中国科学技术大学精品教材：涡运动理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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童秉刚，尹协远，朱克勤 著

图书标签:

• 涡运动
• 流体力学
• 中国科学技术大学
• 精品教材
• 理论力学
• 物理学
• 高等教育
• 本科生
• 工程流体
• 传热学

出版社： 中国科学技术大学出版社

ISBN：9787312023026

版次：2

商品编码：10160518

包装：平装

开本：16开

出版时间：2009-01-01

用纸：胶版纸

页数：256

字数：324000

正文语种：中文

编辑推荐

　　可作为力学专业研究生或高年级本科生教材，亦可供航空航天、大气海洋、能源和化工等领域教师和科研人员参考。

内容简介

　　涡运动是流体普遍存在的一种运动形态。本书系统地介绍了涡运动基本理论的主要方面，力求做到取材精练、物理意义明确、数学论述严谨，同时适当反映当代该领域研究的新进展。全书共分九章。前三章介绍基本方程、涡量场的运动学和动力学特性，如流体动能、冲量、冲量矩等涡量场不变量，以及螺旋度和涡旋拟“能”等新概念。第4章讲述典型的涡旋运动解，如Oseen涡、椭圆涡、Lamb涡极子、Burgers涡和Betchelor涡等，它们常作为理论模型被广泛应用。接下来的三章讲述无粘流体中面涡演化、线涡和涡环、点涡系动力学。后两章分别是旋转流体中涡运动和作为一种数值方法的涡方法。本书可作为力学专业研究生或高年级本科生教材，亦可供航空航天、大气海洋、能源和化工等领域教师和科研人员参考。

内页插图

目录

总序
再版前言
前言
主要符号表
第1章 概论
1.1 绪言
1.1.1 涡量场
1.1.2 涡量的物理意义
1.1.3 涡旋
1.1.4 研究涡运动的意义
1.2 运动学关系
1.2.1 流场的描述
1.2.2 运动学基本方程
1.3 动力学方程和能量方程
1.3.1 N-S方程
1.3.2 涡量动力学方程
1.3.3 速度环量动力学方程
1.3.4 能量方程
附：复杂流场中涡旋的定义

第2章 涡量运动学特性
2.1 给定涡量和胀量确定速度分布
2.1.1 命题的惟一性问题
2.1.2 速度分解和速度积分表达式
2.1.3 几个问题的讨论
2.1.4 广义Biot-Savart公式
2.2 涡量矩守恒
2.3 速度远场渐近特性
2.4 二维涡量场的运动学特性
2.4.1 二维Biot-Savart速度公式
2.4.2 涡量矩守恒特性
2.4.3 速度远场渐近特性

第3章 涡量动力学特性
3.1 Helmholtz涡量定理
3.2 涡量场的冲量和冲量矩
3.2.1 涡量和脉冲外力的冲量
3.2.2 流体的冲量
3.2.3 冲量的时间变化率
3.2.4 流体的冲量矩
3.3 涡量场的动能和能量耗散
3.3.1 动能及其时间变化率
3.3.2 动能的耗散和涡旋拟“能
3.4 涡旋拟“能
3.4.1 涡旋拟“能”的输运方程
3.4.2 湍流中的涡旋拟“能
3.4.3 湍流中涡管的拉伸和涡旋拟“能
3.5 螺旋度
3.5.1 螺旋度密度和涡系的拓扑结构
3.5.2 螺旋度守恒
3.6 二维涡量场动力学特性
3.6.1 流体的冲量
3.6.2 流体的冲量矩
3.6.3 流体的动能
3.6.4 小结
3.7 涡量在固壁面上的生成及扩散
3.7.1 一个简单例子
3.7.2 壁涡量和壁涡量流率
3.8 作用在物体上的流体动力

第4章 具有解析形式的若干典型涡旋流动
4.1 二维无粘涡旋流动
4.1.1 具有圆流线的定常涡
4.1.2 无界椭圆涡
4.1.3 Kirchhoff椭圆涡
4.1.4 Lamb涡极子
4.1.5 同向旋转的单行涡列和交替反向旋转的单行涡列
4.2 二维粘性涡旋流动
4.2.1 圆对称的粘性衰减涡——Oseen涡和Taylor涡
4.2.2 间断面的衰减
4.2.3 涡格的衰减
4.3 轴对称流动控制方程
4.3.1 原始变量(V，p)表示的控制方程
4.3.2 用涡量一流函数表示的控制方程
4.3.3 以为基本变量的控制方程
4.3.4 Squire方程
4.3.5 轴对称流的冲量和动能等
4.4 有轴向拉伸的定常轴对称涡
4.4.1 Burgers涡
4.4.2 Sullivan涡
4.5 Betchelor尾涡
4.6 Hill球涡

