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流体动力学(第五版)(理论物理学教程.第六卷)
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ISBN：6上架时间：出版日期：2013 年1月开本：16开页码：608版次：1-1
所属分类：
*理论物理学教程.第1卷:力学
*理论物理学教程.第2卷:场论(第8版)(精装)
*理论物理学教程.第3卷:量子力学
*理论物理学教程.第5卷:统计物理学I
*理论物理学教程.第6卷,流体动力学(第五版)
*理论物理学教程.第7卷:弹性理论
*理论物理学教程.第9卷:统计物理学II
*理论物理学教程.第10卷:物理动理学
*朗道集结号官方微博：/wangchaohep
《流体动力学(第5版理论物理学教程)(精)》由朗道、E.M.栗弗席兹著，李植译。是《理论物理学教程》的第六卷，把流体动力学作为理 论物理学的一个分支来阐述，全书风格独特，内容和视角与其他教材相比有很大不同。作者尽可能全面地分析了所有能引起物理 兴趣的问题，力求为各种现象及其相互关系建立尽可能清晰的图像。主要内容除了流体动力学的基本理论外，还包括湍流、传 热传质、声波、气体动力学、激波、燃烧、相对论流体动力学和超流体等专题。《流体动力学(第5版理论物理学教程)(精)》可作为高等学 校物理专业高年级本科生教学参考书，也可供相关专业的研究生和科研人员参考。
《理论物理学教程 第六卷 流体动力学(第五版)》
第三版序言
《连续介质力学》第二版序言节录
第一章理想流体
1连续性方程
3流体静力学
4不发生对流的条件
5伯努利方程
8速度环量守恒
10不可压缩流体
11有势绕流的阻力
13不可压缩流体中的内波
14旋转流体中的波
第二章黏性流体
　　2006年，高等教育出版社决定引进著名物理学家л．д．朗道和E．M．栗弗席兹的十卷本经典巨著《理论物理学教程》，这是一件功德无量的大事．2007年，我接受出版社的委托，计划在翻译完л．и．谢多夫的《连续介质力学》之后就开始翻译该教程的第六卷《流体动力学》(2003年俄文第五版)．翻译工作真正开始于2009年9月，主要是在2011年完成的．
　　我从大学本科到研究生阶段都在莫斯科大学力学数学系求学，本书恰好是我所在的流体力学专业的必读参考书之一．如今亲自把它译成中文，一直都有故地重游的感觉，实在非常欣慰．
　　本书闻名遐迩，我无须从专业角度再展开评论，只想简要介绍中译本的特点，以及作为译者的些许感受和经验．当然，我还必须向所有提供帮助的人表示感谢，这其实是译后记的最重要内容．
　　在此之前，本书已有两个中译本．彭旭麟先生的年中译本①译自1954年俄文第二版(当时是《连续介质力学》的第一部分)，在1978年还曾重印5万册．孔祥言、徐燕侯、庄礼贤三位先生的年中译本②转译自1959年英译本的1975年重印本．不过，俄文第三版早在1986年就已经问世，英译本第二版出版于1987年，而中译本却一直没有修订再版，这对我国读者而言不能不说是一件憾事．
　　早在1963年，北京大学的杜均、吴鸿庆、黄敦三位先生就在《力学学报》上撰文③详细介绍了本书，并对彭旭麟译本进行了点评．这篇书评至今仍然极具参考价值，只是对翻译水平的批评似乎过于严苛．其实，我国50岁以上的科技工作者对这个译本往往充满感情．在当时条件下，彭旭麟先生以一己之力翻译如此巨著相当不易，更何况该译本问世于我国现代高等教育体系才初具规模的20世纪50年代，中文的物理学名词体系那时还很不完善，很多术语的翻译方法尚未定型．瑕不掩瑜，彭旭麟译本的历史地位和影响面有目共睹，说它培育了几代人并不为过．
　　基于以上原因，根据最新俄文版推出一部全新的中文版，也就成为我在这两年最投入的事情．
