流體中的波 萊特希爾 著 世圖科技 Waves in Fluids/James Ligh pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

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• 物理學
• 工程學
• 數學物理
• 波動理論
• 應用數學

店鋪： 北京新腳步圖書專營店

齣版社： 世界圖書齣版公司

ISBN：9787510032912

商品編碼：27065288467

叢書名： 流體中的波

開本：24開

齣版時間：2011-04-01

編輯推薦

《流體中的波(英文版)》是一部講述流體力學的基礎理論教程，是一部很難*的經典。自1978年首次齣版以來，《流體中的波(英文版)》曾於1978，1979，1980，1987，1990，1993，1996，2001，2005多次重印齣版。 
可供物理專業，應用數學專業的學生，老師以及工程人員閱讀。

作者簡介

作者：（英國）萊特希爾（James Lighthill）

目錄

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 

湍流的解析與數值模擬：經典理論的現代應用 本書深入探討瞭流體力學中一個核心且極具挑戰性的領域——湍流現象。它側重於對湍流結構、能量級串機製以及現代數值模擬方法的係統性梳理與闡述，旨在為高等院校的物理學、航空航天工程、土木工程及應用數學等專業的師生和研究人員提供一本全麵且具有深度參考價值的著作。 第一部分：湍流的本質與統計描述 本書首先從宏觀現象入手，細緻描繪瞭層流嚮湍流轉變的復雜路徑。通過對雷諾數的深入分析，解釋瞭無量綱參數在決定流態中的關鍵作用。接下來的章節轉嚮湍流的統計特性。我們不再試圖精確求解 Navier-Stokes 方程的瞬時解，而是轉而關注速度脈動、壓力場以及汙染物輸運的統計矩。 湍流的隨機場理論： 我們詳細介紹瞭湍流脈動的概率密度函數（PDF）方法，特彆是高斯近似在某些特定流場中的適用性與局限性。重點討論瞭湍流的各項異性（Anisotropy）問題，即在不同空間方嚮上湍流脈動強度的差異，以及如何利用張量錶達來精確描述這些復雜關係。 湍流的輸運方程： 核心內容集中於雷諾平均納維-斯托剋斯（RANS）方程的推導。通過對 Navier-Stokes 方程進行時間平均，引齣瞭雷諾應力項。這一項的齣現是RANS方法的本質睏難，因為它使得方程組的未知量（雷諾應力分量）多於方程數，形成瞭“封閉性問題”。本書隨後詳細分析瞭這一封閉性問題的物理根源，並從能量守恒和動量守恒的角度審視瞭RANS方程的結構完整性。 能量級串與Kolmogorov理論的再審視： 在對湍流尺度的分析中，本書詳盡迴顧瞭20世紀中葉Kolmogorov關於湍流能量級串的經典假設。著重討論瞭慣性子區的概念、耗散機製以及湍流動能嚮小尺度轉移的速率。同時，我們也探討瞭對Kolmogorov理論的現代修正和檢驗，例如，對“4/5律”的實驗驗證，以及在高雷諾數下是否存在超齣標準Kolmogorov假設的非慣常現象。 第二部分：湍流模型與工程應用 理解瞭湍流的統計特性後，本書將焦點轉移到如何通過代數模型或輸運模型來“封閉”RANS方程，使其可以用於實際工程問題的計算。 代數應力模型（ASM）： 作為對零階模型的改進，ASM（如 Spalart-Allmaras 模型）的推導基於對湍流粘性與平均應變率之間關係的代數假設。本書清晰地展示瞭這些模型如何通過引入一個額外的輸運方程（如湍流粘性係數或湍流能量），從而在一定程度上捕捉到湍流特性的非綫性依賴性。 兩方程模型（k-ε 和 k-ω 模型族）： 這是目前工程應用中最廣泛的模型傢族。 1. k-ε 模型： 詳細分析瞭湍流動能 $k$ 和耗散率 $epsilon$ 的輸運方程的構建邏輯。重點討論瞭壁麵函數（Wall Function）在處理近壁麵區域時的重要性，以及標準 $k-epsilon$ 模型在處理高剪切流和分離流時的內在缺陷（例如，對鏇轉的過度預測）。 2. k-ω 模型： 闡述瞭 $k-omega$ 模型如何通過將耗散率 $omega$ 定義為比 $epsilon$ 更精細的尺度參數，從而實現對近壁麵邊界層更準確的描述，特彆是無需使用壁麵函數。同時，深入探討瞭 $k-omega$ SST（Shear Stress Transport）模型的構建，該模型巧妙地結閤瞭 $k-omega$ 對近壁麵的優勢和 $k-epsilon$ 對自由剪切區的穩定性，是當前氣動和水動力學領域的重要工具。 各嚮異性湍流模型： 對於那些需要精確預測流場各嚮異性的復雜流動（如非均勻應力、麯率效應顯著的流動），本書介紹瞭基於二階矩（Second Moment Closure, SMC）的建模方法。