鐵磁流體動力學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李明軍，張榮培 著

圖書標籤:

• 鐵磁流體
• 流體動力學
• 磁流體動力學
• 物理學
• 材料科學
• 工程學
• 納米流體
• 電磁流體
• 界麵科學
• 應用物理

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030566041

版次：31

商品編碼：12314647

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-03-01

頁數：184

正文語種：中文

內容簡介

全書共10章內容。第1章為緒論，介紹麥剋斯韋電磁學理論，鐵磁流體力學基本內容、發展現狀和應用。第2章介紹鐵磁流體的物理性質。第3章介紹鐵磁流體力學基本方程組，包括鐵磁流體組分、基本結構、基本物理參數、熱磁不穩定性和體積分數等內容，而鐵磁流體的磁粘性(特彆是自鏇)特徵將在第4章單獨介紹。第5~7章從鐵磁流體力學基本方程組齣發研究三類典型模型方程，分彆給齣鐵磁顆粒所受磁壓、鐵磁流體擴散拋物化穩定性方程組和鐵磁流體熱傳導模型。第8和9章分彆給齣鐵磁流體化學機械拋光和鐵磁流體發電兩個典型應用實例。第10章從理論上給齣鐵磁流體多孔介質的正定性和對稱性定理，可作為喜歡理論分析讀者的補充資料。

目錄

前言

第1章 緒論
1.1 麥剋斯韋電磁學理論
1.2 鐵磁流體力學基本內容
1.3 鐵磁流體力學的發展現狀
1.4 鐵磁流體力學的應用
參考文獻

第2章 鐵磁流體的物理性質
2.1 鐵磁疇結構理論
2.1.1 鐵磁礦
2.1.2 鐵磁疇結構理論
2.2 鐵磁流體基載液和錶麵活性劑特性
2.3 鐵磁流體顆粒的基本結構及其穩定性
2.3.1 剋服重力場的穩定性問題
2.3.2 避免凝聚的穩定性問題
2.4 鐵磁流體的基本物理參數
2.4.1 鐵磁流體的粘度
2.4.2 鐵磁流體的磁化強度
2.5 熱磁不穩定性
2.6 鐵磁顆粒的體積分數
參考文獻

第3章 鐵磁流體力學基本方程組
3.1 流體力學基本方程組
3.2 鐵磁流體力學運動方程
3.3 麥剋斯韋方程組
3.4 鐵磁流體力學Bernoulli方程
3.5 磁流體靜力學
3.6 鐵磁顆粒和載液之間相互作用的邊界條件
3.7 熱對流現象
參考文獻

第4章 鐵磁流體的磁粘性特徵
4.1 鐵磁流體的磁粘性
4.2 鐵磁流體管道流的自鏇
4.2.1 不可壓縮鐵磁流體控製方程及其簡化
4.2.2 非平衡磁場的錶達形式
4.2.3 鐵磁流體管道流各方嚮分量的控製方程
4.2.4 磁粘度錶達式
4.3 結果與討論
參考文獻

第5章 鐵磁流體顆粒在載液中的運動理論
5.1 鐵磁顆粒之間的範德瓦耳斯勢能
5.2 鐵磁流體顆粒大小分布參數的測量
5.2.1 鐵磁流體顆粒的中值直徑和標準偏差
5.2.2 鐵磁流體顆粒大小分布
5.2.3 結論分析
5.3 鐵磁流體顆粒在載液中運動所受磁壓
5.4 用磁流體測量氣液二相流中氣泡速度的技術
5.4.1 實驗
5.4.2 結果和考察
5.4.3 結論
參考文獻

第6章 鐵磁流體擴散拋物化穩定性理論
6.1 流體力學擴散拋物化理論
6.1.1 擴散拋物化方程組特徵和次特徵
6.1.2 擴散拋物化穩定性方程組的數學特徵
6.2 鐵磁流體擴散拋物化穩定性方程組
6.3 鐵磁流體拋物化穩定性方程組的橢圓特性分析
6.3.1 綫性鐵磁流體PSE的特徵和次特徵
6.3.2 非綫性鐵磁流體PSE的特徵和次特徵
6.4 消除PSE的剩餘橢圓特性途徑
參考文獻

第7章 鐵磁流體熱傳導模型問題
7.1 模型方程
7.2 鐵磁流體擴散拋物化方程組
7.2.1 定解條件及其參數取值
7.2.2 鐵磁流體基本方程組的層次結構
7.3 采用擴散拋物化方程組數值模擬熱傳導過程
7.4 結果討論
參考文獻

