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高丕娟 译

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店铺： 金卫文化图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030345417

商品编码：29912831604

丛书名： 流动中的力量--图解流体力学(四色全彩)形形

开本：32开

出版时间：2012-07-01

商品参数

流动中的力量：图解流体力学
	曾用价	45.00
	出版社	科学出版社
	版次	1
	出版时间	2018年01月
	开本	32
	作者	（日）小峰龙男著；高丕娟译
	装帧	平装
	页数	180
	字数	200
	ISBN编码	9787030345417

内容介绍
　　在我们生活的世界中，各种各样形形色色的事物和现象，其中都必定包含着科学的成分。在这些成分中，有些是你所熟知的，有些是你未知的，有些是你还一知半解的。面对未知的世界，好奇的你是不是有很多疑惑、不解和期待呢？！“形形色色的科学”趣味科普丛书，把我们身边方方面面的科学知识活灵活现、生动有趣地展示给你，让你在畅快阅读中收获这些鲜活的科学知识！
　　空气和水是我们日常生活中*常见的流体，它们虽然有类似的运动方式，但是却有着迥异的性质。飞机为什么能够飞行？水槽中的水为什么越接近排水口流速就越快？游泳衣的材料设计为什么要模仿鱼类？新干线的外形设计又有什么玄机？读读这本书，你就明白了！
目录
图解流体力学目录
第1章 流体的性质 001
001 看我七十二变 流体的流动性 002
002 应用流体流动性的应用 混凝土搅拌车和轻合金轮胎 004
003 自行车轮胎的空气压 压强是怎么产生的？ 006
004 压强的单位是帕斯卡 压强单位的符号是Pa 008
005 用吸管喝果汁时果汁的运动 关于压强的分析方法 010
006 从重量到力 量力和力 012
007 空气和水产生的压强 气压和水压 014
008 水受热不会膨胀，但空气受热后会膨胀 受热和体积变化 016
009 水受到挤压也不会缩小，空气受到挤压会缩小 受力和体积的变化 018
010 火灾报警器和燃气发动机 体积变化的应用 020
COLUMN 关于气塞现象的思考 022
第2章 流体性质的应用 023
011 水和空气的黏度不一样 黏性 024
012 倍力装置的结构 帕斯卡原理 026
013 汽车的制动装置 帕斯卡原理的应用 028
014 流体作用于物体上的力 浮力 030
015 物体是漂浮还是下沉取决于比重的大小 比重和谭力 032
016 利用浮力搭建运载船只的电梯 闸门 034
017 下落的水滴是球体 表面张力 036
018 表面张力和空气的作用力 水滴的变形 038
019 液体会渗入缝隙的原因 毛细管现象和浸润 040
020 液晶板毛细管现象 毛细管现象的应用 042
021 古人的智慧一一水平面的创造 水平面和连通管 044
022 从房屋建筑到户外 水准测量 046