雖然計算成本高昂，但SMC模型在理論上更接近真實物理，允許雷諾應力張量本身被求解，從而避免瞭對湍流粘性係數的依賴。 第三部分：大渦模擬（LES）與直接數值模擬（DNS） 隨著計算能力的提升，對更精細湍流結構的解析成為可能。本書隨後轉嚮對高分辨率方法的介紹。 直接數值模擬（DNS）： DNS的基石在於空間和時間離散步長必須足夠小，以捕捉到最小的、耗散能量的渦鏇結構——Kolmogorov尺度。本書詳細分析瞭實現DNS所需滿足的網格要求和時間步長限製，並討論瞭在高雷諾數下DNS在計算資源上的不可行性。然而，DNS作為驗證湍流模型和理解基本物理機製的“黃金標準”，其在低至中等雷諾數下的價值被充分強調。 大渦模擬（LES）： LES是介於RANS和DNS之間的一種摺中方案。其核心思想是直接解析尺度較大、攜帶絕大部分能量的渦鏇結構，而對尺度小於過濾尺度（Filter Size）的亞網格尺度（Subgrid-Scale, SGS）運動進行建模。 1. 過濾理論： 詳細介紹瞭空間過濾（如Top-hat 過濾器）和時間過濾的基本概念，以及過濾操作對 Navier-Stokes 方程的影響，引齣SGS應力張量。 2. SGS 模型： 深入探討瞭經典的SGS模型，包括Smagorinsky模型及其修正。重點分析瞭動態Smagorinsky模型，該模型通過引入一個動態程序，使得SGS模型係數不再是常數，而是依賴於局部流場特性，極大地提高瞭模型的魯棒性。 3. 壁麵處理： 討論瞭 LES 在處理近壁麵區域的挑戰，例如使用混閤RANS/LES方法（Detached Eddy Simulation, DES）來平衡計算效率和近壁麵解析的精度需求。 結論： 全書結構嚴謹，從統計力學的角度深入到具體的工程建模，再上升到高分辨率模擬的尖端技術。它不僅是理解湍流物理的理論指南，也是指導研究人員選擇和開發適宜湍流模型的實用手冊。通過嚴謹的數學推導和對物理背景的深刻洞察，本書為讀者構建瞭一個完整的湍流認知框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書的厚度本身就透露著一種不容小覷的學術分量，這讓我立刻將其歸類為可以反復研讀的工具書而非一次性消費品。我特彆關注到其中關於非綫性效應的討論，因為在現實世界的流體運動中，綫性的模型往往顯得過於理想化和蒼白無力。我猜想，作者必然在渦鏇動力學、湍流的初步描述，或者極端條件下的波的傳播等方麵進行瞭深入的挖掘。對於科研工作者而言，一本優秀的參考書必須在理論深度和最新的研究進展之間找到一個微妙的平衡點。我希望這本書能提供紮實的數學推導，但更希望這些推導能清晰地指嚮物理意義——每一個希臘字母、每一個積分符號背後所代錶的物理含義必須被揭示。隻有這樣，我們纔能真正掌握這些工具，而不是僅僅停留在機械地套用公式的層麵。如果它能為我下一步的研究方嚮提供新的靈感和更堅實的理論支撐，那麼它的價值將無可估量。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我最初接觸這個領域時，感到非常吃力，那些偏微分方程和邊界條件簡直是噩夢般的存在。但從我快速瀏覽這本書的章節目錄和部分引言來看，作者似乎非常懂得如何循序漸進地搭建知識的腳手架。我注意到其中似乎有專門針對初學者友好的介紹部分，用相對平實的語言描述瞭流體力學的基本假設和能量守恒定律，這對於我這種半路齣傢的“跨界”學習者來說，簡直是雪中送炭。我設想，這本書的價值不僅在於提供前沿的研究成果，更在於它建立起瞭一套完整的、邏輯自洽的學習路徑。我非常看重那些由實例驅動的解釋，比如，作者會不會用一個簡單的水龍頭滴水實驗來解釋瑞利-泰勒不穩定性？如果能將宏大的理論與我們日常可見的現象緊密結閤，那麼這本書的實用性和教育意義就得到瞭極大的提升。我期待著能夠找到那種“啊哈！”的頓悟時刻，而不是被一連串的符號轟炸到頭昏腦脹。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計實在太引人注目瞭，那種深邃的藍色調，仿佛一下子就能把我拉進一個充滿未知與奧秘的流體世界。拿到手沉甸甸的，光是這重量就讓人對接下來的閱讀充滿瞭期待。我一直對那些無形卻擁有巨大能量的事物充滿好奇，而流體作為我們生活中無處不在的存在，其內部激發的各種波——無論是聲波、重力波還是錶麵張力波——都是如此的微妙而又強大。作者的文字功底顯然是頂尖的，從前言的幾句話中就能感受到一種駕馭復雜概念的自信和清晰。我猜想，這本書絕不是那種故作高深的理論堆砌，而更像是一位經驗豐富的大師在耐心引導我們探索這片海洋的深層秘密。我尤其期待看到那些復雜的數學模型是如何被巧妙地轉化為易於理解的物理圖像，畢竟，理論與實踐之間的那道鴻溝，往往需要一位高明的嚮導纔能順利跨越。這本書的裝幀和印刷質量也無可挑剔，每一次翻頁都像是在進行一次莊重的儀式，讓我對即將展開的知識盛宴更加心馳神往。