第5章 面涡及其演化
5.1 面涡上的相容关系
5.2 二维面涡自诱导运动的Birkhoff-Rott方程
5.2.1 Birkhoff-Rott方程
5.2.2 B-R方程的精确解
5.3 机翼尾涡面卷起的近似模型
5.3.1 流动的物理图像
5.3.2 具有椭圆环量分布的面涡
5.3.3 集中涡的近似模型
5.4 面涡的卷起和集中涡的形成
5.4.1 Kaden螺线
5.4.2 参数确定
5.4.3 相似性解和高阶近似
5.5 面涡的线性和非线性演化
5.5.1 Kelvin-Helmholtz不稳定性
5.5.2 奇点的形成
5.5.3 数值试验

第6章 线涡和涡环
6.1 三维线涡的自诱导运动
6.2 非线性薛定谔方程
6.3 涡索的孤立波解
6.4 涡环
6.4.1 轴对称涡环的数学表述
6.4.2 圆线涡环的精确解
6.4.3 薄核涡环(直接法)
6.4.4 任意涡量分布涡环的传播速度(能量法)

第7章 点涡系动力学
7.1 点涡系动力学的经典理论
7.1.1 无界流体中的点涡运动
7.1.2 边界和背景流场对点涡系运动的影响
7.2 点涡系静力学问题
7.3 点涡系稳定性分析
7.3.1 正多边形点涡系的稳定性
7.3.2 Karman涡街的稳定性
7.4 点涡系的相似性解
7.5 点涡系的混沌
7.5.1 点涡系的Hamilton系统
7.5.2 不可积性和混沌
7.5.3 半圆内两个点涡的运动
第8章 旋转系统中的流体运动
第9章 涡方法
习题
附录 矢量运算公式
参考文献
名词索引

前言/序言

　　2008年是中国科学技术大学建校五十周年。为了反映五十年来办学理念和特色，集中展示教材建设的成果，学校决定组织编写出版代表中国科学技术大学教学水平的精品教材系列。在各方的共同努力下，共组织选题281种，经过多轮、严格的评审，最后确定50种入选精品教材系列。
　　1958年学校成立之时，教员大部分都来自中国科学院的各个研究所。作为各个研究所的科研人员，他们到学校后保持了教学的同时又作研究的传统。同时，根据“全院办校，所系结合”的原则，科学院各个研究所在科研第一线工作的杰出科学家也参与学校的教学，为本科生授课，将最新的科研成果融入到教学中。五十年来，外界环境和内在条件都发生了很大变化，但学校以教学为主、教学与科研相结合的方针没有变。正因为坚持了科学与技术相结合、理论与实践相结合、教学与科研相结合的方针，并形成了优良的传统，才培养出了一批又一批高质量的人才。
　　学校非常重视基础课和专业基础课教学的传统，也是她特别成功的原因之一。当今社会，科技发展突飞猛进、科技成果日新月异，没有扎实的基础知识，很难在科学技术研究中作出重大贡献。建校之初，华罗庚、吴有训、严济慈等老一辈科学家、教育家就身体力行，亲自为本科生讲授基础课。他们以渊博的学识、精湛的讲课艺术、高尚的师德，带出一批又一批杰出的年轻教员，培养了一届又一届优秀学生。这次入选校庆精品教材的绝大部分是本科生基础课或专业基础课的教材，其作者大多直接或间接受到过这些老一辈科学家、教育家的教诲和影响，因此在教材中也贯穿着这些先辈的教育教学理念与科学探索精神。