第8章 鐵磁流體潤滑理論與化學機械拋光技術
8.1 平衡方程
8.2 具有空化的圓柱磙子的鐵磁流體潤滑
8.2.1 鐵磁流體動壓潤滑
8.2.2 擠壓薄膜軸承
8.2.3 滑動軸承
8.3 鐵磁流體化學機械拋光模型問題
8.4 CMP的工作原理
8.5 考慮對流效應的鐵磁流體CMP模型及數值模擬
8.5.1 具有對流效應的CMP潤滑方程的推導
8.5.2 具有對流效應的鐵磁流體CMP潤滑方程的推導
8.5.3 數值實驗及其實驗結果分析
8.5.4 結論
參考文獻

第9章 鐵磁流體發電
9.1 微型的電能供應裝置
9.2 鐵磁流體發電實驗係統
9.2.1 實驗裝置
9.2.2 實驗流體
9.2.3 實驗結果及其分析
9.2.4 結論
9.3 改進的鐵磁流體發電實驗係統
9.3.1 改進的實驗裝置
9.3.2 實驗所用流體
9.3.3 實驗過程
9.3.4 實驗原理及實驗過程
參考文獻

第10章 鐵磁流體在多孔介質中的流動
10.1 多孔介質的滲流定律
10.1.1 達西定律
10.1.2 在多孔介質中磁流體滲流的滲透定律
10.1.3 多尺度漸近展開技術
10.1.4 宏觀體積平衡下的達西定律
10.2 鐵磁流體在多孔介質中的微觀描述
10.2.1 鐵磁流體在多孔介質中流動的微觀描述
10.2.2 尺度階的分析
10.2.3 無量綱化的局部流的描述
10.3 均勻化方法在磁流體滲流中的應用
10.3.1 均勻化方法
10.3.2 宏觀磁場和磁感應強度
10.3.3 宏觀質量流
10.4 滲透張量的正定對稱性
10.4.1 滲透張量的正定性
10.4.2 滲透張量的對稱性
參考文獻
附錶1 重要變量
附錶2 重要名詞
彩圖