評分☆☆☆☆☆

我總覺得，優秀的物理學著作，除瞭內容本身，其“閱讀體驗”也占據瞭很大的比重。這本書的排版給我的第一印象是非常乾淨、專業，沒有那種廉價教科書常見的擁擠感。留白恰到好處，圖錶（如果存在的話）的位置似乎都經過瞭深思熟慮的安排，以確保視覺上的舒適和信息傳遞的效率。我特彆期待看到那些示意圖和數值模擬的結果展示，畢竟，流體運動的復雜性，有時是韆言萬語也難以描繪的。我希望圖示是清晰的、信息密度適中的，能夠直觀地展示波形是如何演化、如何相互作用的。如果作者能在關鍵的概念性結論後加上簡短的“總結”或“物理洞察”小節，那就更完美瞭。這種結構上的設計，對於在繁忙的工作中快速迴顧核心知識點極為重要，也能避免陷入細節的泥潭而忘記瞭全局的脈絡。這本書的紙張質感也讓人心曠神怡，這無疑是高質量學術齣版物的標誌之一。

評分☆☆☆☆☆

從我個人的學習習慣來看，一本好書必須能激發我進行思考和驗證的欲望，而不是提供標準答案。我好奇作者是如何處理那些跨學科的交叉點，比如流體動力學與電磁場相互作用時産生的現象，或者在生物力學中，流體波如何影響生命體的結構和功能。我猜想，本書的廣度和深度會迫使我走齣舒適區，去查閱更多相關的文獻。一個真正的知識寶庫，其價值不在於它包含瞭多少已知的知識，而在於它能指引讀者去探索多少未知的領域。如果這本書能成功地描繪齣當前研究的前沿睏境和未來可能的發展方嚮，並以一種激發辯論的方式呈現齣來，那麼它就遠遠超齣瞭“教材”的範疇，而成為瞭一份思想的邀請函。我期待這本書能挑戰我既有的認知框架，並提供新的視角去重新審視那些看似平凡的自然現象。