COLUMN 据来源去的樟脑船 048
第3章 流体流动的性质 049
023 使船只平稳的力 复原力和力矩050
024 无动力喷泉的结构 高度差产生的能量 052
025 下落的水流能把水吸上来 虹吸原理 054
026 作用于液面的力的平衡 质点的平衡 056
027 浴池里的涡流和杯子里的涡流 自由涡流和强制涡流 058
028 涡流的组合 兰金复合涡流 060
029 空气和水流动的相关概念 流线 062
030 人和汽车都具有与流体相同的特点 流体的思考方法 064
031 水龙头的调节和水的流动 层流和湍流 066
032 物体的形状带来的阻力 压强和摩擦力 068
033 空气产生的各种阻力作 用于物体的阻力 070
034 让流动混乱能够减小阻力 分离和涡旋 072
035 低温水中产生的泡沫 气穴现象① 074
036 “水中的气泡”有利也有弊 气穴现象② 076
COLUMN 碳酸饮料和气穴现象 078
第4章 运动流体的性质 079
037 家用自来水管道中的流体力学知识 水的流量 080
038 流量的守恒 连续性方程式 082
039 流体的能量守恒定律 伯努利定理 084
040 伯努利定理的应用 伯努利效应① 086
041 流体的速度和压强的应用 伯努利效应② 088
042 测量飞机和F1赛车的速度 皮托管 090
043 从压强计的读数变化中了解速度的变化 静压和速度水头 092
044 能量一定会有损失 损失木头 094
045 喷流而出的水的性质 流线和伯努利定理 096
046 水的流动和消防设备 压强水头和损耗 098
047 流体的流势 流体的运动量 100
048 软水管洒水的特点 动量守恒定律 102
049 用软水管洗车 流体的撞击 104
050 流体不会瞬间停止 水击作用 106
COLUMN 病房里的空气流动 108
第5章 日常现象和流体的运动 109
051 流线弯曲的流体压强 流线曲率定理 110
052 分析杯子中的涡旋 二次流 112
053 表面上产生的力的作用 作用力和反作用力 114
054 通过操作空气而带来舒适的空调设备 柯安这效应 116
055 流线曲率和曲线球 马格努斯效应 118
056 关于升力的分析方法① 伯努利定理和升力 120
057 关于升力的分析方法② 流线曲率定理和升力 122
058 关于升力的分析方法③ 反作用力 124
059 机翼表面的流动① 柯安边效应和升力 126
060 机翼表面的流动② 循环 128
061 机体周围的流动 循环流动和循环 130
062 导流罩的必要性 分离和涡旋 132
063 物体后部的流动 卡门涡列 134
064 风吹电线发出的响声和摇摆球 涡旋的作用力 136
065 涡振动和涡列的预防方法 通过凹凸预防涡旋 138
066 用螺旋保护大型建筑物 长桥和输电蜡 140
067 卡门涡列的应用 涡列的频率 142
COLUMN 花与电动自行车——从兴趣聊起 144
第6章 流体机械 145
068 分析流体的流控技术 流体逻辑器件 146
069 喷嘴和感应器 射流振荡器 148
