流体力学基础与应用(第4版):工程与科研必备经典教材
权威作者与教学理念
《流体力学:基础与应用》第4版由Yunus A. Çengel与John M. Cimbala教授合著,是工程及物理科学领域广受认可的核心教材。两位作者在热科学与流体动力学领域具有深厚造诣,强调“做中学”的教学理念,通过真实案例和清晰解释帮助学生掌握复杂概念。
- Yunus A. Çengel以深入浅出的讲解风格著称,擅长将抽象理论具象化;
- John M. Cimbala在计算流体力学(CFD)与环境工程方面经验丰富,强化了理论与实际应用的结合;
- 全书贯穿问题导向学习模式,涵盖航空航天、生物医学、土木与环境工程等多领域实例。
内容结构与核心章节
第4版延续经典框架,优化图表并更新数据,系统覆盖流体力学关键知识点:
- 基础概念:流体性质、静力学、控制体分析及连续介质假设;
- 积分形式流动分析:质量、动量与能量守恒定律及其在管道、明渠与涡轮机械中的应用;
- 微分形式流动分析:纳维-斯托克斯方程、边界层理论、粘性流动与转捩现象;
- 计算与实验方法:有限体积法与差分法入门,实验测量、流动可视化及CFD实现;
- 专题与拓展应用:可压缩流动、激波、生物流体力学、环境流与微流控技术。
每章设有明确学习目标,并配备超过1300道课后习题,涵盖概念题、计算题与开放性研究问题,强化知识掌握与综合应用能力。
教学创新与配套资源
- 增强可视化设计:优化插图与实拍图像,提升对复杂流动形态的理解;
- 分步示例解析:提供详细推导过程,培养独立解题能力;
- 概念自测题:穿插于正文,支持即时反馈与阶段性评估;
- 在线补充资源:包含MATLAB脚本、CFD教程、视频讲座与扩展习题集,适用于教师教学与自主学习。
对科研人员的价值
- 提供最新的湍流模型、摩擦系数与传热关联式,支撑实验与仿真研究;
- 深入探讨量纲分析、相似准则与尺度效应,助力跨工况实验设计;
- 结合风力机气动性能、心血管血流等实际案例,展现多学科交叉应用能力。
广泛适用的跨学科工具书
本书在多个工程与科学领域具有高度适用性:
- 生物医学工程:血液动力学与心血管器械设计;
- 环境科学:污染物扩散、河流水力学与大气边界层建模;
- 化学工程:反应器、混合设备与分离过程设计;
- 航空航天工程:升力、阻力与推进系统分析。
总结与推荐
《流体力学:基础与应用》第4版集理论深度、计算方法与实验指导于一体,是高年级本科生、研究生及科研人员的理想选择。其严谨而易读的内容体系,为应对现代流体力学挑战提供了全面支持。无论是开展前沿研究、开发新技术,还是教学培训,本书均具备重要参考价值。
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