《流体力学基础：流动与变形的原理》 本书深入探讨流体力学这一经典而至关重要的学科，为读者构建一个全面、系统的理论框架。我们将从流体最基本的概念入手，解析流体的性质，例如密度、粘性、可压缩性等，并理解它们在宏观尺度下如何影响流体的行为。 第一部分：流体的静止与平衡 首先，本书将引导读者进入流体静力学的世界。我们将详细介绍压力的概念，包括静压、静压强分布规律，并以此为基础，推导阿基米德浮力定律，解释物体在流体中的浮沉现象。我们将探讨容器内流体平衡的条件，以及压力计、液压系统等实际应用。此外，我们还会触及流体界面的行为，如表面张力及其引起的毛细现象。 第二部分：流体的运动与连续性 进入流体动力学领域，我们将首先阐述流体运动的基本概念，区分理想流体与实际流体的特性。连续性方程是描述流体运动守恒定律的核心，本书将对其进行详尽推导和解释，展示其在理解管道流、射流等现象中的重要作用。我们还会介绍流体速度场、流线、迹线等可视化工具，帮助读者直观理解复杂的流动形态。 第三部分：流体运动的动力学原理 牛顿第二定律在流体力学中的体现——动量方程，将是本书的重点之一。我们将从伯努利方程开始，介绍其在无粘性、不可压缩流体中的应用，并讨论其局限性。随后，我们将深入讲解动量方程，分析流体所受的力和动量变化之间的关系，这对于计算管道中的阻力、推进力等至关重要。本书还将介绍流体的旋转运动，例如涡旋的形成和演化，并探讨其在自然界和工程中的广泛影响。 第四部分：粘性流体的流动 粘性是流体固有的属性，它导致了流体内部的摩擦和能量耗散。本书将专门章节讨论粘性流体的行为，详细介绍层流与湍流的区别，以及它们发生的条件。我们将探讨边界层理论，理解粘性对壁面附近流场的影响，并介绍产生流体阻力的主要原因。对于湍流，我们将介绍其复杂的统计特性，以及描述湍流模型的基本思路。 第五部分：复杂流动的分析与应用 在掌握了基础理论后，本书将进一步拓展至更复杂的流动问题。我们将讨论可压缩流体的流动，例如气体在超音速条件下的行为。本书还会涉及多相流，如气液混合、固液混合等，并介绍处理这些复杂系统的基本方法。最后，我们将结合实际工程应用，例如航空航天、水利工程、环境保护等领域，展示流体力学原理的实际价值，并通过案例分析加深读者的理解。 本书旨在为从事工程技术、科学研究以及对流体力学有浓厚兴趣的读者提供坚实的基础知识。通过理论推导、概念阐释和实例分析相结合的方式，帮助读者掌握流体运动和变形的内在规律，并能将其应用于解决实际问题。本书语言严谨，逻辑清晰，力求做到深入浅出，成为读者学习流体力学的可靠伙伴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“中国科学技术大学精品教材：涡运动理论”本身就带着一种权威感和严谨性，让人对内容的深度和学术价值充满了期待。拿到手后，我翻开了扉页，书页的纸质手感非常棒，不是那种廉价的光面纸，而是略带磨砂质感，闻起来有一种淡淡的油墨香，这是一种很令人愉悦的阅读体验的开始。我本身对流体力学就有着浓厚的兴趣，尤其是涡这种看似简单却蕴含着无限复杂性的现象。在大学阶段，我们虽然接触过一些基础的流体力学概念，但对于涡运动的深入探讨，总感觉是隔靴搔痒，意犹未尽。这本书的出现，恰好填补了我在理论深度上的空白。从书名的“精品教材”四个字，我便能预见到作者在内容的组织、例题的选择、以及理论的推导上，都必然经过了精心的打磨和反复的斟酌。这种对教学质量的承诺，让我对即将展开的阅读之旅充满了信心，仿佛提前看到了那些清晰的数学推导，那些生动的物理图像，以及那些能够瞬间点亮思维的独到见解。我迫不及待地想深入其中，去理解那些支配着湍流、旋涡的深层规律，去探索那些隐藏在自然界和工程应用中的涡的奥秘。这本书不仅仅是一本教材，更像是一扇通往更广阔科学世界的大门，而我，正准备推开它。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次看到“中国科学技术大学精品教材：涡运动理论”这本书时，我的第一反应就是它的专业性和权威性。中国科大在科技教育领域的影响力毋庸置疑，“精品教材”的标签更是加剧了我对这本书的期待。我一直以来都对流体力学，特别是涡运动这一迷人的现象充满了好奇。在我过去的学习经历中，虽然接触过一些流体相关的课程，但总觉得对于涡的理解不够深入和系统。我渴望能够找到一本能够系统性地介绍涡的产生、发展、以及其复杂行为的教材。我设想这本书能够提供清晰的理论推导，从最基础的数学模型开始，逐步构建起完整的涡运动理论体系。我希望它能帮助我理解各种类型的涡，例如环涡、自由涡、附着涡等，以及它们是如何在不同的流场环境中形成的。同时，我也希望这本书能够包含一些经典的实验案例和数值模拟结果，用以佐证理论的有效性，并帮助我更直观地理解涡的物理本质。