070 出入口上的空气阀 流体的压力输送方法 150
071 输送污水的方法 下水道设备 152
072 水井和温泉的深度 潜水泵 154
073 白天发电、晚上抽 水水轮机和水泵 156
074 利用气泡的扬水装置 气动轴水泵 158
075 在很小的空间内产生巨大的力 液压机械 160
COLUMN 历史遗迹和流体元素 162
参考文献 163
在线试读
第1章 流体的性质
　　存在于我们身边的水和空气是具有代表性的流体。无论是水还是空气，把它装进四方形的容器它就会变成四方形，把它装进圆形的容器它就会变成圆形，流体本身并没有一定的形状。接下来我们就来分析介绍流体的基本性质。
　　001 看我七十二变 流体的流动性
　　水和空气是我们身边*具有代表性的流体。流体本身并没有特定的形状，能够被装进任何形状的容器中，就像凤和向流一样，能够自由地流动，这就是流体的流动性。如图1所示，把水装进瓶子中，容器的下部就会聚积水，而容器的上方则会充满空气，虽然我们用眼睛看不到。将这个容器倾斜，水和空气的形状很容易就会发生变化。
　　具有这种流动性的物体不仅有空气和水，沙漏中的沙粒也能够捂着颈部管道向下流动。就像自来水管道的水龙头能够控制水流大小那样，如果沙漏的颈部管道变粗，抄子流出的时间就变短，反之沙子流出的时间就变长。如上所述，细微的粉状体等物质也与流体一样具有流动性。在工厂的生产车间.小螺丝钉等微小零部件的运送过程利用的是振动作用，这就是送料机(零部件供给装置)的工作原理。送料机不仅能传送零部件，还能将东倒西歪的零部件通过震动作用在传送过程中整理得依头顺尾，这就是送料机的特征。像送料机上的小螺丝钉那样，“全体成员”自由地改变姿态并同时移动的形式与流体的流动性非常相似。
　　电动吸尘器在工作时将空气和垃圾同时吸进内部，然后在吸尘器内部将垃圾从空气和垃圾的混合流体中分离出来，仅将空气排出。对于微小的垃圾和灰尘等细微的物体，很难将它们一个一个拣出来，电动吸尘器将它们混杂在空气中，赋予它们类似流体的流动性后，就能够一起将它们全部吸收了。
　　煤气罐能把工厂生产的煤气暂时储存起来，然后根据消费者的具体消费量来调整供给量，并方便运输。提供这种服务的地方就是煤气供应站。煤气供应站利用的就是流体的流动性。煤气能够装进任何容器，所以我们将煤气装进煤气罐中，并调整供应量，便于储存保管。
　　微小的固体等流动物体具有与流体相似的流动性
　　人们可以利用流体的流动性来实现搬运和储存
　　图1 流体的流动
　　图2 流体的运输和保管
　　名词解释
　　送料机 利用振动作用来传送微小物品的装置
　　002 流体流动性的应用 混凝土搅拌车和轻合金轮胎
　　在我们的日常生活中，从如何利用水和空气这类问题出发，与流体相关的技术和学问得以逐渐形成。图1 中展示的螺旋式抽水机是古希腊数学家阿基米德(公元前287年至公元前212年)的功绩之一，是螺旋相关的数学概念转化成实用性技术和力学知识的一个典型例证。螺旋式抽水机的工作原理是，通过管道内具有螺旋面的轴承旋转，通过螺旋面水被从低处带到离处。螺旋式抽水机的用途非常广泛，主要用于灌溉或者将提人船体的水排出船外等。在日本江户时代的佐.金山有一种水轮装置，其原理被广泛应用于运送流体以及各种各样的流动物体，如从低洼的坑里往上打水，以及被广泛使用的螺旋式输送机等。混凝土搅拌车的液筒内侧设置了一对螺旋状的扇叶，在运输过程中通过滚筒的旋转带动扇叶旋转来搅拌水泥以防止其凝图，送到目的地后通过反方向旋转滚筒，利用扇叶的螺旋面将混凝土排出车外。