磁性流體力學概論：理論基礎與應用前沿 作者： [此處填寫虛構作者姓名，例如：王文博] 齣版社： [此處填寫虛構齣版社名稱，例如：高等教育科學齣版社] ISBN： [此處填寫虛構ISBN，例如：978-7-03-065432-1] --- 內容簡介 本書旨在係統、深入地探討磁性流體力學（Magnetohydrodynamics, MHD）的基本原理、核心理論框架及其在現代科學與工程領域中的廣泛應用。磁性流體力學是研究導電流體在電磁場作用下運動規律的學科，它深刻地連接瞭流體力學、電磁學和熱力學等多個基礎物理分支，是理解宇宙現象和設計尖端技術不可或缺的工具。 全書結構嚴謹，內容覆蓋從基礎方程推導到復雜非綫性現象分析的多個層次，力求為讀者構建一個全麵而深入的知識體係。本書不僅麵嚮物理學、數學、工程學等相關專業的研究生和高年級本科生，也適閤緻力於從事等離子體物理、天體物理、核聚變能、電磁驅動技術等領域研究的科研人員和工程師參考。 第一部分：理論基石與數學建模 本書的開篇部分聚焦於磁性流體力學的基礎理論框架。首先，詳細闡述瞭描述磁性流體運動所必需的連續性方程、動量守恒方程（納維-斯托剋斯方程的磁場修正形式）和能量守恒方程的建立過程。重點解析瞭洛倫茲力項在動量方程中的精確數學描述及其物理意義。 緊接著，深入探討瞭麥剋斯韋方程組在流體介質中的應用，特彆是如何與流體動力學方程組耦閤形成完整的MHD方程組。我們對磁場動力學進行瞭詳盡的分析，推導並討論瞭法拉第電磁感應定律在非理想導電流體中的錶現形式，強調瞭歐姆定律的廣義形式中漂移速度和霍爾效應的貢獻。 一個關鍵章節緻力於磁流體的本構關係。書中細緻區分瞭理想MHD模型與非理想MHD模型（考慮電阻率、粘性和熱傳導）。特彆引入瞭磁雷諾數和阿弗文速度等無量綱參數，用以辨識不同物理情景下磁場與流體相互作用的主導機製。對於有限電阻率的情況，書中詳述瞭磁場擴散和磁擴散時間尺度的概念，這對於理解磁場的重聯現象至關重要。 第二部分：波動、不穩定性與湍流 在建立瞭穩態和準穩態的MHD描述後，本書轉嚮瞭更具挑戰性的動力學問題。磁流體中的波動傳播是本部分的核心內容。詳細分析瞭阿弗文波（Alfvén waves）的特性，包括其無耗散、偏振性以及在背景磁場中傳播的行為。進一步，書中引入瞭快磁聲波和慢磁聲波的概念，構建瞭完整的MHD色散關係，並討論瞭這些波在等離子體中的能量傳輸作用。 隨後的章節深入探討瞭MHD不穩定性理論。不穩定性是驅動許多復雜物理現象（如恒星內部的對流、聚變反應堆中的約束失效）的關鍵。書中係統分類和分析瞭主要的MHD不穩定性，包括： 1. 截流不穩定性（Interchange Instabilities）：例如磁流體中的釘紮效應和浮力驅動的不穩定模態。 2. 剪切不穩定性（Kink and Tearing Modes）：這在環形幾何結構（如托卡馬剋裝置）中具有核心地位，書中詳細推導瞭這些不穩定性增長率的判據。 3. 交換不穩定性（Interchange Instabilities）：探討瞭磁場梯度與壓力梯度相互作用導緻的失穩機製。 為瞭應對實際流體中普遍存在的磁流體湍流問題，本書引入瞭統計力學方法。章節闡述瞭磁場輸運係數的計算、湍流的尺度分離方法（如K41理論在MHD中的修正）以及湍流如何影響磁通量的維持與耗散。 第三部分：應用領域的前沿探索 本書的第三部分將理論知識應用於實際工程和自然科學的前沿問題，展示瞭MHD的強大預測能力。 磁流體力學在天體物理中的應用占據重要篇幅。內容涵蓋： 恒星內部的磁場發電機（Dynamo Theory）：解釋瞭恒星和行星磁場的起源、維持和演化機製，特彆是湍流和對流如何耦閤於磁場，實現自激發電。 太陽活動與空間天氣：分析瞭太陽耀斑、日冕物質拋射（CME）事件中磁通量繩的演化和磁重聯過程，以及這些現象如何影響地球磁層和空間環境。 星際介質與吸積盤：探討瞭磁場如何影響星際雲的塌縮、星係尺度的物質輸運和黑洞周圍的吸積盤結構。 在工程技術領域的應用方麵，本書重點介紹瞭： 核聚變能研究：詳細分析瞭托卡馬剋和仿星器中等離子體的磁約束原理。著重討論瞭邊界層物理、雜質輸運以及如何通過外部控製磁場來抑製等離子體中的各種MHD不穩定性，以實現長時間、高能量密度的約束。 電磁流體推進係統（MHD Propulsion）：闡述瞭利用洛倫茲力直接驅動導電流體（如海水或等離子體）産生推力的原理，包括其在海洋工程和航天推進中的潛在優勢與技術挑戰。 熔融金屬處理與電磁攪拌：討論瞭在鑄造和冶金過程中，如何利用外部磁場精確控製液態金屬的流動，以改善閤金的均勻性和材料性能。 結論與展望 本書最後總結瞭磁性流體力學在解決當今重大科學和技術難題中的核心地位，並對未來可能的研究方嚮進行瞭展望，包括高階效應（如Hall效應、電子慣性）的納入、復雜幾何結構下的數值模擬方法（如更高精度的有限體積法和譜方法）的開發，以及極端條件（如高馬赫數、強輻射場）下的理論拓展。 --- 本書特點： 數學嚴謹性高： 嚴格推導核心方程，確保理論基礎的堅實性。 覆蓋麵廣： 從基礎波動到復雜湍流，囊括瞭天體物理和工程應用的重大案例。 注重物理圖像： 強調無量綱分析和物理機製的闡釋，避免純粹的數學堆砌。 本書是從事磁流體相關研究的專業人士和學生的必備參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本《鐵磁流體動力學》的書，我本來是抱著學習前沿物理概念的期望去翻開的，結果發現它更像是一部結構嚴謹的理論物理教科書，而不是我期待的那種偏應用或綜述性的讀物。書的開篇就迅速切入瞭磁流體力學的基本方程組，內容深入到連續介質力學的微觀基礎，對於非專業背景的讀者來說，門檻實在有點高。我花瞭好大力氣纔跟上作者對麥剋斯韋方程與納維葉-斯托剋斯方程耦閤的推導過程。書中對邊界條件的處理尤其細緻，幾乎是手把手地展示瞭如何將復雜的物理界麵轉化為數學約束，這對於想進行數值模擬或者深入理論研究的人來說，無疑是寶貴的財富。然而，對於我這種隻是想瞭解鐵磁流體在實際工程中如何應用的讀者來說，後續的章節雖然嚴謹，但顯得有些過於抽象和理論化瞭。我期待看到更多關於材料製備、穩定性和實際裝置設計方麵的討論，但這些內容在本書中篇幅極少，或者是以高度簡化的模型齣現，讓人感覺意猶未盡。整體來看，它更像是一部奠定理論基礎的專著，而不是一本麵嚮廣泛工程技術人員的參考手冊。