评分☆☆☆☆☆

“中国科学技术大学精品教材：涡运动理论”这个书名，一看就给人一种专业、扎实的感觉。作为一名对流体力学领域抱有浓厚兴趣的学生，我一直在寻找一本能够真正带我深入理解涡运动的书籍。大学期间接触的教材，虽然涵盖了流体力学的一些基本概念，但对于涡的深入探讨，往往止步于表面，无法满足我进一步探索的欲望。因此，当看到“中国科大精品教材”这个标签时，我几乎毫不犹豫地决定购买。我设想这本书能够提供一个严谨的理论框架，从最基础的涡的定义、分类，到复杂的涡动力学方程，以及各种分析涡运动的方法。我尤其期待书中能够包含一些经典的理论模型，比如雷诺平均方程、涡粘性理论等，并且能够对它们的推导过程进行详细的讲解。同时，我也希望书中能够涉及一些涡在实际工程应用中的例子，例如飞机设计中的气动涡，或者天气预报中的大气涡，这样能够帮助我将理论知识与实际问题联系起来，提升学习的趣味性和目的性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“中国科学技术大学精品教材：涡运动理论”让我立刻联想到了一系列严谨的学术研究和精益求精的教学方法。中国科学技术大学在国内的科学教育领域有着举足轻重的地位，而“精品教材”的定位，更是让我对这本书的内容质量和深度充满了信心。我一直认为，涡运动是流体力学中最具代表性和挑战性的领域之一，它在自然界和工程技术中都扮演着至关重要的角色。然而，要真正理解涡的复杂性，需要系统性的理论指导和深入的分析。我期待这本书能够为我提供一套完整、清晰、且具有学术高度的涡运动理论体系。我希望它能够从最基本的流体动力学方程出发，逐步推导出描述涡运动的核心方程，并且能够深入探讨各种涡的形成机制、演化过程以及其稳定性问题。同时，我也希望书中能够提供一些前沿的研究方向和未解决的难题，激发我对该领域的进一步探索兴趣，让我能够站在巨人的肩膀上，去审视这个迷人的科学领域。

评分☆☆☆☆☆

我个人一直认为，一本优秀的教材，其价值不仅仅在于内容的丰富，更在于它能否以一种令人信服的方式，将科学知识传递给读者。当我在书店里看到“中国科学技术大学精品教材：涡运动理论”这本书时，我立刻被它的书名所吸引。中国科大作为国内顶尖的理工科院校，其教材的质量自然不言而喻。“精品教材”这四个字更是赋予了它一种承诺，承诺着内容的精炼、逻辑的严谨以及教学的有效性。拿到手中，我注意到这本书的排版设计非常用心，字体大小适中，间距合理，阅读起来丝毫不会感到疲劳。封面设计虽然简洁，但却透露出一种沉稳的学术气息。我非常期待这本书能够提供清晰的理论框架，让我能够系统地了解涡运动的各个方面。我希望它能够从最基础的定义和性质开始，逐步深入到复杂的动力学方程和分析方法，并且能够辅以大量的实例，让我能够更好地理解这些理论在实际问题中的应用。例如，我希望它能详细解释涡如何影响飞机机翼的升力，或者如何在海洋洋流中形成巨大的涡旋。

评分☆☆☆☆☆

“中国科学技术大学精品教材：涡运动理论”这个书名，给我的第一印象就是这是一本经过精心打磨、内容翔实、且具有很高学术价值的教材。中国科大在国内理工科领域的地位不言而喻，而“精品教材”的定位更是暗示了其内容的严谨性和教学的科学性。我本人对流体力学领域有着浓厚的兴趣，尤其对涡运动这一看似简单却蕴含无限复杂的现象深感着迷。过去在学习过程中，对于涡运动的理解往往是零散的、碎片化的，缺乏一个系统的理论框架来指导。因此，我非常期待这本书能够填补我在这方面的知识空白。我希望它能够从最基本的流体动力学原理出发，循序渐进地讲解涡的形成、演化、相互作用以及耗散等关键概念。我期待书中能够包含对各种涡理论的深入剖析，比如关于湍流涡结构、涡动力学方程的推导及其解的性质，甚至是一些与涡相关的数值方法介绍。