　　金属在常温下是图体，加热到熔点以上金属也会融化变成液体，于是金属也具有了流动性。把熔融金属从浇口注入用耐热材料制作的模具中，冷却凝固后取出，就像把水冷却变成冰那样，使制作出与模具的空洞部分形状相同的产品。如上所述，利用液体的流动性制作形状复杂的产品的加工方法，称为铸造。
　　图2中展示的汽车所用的轻铝合金轮胎就是采用"压力铸造法"制作出来的，它是在高压作用下将熔融金属以较高的速度填充进金属制铸型中制作而成的。利用这种铸造方法，在一个模具损耗破损之前，能够一直使用该模具进行批量生产。铁壶、装饰性工艺品等产品，则是采用"砂型铸造法"制作出来的，所谓砂型铸造法，捕的是用沙子制作铸型，然后将熔融金属填充到铸型型腔，等凝固后打碎铸型取出产品的铸造方法，砂型铸造法中一个模具只能使用一次，只能制造一个产品。
　　螺旋面之间的空间夹带着流动物体向上运动
　　铸造是利用熔融金属流动性的一种加工方法
　　图1 螺旋式输送机和混凝土搅拌车
　　图2 坚固的金属熔化后也是流体
　　名词解释
　　轻合金 把镁、铝等金属熔入其他金属中而得到的更轻、更硬的金属。
　　铸型 把熔化的金属液注入其中就能够制造出铸造产品的模具。一般用沙子或金属等材质制作而成。
　　003 自行车轮胎的气压 压强是怎么产生的？
　　自行车的脚蹬太沉，骑着很费劲，这时用手指捏捏轮胎可能会发现，轮胎里面气太少，软塌榻的。这是很多人都有过的经验，只要用打气筒再打进一些气，自行车就又能正常行驶了。这时候应该打进去多少气才好呢？如圈1所示，是不是用大拇指按接，觉得硬邦邦的就行了呢？认真观察某些轮胎后不难发现，轮胎的侧面除有轮胎大小的标识外，还有一个“正常气压”的标识。一般来说，自行车轮胎的气压正常值被指定为300kPa(千帕斯卡)左右，不过要想知道这个准确的数值，就不得不使用压力计这一测量工具。如果没有压力计，那么"用大拇指按撞，觉得硬邦邦的就行了"这个大概标准还是很有用的。但如果轮胎的气压太大，反而会因为路面的凹凸不平导致行驶的时候非常颠簸，所以还需注意一下， 轮胎的气压不能太大。自行车轮胎的气压，一般是指轮胎中内胎的压力。给轮胎打气之后，内胎就会膨胀，因为轮胎很坚硬，所以当内胎膨胀到一定程度后，就会受到外胎的限制，不能继续膨胀，因此内胎的压强就变大了。
　　如图2所示，把内胎从轮胎中拿出来后再往里打气，内胎会不断膨胀，就算觉得膨胀得差不多、应该变硬的时候，用手捏捏会发现，内胎还是软塌塌的。这是为什么呢？只有内胎时，就算打进去空气，因为限制内胎膨胀的力只有内胎的材质橡胶本身所具有的收缩力，这个力并不强大，所以内胎一直软塌塌的并会继续膨胀下去。轮胎之所以变得硬邦邦的，是因为外胎限制了内胎的膨胀，向容积一定的内胎内注入更多空气，就产生了很大的压强。
　　有限制才会产生压强
　　轮胎的硬度是外胎限制内胎膨胀而形成的