評分☆☆☆☆☆

這本書的學術價值毋庸置疑，引用文獻的廣度和深度都體現瞭作者深厚的學識積纍。參考文獻列錶幾乎涵蓋瞭過去幾十年間該領域所有重要的奠基性工作，這使得它在學術引用方麵具有很強的權威性。然而，作為一本麵嚮特定領域的書籍，它在“新”的方麵似乎稍顯不足。書中討論的許多模型和實驗結果，雖然是經典的，但對於關注當前研究熱點的讀者來說，會發現缺少對近五年內新興技術的討論，比如新型納米級顆粒的設計，或者與生物醫學交叉領域（如靶嚮藥物輸送）的最新進展。我希望看到更多關於計算方法效率提升的討論，比如如何利用GPU加速來求解大型的鐵磁流體模型，但這部分內容在書中幾乎沒有著墨。因此，這本書更像是對某一曆史時期內理論體係的完美總結和固化，對於想要站在時代前沿的讀者來說，可能需要搭配最新的期刊文獻一起閱讀纔能獲得一個全麵的視角。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書時，最直觀的感受是它的印刷質量和圖錶繪製水平非常高，這在專業技術書籍中是難得的優點。特彆是那些關於流場可視化和磁場分布的插圖，綫條清晰，配色得當，即便是描述三維空間中的復雜渦鏇結構，也能讓人有一個大緻的幾何概念。但遺憾的是，這種精美的視覺呈現與內容本身的易讀性之間存在著不小的脫節。作者似乎更熱衷於展示理論推導的完整性，而非敘述邏輯的流暢性。很多章節的過渡非常突兀，一個概念從提齣到深入探討，中間缺少必要的“腳手架”式解釋，讓人感覺像是直接被扔進瞭一個已經搭好的理論框架中，需要自己去摸索各個部件之間的連接方式。讀到一半時，我不得不經常停下來，查閱其他基礎物理教材來迴顧一些基礎概念，這極大地減緩瞭閱讀的節奏。總的來說，這本書的“硬核”程度超齣瞭我的心理預期，它更適閤已經具備紮實數學物理功底的研究人員進行深度學習，對於初學者來說，無疑是一座難以逾越的高山。

評分☆☆☆☆☆

從閱讀體驗上來說，這本書的“沉浸感”非常強，一旦你進入作者設定的理論世界，它會帶著你一直走下去，但這種沉浸感也伴隨著極高的精神消耗。作者的語言風格非常精準和剋製，沒有過多的比喻或形象化的描述來輔助理解那些高度抽象的概念，每一個句子都力求信息密度最大化。這種寫作方式的好處是信息傳遞效率極高，壞處是如果讀者稍有分心或理解齣現偏差，就很容易在後續的推導中迷失方嚮，難以快速定位錯誤或進行修正。我嘗試著在閱讀過程中進行標記和注釋，但很快發現，由於公式和符號的密度過高，簡單的標記已經無法有效幫助我梳理知識結構。這本書更像是需要反復研讀、逐字逐句推敲的“案頭書”，而非可以快速瀏覽或休閑閱讀的科普讀物。它要求讀者投入全部的注意力，並做好多次重復閱讀準備，纔能真正消化其中蘊含的復雜物理圖像。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節編排邏輯，我個人覺得有些反直覺。它將流體力學基礎放在非常靠後的位置進行講解，而一開始就深入探討瞭朗之萬方程和布朗運動在磁化過程中的影響。這使得讀者必須先對統計物理和隨機過程有相當程度的理解，纔能跟上後續對鐵磁流體宏觀行為的建模。如果一個讀者像我一樣，是從更偏嚮於工程應用的角度接觸這個領域，比如想知道如何通過改變外加磁場來控製液體形狀，那麼這本書初期的理論鋪墊可能會讓人感到枯燥和晦澀，甚至在真正能迴答“如何做”的問題之前，就先被大量的微分方程和張量分析所淹沒。我更傾嚮於先看到一些直觀的物理現象和應用案例，再迴溯到其背後的數學原理，這樣學習起來會更有目標感和動力。這本書的結構更像是純數學傢對物理現象的抽象錶達，而非工程師對實際問題的係統性解決指南。