　　按照最传统的翻译三原则，译文应当既忠实原文(所谓“信”)，又符合目标语言的表达习惯(所谓“达”)．科技类文献不是文学作品，一般不必在文学性上刻意雕琢(所谓“雅”)，但考虑到每一个作者的行文风格往往自有其特点，如果能让译文在风格上与原文一致，我认为也就达到了“雅”的要求．对译者而言，“信”自然是一个最低要求。尽管如此，并且还有两个中译本和两个英译本可资参考，我在这方面花的功夫仍是最多的，希望读者能够满意．我在“达”上也下了力气，尽量使译文通俗易懂，避免西式的拗口长句．至于“雅”，我只能说在保持“原汁原味”上进行了尝试，但限于自身水平，必定还有提升空间．
　　E．M．栗弗席兹院士被誉为物理学中的列夫．托尔斯泰，这套《理论物理学教程》主要由他执笔(有人戏谑曰“Noword by Landau，noidea by Lifshitz"，但后半句话显然不是事实)，其文字以精炼为显著风格．此外，原文在语言上还有两个明显的与众不同之处(都与标点符号有关)：一是大量使用括号，二是大量使用分号．按照我的理解，把一些解释性的或者次要的内容放在括号里，这不但有助于突出重点，而且可以用最少的文字表达出最多的信息，此外还能让行文更加灵活，让物理思路的连贯性尽量不因为语言表述上的限制而遭到破坏．我在翻译时尽可能让括号的用法与原文一致(英文版却尽可能去掉括号)，甚至在不知不觉中，连我自己的行文风格也受到了影响，现在很习惯于这种大量使用括号的表达方式．至于分号，由于两种语言对它的用法有所不同，译文中没有刻意保留分号，往往以句号或逗号取代之．这样处理是否妥当，还要请读者与专家指正．
　　关于书名，我仍然沿用彭旭麟译本的译法――流体动力学，而不像英译本那样叫做Fluid Mechanics(流体力学)．在俄语中，гидродинамика(流体动力学)与гидромеханика(流体力学)是不同的词(相应的词在英语中也有差别)．这类似于热力学与热学、电动力学与电学的差别．“流体动力学”更侧重于对系统演化过程的研究，而“流体力学”的范围显然大得多，前者是后者的一部分．关于一类术语的用法，这里略作说明，以免引起歧义．根据现行国家标准(GB 3101―93《有关量、单位和符号的一般原则》附录A)，当某量被定义为二量之商a／b时，此量可以这样命名：把量b的名称作为形容词加在量a的名称之前，从而构成该量的名称．这个译本中的体积熵、质量熵等量的含义，均应这样理解．例如，流体的体积熵就是单位体积流体的熵，这是一个强度量．
　　我补充了大约60条脚注(部分源自与陈国谦教授和苏卫东副教授的讨论)．这些脚注并不具有系统性，主要是为了解释正文，补充相关的定义、结果、文献和中文术语，说明原文的个别错误(另有约300处印刷错误已直接修改)．我还补充了人名索引，并在名词索引中补充了上述脚注中的少量重要术语．
　　我的同事陈国谦教授作为审阅人，对提高译文水平起到了关键作用．他还特别关注了由我补充的全部脚注．我们花了大量时间讨论每一个脚注是否值得保留，以及如何用最精炼的方式进行改写．他甚至字斟句酌地修改了序言的译文．我特别感谢陈国谦教授长期以来对我翻译工作的大力支持和鼓励．
　　我还得到许多人的热情帮助，兹一一表示感谢．
　　我的同事苏卫东副教授重点阅读了关于湍流的第三章译文，提出了许多有益的建议，还帮助我补充或修改了一些脚注(约10条)．他永远有求必应，亲自进行演算来检验公式．他热情地提供了很多信息，从印刷错误到各种相关资料(包括H．杰弗里斯的传记)．
　　中国科学院理论物理研究所研究员刘寄星先生一直关注我的翻译工作．他阅读了序言、第一章和最后两章的译文，以及人名索引和名词索引，提出了很多建议(尤其是关于物理学名词和人名译法的建议)，还提供了一些相关资料．
