析了湍流动能 $k$ 和耗散率 $epsilon$ 的输运方程的构建逻辑。重点讨论了壁面函数（Wall Function）在处理近壁面区域时的重要性，以及标准 $k-epsilon$ 模型在处理高剪切流和分离流时的内在缺陷（例如，对旋转的过度预测）。 2. k-ω 模型： 阐述了 $k-omega$ 模型如何通过将耗散率 $omega$ 定义为比 $epsilon$ 更精细的尺度参数，从而实现对近壁面边界层更准确的描述，特别是无需使用壁面函数。同时，深入探讨了 $k-omega$ SST（Shear Stress Transport）模型的构建，该模型巧妙地结合了 $k-omega$ 对近壁面的优势和 $k-epsilon$ 对自由剪切区的稳定性，是当前气动和水动力学领域的重要工具。 各向异性湍流模型： 对于那些需要精确预测流场各向异性的复杂流动（如非均匀应力、曲率效应显著的流动），本书介绍了基于二阶矩（Second Moment Closure, SMC）的建模方法。虽然计算成本高昂，但SMC模型在理论上更接近真实物理，允许雷诺应力张量本身被求解，从而避免了对湍流粘性系数的依赖。 第三部分：大涡模拟（LES）与直接数值模拟（DNS） 随着计算能力的提升，对更精细湍流结构的解析成为可能。本书随后转向对高分辨率方法的介绍。 直接数值模拟（DNS）： DNS的基石在于空间和时间离散步长必须足够小，以捕捉到最小的、耗散能量的涡旋结构——Kolmogorov尺度。本书详细分析了实现DNS所需满足的网格要求和时间步长限制，并讨论了在高雷诺数下DNS在计算资源上的不可行性。然而，DNS作为验证湍流模型和理解基本物理机制的“黄金标准”，其在低至中等雷诺数下的价值被充分强调。 大涡模拟（LES）： LES是介于RANS和DNS之间的一种折中方案。其核心思想是直接解析尺度较大、携带绝大部分能量的涡旋结构，而对尺度小于过滤尺度（Filter Size）的亚网格尺度（Subgrid-Scale, SGS）运动进行建模。 1. 过滤理论： 详细介绍了空间过滤（如Top-hat 过滤器）和时间过滤的基本概念，以及过滤操作对 Navier-Stokes 方程的影响，引出SGS应力张量。 2. SGS 模型： 深入探讨了经典的SGS模型，包括Smagorinsky模型及其修正。重点分析了动态Smagorinsky模型，该模型通过引入一个动态程序，使得SGS模型系数不再是常数，而是依赖于局部流场特性，极大地提高了模型的鲁棒性。 3. 壁面处理： 讨论了 LES 在处理近壁面区域的挑战，例如使用混合RANS/LES方法（Detached Eddy Simulation, DES）来平衡计算效率和近壁面解析的精度需求。 结论： 全书结构严谨，从统计力学的角度深入到具体的工程建模，再上升到高分辨率模拟的尖端技术。它不仅是理解湍流物理的理论指南，也是指导研究人员选择和开发适宜湍流模型的实用手册。通过严谨的数学推导和对物理背景的深刻洞察，本书为读者构建了一个完整的湍流认知框架。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我最初接触这个领域时，感到非常吃力，那些偏微分方程和边界条件简直是噩梦般的存在。但从我快速浏览这本书的章节目录和部分引言来看，作者似乎非常懂得如何循序渐进地搭建知识的脚手架。我注意到其中似乎有专门针对初学者友好的介绍部分，用相对平实的语言描述了流体力学的基本假设和能量守恒定律，这对于我这种半路出家的“跨界”学习者来说，简直是雪中送炭。我设想，这本书的价值不仅在于提供前沿的研究成果，更在于它建立起了一套完整的、逻辑自洽的学习路径。我非常看重那些由实例驱动的解释，比如，作者会不会用一个简单的水龙头滴水实验来解释瑞利-泰勒不稳定性？如果能将宏大的理论与我们日常可见的现象紧密结合，那么这本书的实用性和教育意义就得到了极大的提升。我期待着能够找到那种“啊哈！”的顿悟时刻，而不是被一连串的符号轰炸到头昏脑胀。