评分☆☆☆☆☆

书名“中国科学技术大学精品教材：涡运动理论”让我对这本书产生了极大的兴趣。我一直认为，中国科大的教材在学界有着很高的声誉，尤其是在一些基础学科领域，它们往往代表了国内的最高水平。而“涡运动理论”这个主题，本身就充满了挑战性和吸引力。涡旋是流体力学中最普遍、最复杂的现象之一，它的研究贯穿了从基础理论到工程应用的各个层面。我曾经在一些科普读物或者期刊文章中接触过关于涡的介绍，但总感觉碎片化，缺乏系统性。因此，我一直渴望能够找到一本权威的、能够系统性阐述涡运动理论的教材。当我看到这本书时，我立刻联想到了它可能拥有的那些深厚的理论基础，清晰的逻辑推导，以及可能包含的许多我未曾接触过的研究成果。我期待这本书能够不仅仅满足于介绍基本的涡概念，更能深入到涡的生成机制、能量传递、以及它在不同尺度下的表现形式。我希望它能提供严谨的数学工具，帮助我理解和分析复杂的涡现象，让我能够真正掌握这门学科的精髓。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“中国科学技术大学精品教材：涡运动理论”一出现，就立刻吸引了我的目光。我一直以来都对那些能够系统性地阐述某一科学分支的著作情有独钟，尤其是当它来自中国科大这样一个以理工科闻名的高等学府时，其学术含金量更是毋庸置疑。拿到这本书，我首先注意到的是它的装帧设计，简洁大气，透着一股沉稳的学术气息。翻开书页，字迹清晰，排版合理，阅读起来非常舒适，没有那种杂乱无章的感觉，这对于一本需要高度专注和理解的教材来说至关重要。我个人在学习过程中，非常看重教材的逻辑性和连贯性。一本好的教材，应该能够层层递进，将复杂的概念分解成易于理解的部分，并巧妙地将它们串联起来。我期待这本书能够做到这一点，能够引导我从最基础的涡概念出发，逐步深入到更复杂的涡动力学，甚至涉及到一些前沿的研究方向。我希望它能提供丰富的例证，让我能够将理论知识与实际应用联系起来，而不是仅仅停留在抽象的数学公式层面。相信这样一本“精品教材”，一定会在这些方面给我带来惊喜。

评分☆☆☆☆☆

“中国科学技术大学精品教材：涡运动理论”这个书名，让我在第一眼看到它的时候，就产生了一种敬畏感，同时也充满了好奇。中国科大在基础科学领域一直享有盛誉，而“精品教材”的标签更是加剧了我对其内容的期待。我一直觉得，涡运动是一个非常迷人的研究领域，它出现在我们生活中的方方面面，从宏观的天体运动到微观的流体湍流，无处不在。然而，真正去理解它背后的数学模型和物理机制，却需要严谨的理论指导。我曾经尝试阅读过一些相关的文献和资料，但往往因为缺乏系统性的梳理和深入的讲解而感到困惑。因此，当我看到这本书名时，就仿佛看到了一个解决我困惑的希望。我期待这本书能够提供一套完整、系统、且具有深度和广度的涡运动理论体系。我希望它不仅能讲解基本的概念和方程，更能深入探讨涡的生成、演化、相互作用以及其在各种物理现象中的作用。我期待它能够用清晰的语言和严谨的推导，带领我一步步揭开涡运动的神秘面纱，让我能够更深刻地理解这个现象背后的科学原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“中国科学技术大学精品教材：涡运动理论”一出现，就吸引了我。作为一名对科学理论有着强烈探索欲的读者，我一直很欣赏那些能够系统性地梳理和讲解某个学科分支的著作。中国科大在中国的科学教育领域一直享有极高的声誉，而“精品教材”的标签更是让我对这本书的内容质量和学术深度充满了信心。我一直对涡运动这一现象感到非常着迷。从天体运动中的行星环流，到日常生活中常见的漩涡，涡似乎无处不在。然而，要真正理解其背后的科学原理，需要严谨的理论支持。我希望这本书能够提供一个清晰、连贯、且具有深度的理论框架，帮助我系统地学习涡运动的理论知识。我期待它能够从最基本的数学定义出发，逐步深入到各种涡的分类、形成机制、以及它们在不同物理环境下的演化规律。我希望作者能够用严谨的语言和清晰的逻辑，带领我探索涡运动的奥秘，让我能够对这个迷人的科学领域有一个全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

很好的书，内容详细，包装也不错。快递也很给力。

评分☆☆☆☆☆

最近在研究旋涡的相关问题，目前大多数的书籍关于旋涡的介绍都过于肤浅，而且物理意义介绍也很不明确。偶然间发现了这本书，仿佛云开雾散，视野瞬间开阔了不少，适合专门做研究的人细细品味。

评分☆☆☆☆☆

国内难得的好书，经典书籍，值得推荐。

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质量不错，实惠，快质量不错，实惠，快

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很好的书，理论清晰，应用或物理机制方面解释略少

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又没京豆啦啦啦