宇宙的织锦：跨越时空的物质与能量之舞 一部宏大叙事，探索物质的形态、能量的转化以及宇宙间一切运动的深层原理。 本书旨在描绘一幅跨越数个世纪、融合了物理学、化学、材料科学乃至宇宙学的宏伟图景。我们不再局限于单一学科的边界，而是以一种整合的视角，深入剖析构成我们存在的基础——物质与能量的交互作用。 第一部分：基石——物质的微观结构与热力学本质 在旅程的起点，我们将潜入物质的最深处。这不是对原子核或基本粒子的简单罗列，而是对“物质性”本身的哲学与科学考察。 一、从连续体到量子迷宫：对“实体”概念的重塑 人类对物质的理解经历了从连续流体到离散粒子的巨大飞跃。本部分将详细探讨经典物理学如何描述宏观物体的行为，并引入量子力学的视角来解释微观尺度的不确定性。 晶格与缺陷的艺术： 深入分析固体材料的周期性结构。我们将探讨晶格缺陷（如空位、位错）如何成为决定材料宏观力学性能（硬度、韧性）的关键。这不是纯粹的材料学介绍，而是理解为什么一块钢铁会断裂，其内在的几何学逻辑。 无序的秩序： 对非晶态物质，如玻璃、聚合物的结构进行细致描绘。探讨粘滞性与松弛时间在无序系统中的重要性，揭示“僵硬”与“流动”之间模糊的界限。 二、热寂与生命的火花：能量转化的铁律 热力学，这门关于能量和不可逆性的科学，是理解宇宙趋向与抗争的关键。 熵的隐喻： 熵不仅仅是混乱度的量度，它是时间之箭的具象化。本章将以严谨的数学框架，探讨开放系统如何利用负熵（信息、组织性）来维持其内部的有序结构，并考察生命体在热力学第二定律的框架下存在的可能性。 相变的深层机制： 从冰的融化到恒星的坍缩，相变是物质最剧烈的重组。我们将利用统计力学，解释临界现象（如临界点、普朗克标度）的普适性，即看似不同的物理系统在关键的交叉点上展现出惊人的数学相似性。 第二部分：宏观的交响——场、波动与信息的传递 离开了微观的尺度，物质以场的形式展现其力量。本部分关注那些无形却无所不在的媒介——电磁场、引力场，以及信息如何在这些场中高效传播。 三、电磁学的几何与光速的界限 电磁现象是现代技术与宇宙结构的基础。我们关注的是电磁理论如何从力的概念演变为对“场”的几何描述。 麦克斯韦方程组的优雅： 解析这四条方程如何统一了电、磁、光。我们将着重于场的观念，即空间本身如何被极化和磁化，以及这种场如何携带能量和动量。 相对论的视界： 爱因斯坦的狭义相对论并非凭空出现，它是对洛伦兹变换的逻辑推导，是对电磁学在不同参考系下一致性的必然要求。本章将探讨时间膨胀和长度收缩，并非作为奇特的效应，而是作为空间与时间结构必须调整以维持光速恒定的结果。 四、引力、时空弯曲与宇宙网 引力不再是牛顿的“超距作用”，而是时空自身的弯曲。 测地线的舞蹈： 广义相对论的核心在于物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。我们将通过分析测地线，来理解行星轨道、光线偏折乃至黑洞的形成。 引力波的涟漪： 探索引力波的产生机制——大质量物体加速运动时对时空结构的扰动。这将引导我们思考，宇宙中最大尺度的结构（星系团、超星系团）是如何在时空这一“弹性薄膜”上相互作用的。 第三部分：结构与涌现——复杂性的形成与演化 本部分将视线从基础定律转向复杂系统的自组织行为，探讨如何从简单的规则中“涌现”出高度复杂的结构。 五、耗散结构与生命的动力学 在远离热力学平衡的远非平衡态下，系统可以发展出惊人的稳定性与结构。 自催化与反馈回路： 深入研究普里戈金的耗散结构理论。例如，贝纳尔对流图案的形成，以及化学振荡（如Belousov-Zhabotinsky反应）如何展示出时间上的周期性。这些系统如何通过不断消耗能量来维持其内部的低熵状态。 信息、控制与稳定性： 探讨反馈机制在复杂系统（从调节器到生态系统）中的作用。了解系统如何通过局部信息传递来避免崩溃，并实现对外部扰动的鲁棒性。 六、混沌与不可预测的边缘 并非所有复杂系统都遵循着可预测的轨道。 对初始条件的敏感依赖： 通过洛伦兹吸引子等经典案例，阐述混沌系统的本质——确定性动力学与长期不可预测性之间的悖论。这并非意味着系统是随机的，而是指其状态空间具有极高的内在复杂性。 分形几何的遗产： 探讨分形维度如何描述自然界中许多非欧几里得结构的“空间填充”效率，从海岸线到血管网络，揭示复杂性背后的迭代规律。 结语：知识的边界与未解之谜 本书的终点，并非知识的终点，而是对当前前沿科学的展望。我们将简要回顾当前物理学面临的核心挑战：量子引力问题的未决、暗物质与暗能量的本质，以及如何将我们对宏观场论与微观量子理论进行根本性的统一。 这是一次关于“存在”的深度探询，旨在培养读者从基础原理出发，理解世界万物如何通过物质与能量的相互作用，织就出我们所感知的、不断演变的宇宙。