评分☆☆☆☆☆

从我个人的学习习惯来看，一本好书必须能激发我进行思考和验证的欲望，而不是提供标准答案。我好奇作者是如何处理那些跨学科的交叉点，比如流体动力学与电磁场相互作用时产生的现象，或者在生物力学中，流体波如何影响生命体的结构和功能。我猜想，本书的广度和深度会迫使我走出舒适区，去查阅更多相关的文献。一个真正的知识宝库，其价值不在于它包含了多少已知的知识，而在于它能指引读者去探索多少未知的领域。如果这本书能成功地描绘出当前研究的前沿困境和未来可能的发展方向，并以一种激发辩论的方式呈现出来，那么它就远远超出了“教材”的范畴，而成为了一份思想的邀请函。我期待这本书能挑战我既有的认知框架，并提供新的视角去重新审视那些看似平凡的自然现象。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计实在太引人注目了，那种深邃的蓝色调，仿佛一下子就能把我拉进一个充满未知与奥秘的流体世界。拿到手沉甸甸的，光是这重量就让人对接下来的阅读充满了期待。我一直对那些无形却拥有巨大能量的事物充满好奇，而流体作为我们生活中无处不在的存在，其内部激发的各种波——无论是声波、重力波还是表面张力波——都是如此的微妙而又强大。作者的文字功底显然是顶尖的，从前言的几句话中就能感受到一种驾驭复杂概念的自信和清晰。我猜想，这本书绝不是那种故作高深的理论堆砌，而更像是一位经验丰富的大师在耐心引导我们探索这片海洋的深层秘密。我尤其期待看到那些复杂的数学模型是如何被巧妙地转化为易于理解的物理图像，毕竟，理论与实践之间的那道鸿沟，往往需要一位高明的向导才能顺利跨越。这本书的装帧和印刷质量也无可挑剔，每一次翻页都像是在进行一次庄重的仪式，让我对即将展开的知识盛宴更加心驰神往。

评分☆☆☆☆☆

我总觉得，优秀的物理学著作，除了内容本身，其“阅读体验”也占据了很大的比重。这本书的排版给我的第一印象是非常干净、专业，没有那种廉价教科书常见的拥挤感。留白恰到好处，图表（如果存在的话）的位置似乎都经过了深思熟虑的安排，以确保视觉上的舒适和信息传递的效率。我特别期待看到那些示意图和数值模拟的结果展示，毕竟，流体运动的复杂性，有时是千言万语也难以描绘的。我希望图示是清晰的、信息密度适中的，能够直观地展示波形是如何演化、如何相互作用的。如果作者能在关键的概念性结论后加上简短的“总结”或“物理洞察”小节，那就更完美了。这种结构上的设计，对于在繁忙的工作中快速回顾核心知识点极为重要，也能避免陷入细节的泥潭而忘记了全局的脉络。这本书的纸张质感也让人心旷神怡，这无疑是高质量学术出版物的标志之一。

评分☆☆☆☆☆

这本书的厚度本身就透露着一种不容小觑的学术分量，这让我立刻将其归类为可以反复研读的工具书而非一次性消费品。我特别关注到其中关于非线性效应的讨论，因为在现实世界的流体运动中，线性的模型往往显得过于理想化和苍白无力。我猜想，作者必然在涡旋动力学、湍流的初步描述，或者极端条件下的波的传播等方面进行了深入的挖掘。对于科研工作者而言，一本优秀的参考书必须在理论深度和最新的研究进展之间找到一个微妙的平衡点。我希望这本书能提供扎实的数学推导，但更希望这些推导能清晰地指向物理意义——每一个希腊字母、每一个积分符号背后所代表的物理含义必须被揭示。只有这样，我们才能真正掌握这些工具，而不是仅仅停留在机械地套用公式的层面。如果它能为我下一步的研究方向提供新的灵感和更坚实的理论支撑，那么它的价值将无可估量。