评分☆☆☆☆☆

最近我对工程学的一些基本原理产生了浓厚的兴趣，而流体力学无疑是其中至关重要的一环。《流动中的力量：图解流体力学》这本书的书名就直接点出了它的核心——将流体力学的概念通过“图解”的方式呈现出来。我一直认为，学习一个新领域，尤其是像流体力学这样需要理解空间关系和动态过程的学科，图像化的辅助是必不可少的。我设想这本书不会仅仅堆砌公式和理论，而是会通过大量的示意图、流程图、甚至是动画式的插图（如果可能的话），来解释诸如流体压力、粘性、表面张力、涡旋等概念。我想知道，它是否能够将那些晦涩难懂的物理原理，用易于理解的视觉语言来传达。一个好的图解，胜过千言万语。我特别期待看到书中关于航空动力学（如机翼升力）、水力工程（如水坝设计）、或者甚至是一些日常现象（如雨滴的下落）的图解分析，看看它能否让我对这些现象产生更深刻的洞察，并且能够运用这些知识来分析和解决问题。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个对科学原理充满探索欲的人来说，《流动中的力量：图解流体力学》这个书名就像一个信号，预示着一次有趣的学习旅程。我尤其看重“图解”这个关键词，因为我深信，对于流体力学这样充满动态和空间的学科，直观的视觉呈现是理解的关键。我渴望在这本书中看到，那些抽象的物理定律是如何通过精美的插图得以生动展示的。我期待书中能够细致描绘流体分子的运动，解释粘性力如何影响着流体的行为，以及压力是如何在流体中传播的。更重要的是，我希望它能够将流体力学原理与现实世界的各种现象联系起来，例如，通过图解的方式解释风如何吹动树叶，或者河流如何塑造地貌，甚至是火山喷发时的气体流动。如果这本书能像一位技艺精湛的向导，用生动的图像带领我穿越流体运动的迷宫，那么它将是我不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这次终于拿到了期盼已久的《流动中的力量：图解流体力学》！拿到这本书的时候，就觉得沉甸甸的，封面设计也很有质感，用词“图解”两个字就让我非常期待，毕竟流体力学听起来就挺抽象的，如果能配上精美的插图，肯定能大大降低学习门槛。我一直对自然界中各种流动的现象感到好奇，比如云的飘动、河流的奔腾、飞机的升力等等，这些背后都蕴含着流体力学的奥秘。之前尝试过看一些传统的教科书，但那些枯燥的公式和理论总是让我望而却步。这本书的出现，就像在迷雾中点亮了一盏灯，让我看到了学习流体力学的新希望。我迫不及待地翻开第一页，希望它能带领我进入一个清晰、直观的流体力学世界，让我真正理解那些“流动中的力量”是如何运作的。我尤其期待书中对那些实际应用案例的图解，比如航空航天、船舶设计，甚至是我们日常生活中的水管系统，看看这些理论是如何转化为解决实际问题的方案的。这本书在我心中已经承载了太多的期望，我相信它不会让我失望。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对物理现象充满好奇心的爱好者，我一直在寻找能够深入浅出解释复杂概念的书籍。《流动中的力量：图解流体力学》这个名字听起来就非常有吸引力，因为它承诺了一个“图解”的学习方式，这对于我这种视觉型学习者来说简直是福音。我总是觉得，很多科学概念，尤其是像流体力学这样涉及到空间和动态的领域，光靠文字描述是远远不够的，需要借助图形和图示来辅助理解。这本书能否做到这一点，是我最关心的问题。我设想书中会有大量清晰、准确的插图，能够生动地展示流体的运动方式，例如层流与湍流的区别，伯努利原理在实际中的体现，以及各种流体动力学的基本方程是如何被形象化地解读的。如果这本书能够用生动有趣的图画，将那些抽象的数学模型转化为直观的物理过程，那么它绝对会成为我书架上的一颗璀璨明珠，也可能是我学习流体力学的起点。我非常期待它能提供一种全新的视角，让我能够真正“看见”流体力学。

评分☆☆☆☆☆

从书名《流动中的力量：图解流体力学》来看，我对其内容充满期待，尤其是“图解”二字。我过去在学习流体力学时，常常被公式和理论淹没，缺乏直观的感受。《流动中的力量》能否提供一种更具象化的学习体验，是我非常关注的。我希望能在这本书中看到，抽象的流体运动被具象化，例如，通过生动的插图来展示流体的速度场、压力分布，以及各种力在流体中的作用。我设想书中会有大量的图表，能够清晰地勾勒出流体运动的轨迹，区分不同类型的流态，并形象地解释诸如马赫数、雷诺数等关键参数的物理意义。如果这本书能将复杂概念拆解成一个个易于理解的视觉单元，那么它无疑会极大地提升学习效率和兴趣。我特别想了解书中是否会对流体在不同介质中的运动特点进行图解，比如空气、水、甚至是血液，以及这些流动如何影响着我们的世界。