　　清华大学高等研究院的俞振华老师和博士生高超以及复旦大学物理系的博士生戴越阅读了最后两章译文，对比英译本找出了明显不一致的词句并提出了相应修改建议．北京大学力学系的张永甲同学检查了部分译文和公式．
　　北京外国语大学俄语学院的李雪莹老师耐心回答了俄语方面的疑难问题，修改了序言中不够准确的译文．她正在翻译朗道的一部传记(将由高等教育出版社出版)，敬请留意．
　　高等教育出版社自然科学学术著作分社编辑王超先生对照英译本和另外两个中译本检查了全文，仔细地核对了全部公式(还发现了原文中的不少印刷错误)，对译本质量的提高功不可没．
　　最后，我还要感谢我的妻子邵长虹．一些语句的译法，最初都是与她讨论．没有她的理解和支持，我不可能静下心来一直做我自己感兴趣的事．
　　北京大学力学系
　　在以前(1944年和1953年)曾两次出版的《连续介质力学》一书中，《流动体力学》是第一部分，现在单独成卷①．
　　本书在内容与行文上的特点，如后附前一版序言所勾勒，在这次修改和增补过程中均得以悉心保持．
　　虽然已经过去30年，但除了为数甚少的例外，第二版内容其实并未过时，对这部分材料只有不太大的增补和修改。同时又补充了一系列新内容，全书因而增加了大约15节．
　　流体动力学在最近几十年中发展迅猛，相关文献异常丰富，但这种发展大体是应用层面的．还有一个动向是，能够通过理论计算(包括使用电子计算机)求解的问题更为复杂，例如关于不稳定性及其演化的各种问题，包括非线性不稳定性问题．这些都超出了本书范围．以稳定性问题为例，就像前两版那样，相关论述基本上仅限于给出最后结果．
　　本书也不包括色散介质中的非线性波理论．该理论现在是数理物理学的一大分支，大振幅液体表面波就是它的一个纯流体动力学对象．非线性波理论主要应用于等离子体物理学、非线性光学、各种电动力学问题以及其他领域，因而划归其他几卷．
　　关于湍流的产生机理，在认识上发生了重大变化．尽管合理的湍流理论尚待确立，但有理由认为其发展终于走上了正轨．为此，我和M．H．拉宾诺维奇共同撰写了3节(§30-§32)，以阐述一些已有的主要思路和结果．他如此鼎力相助，我不胜感激．近几十年以来，在连续介质力学中出现了一个崭新的领域――液晶力学，它同时具有流体动力学和弹性介质力学的特点，其基本原理拟在新版的《弹性理论》中加以介绍．
　　在我有幸与列夫．达维多维奇?朗道合作撰写的著作中，本书地位特殊，他为此倾注了大量心血．对列夫?达维多维奇来说，流体动力学当时是一个让他全神贯注的新的理论物理学分支．按照他一贯的风格，他从头思考并推导了流体动力学的基本结果，由此催生了发表于不同杂志的一系列原创性论文．不过，也有许多原创性结果或观点收录于本书而未曾单独发表，甚至在某些情况下，后来才查明列夫?达维多维奇是原创者．我在本书新版中尽量补充了相应说明．
　　在修订本卷和《理论物理学教程》其余各卷的过程中，许多朋友和同事向我提供了帮助和建议．首先应提到的是г．и．巴伦布拉特，я．в．泽利多维奇，д．п．皮塔耶夫斯基，я．г．西奈，他们曾多次与我进行讨论．还有诸多教益得自A．A．德罗诺夫，C．и．阿尼西莫夫，B．A．别洛孔，B．п．克拉依诺夫，A．г．库利科夫斯基，M．A．利伯曼，P．B．波洛温，A．B，季莫费耶夫，A．д．几法布里坎特．我谨在此向他们全体致以真诚的谢意．
　　E．M．栗弗席兹
　　苏联科学院物理问题研究所
　　1984年8月
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硬币起飞试验的感想——流体力学现象的研究
摘　要：论文首先研究了有关流体力学的硬币起飞实验,通过观察实验现象总结出实验原理,此实验原理是伯努利原理及伯努利方程.并且可以通过伯努利方程计算出当要使硬币起飞时最小的空气速度,接着用伯努利原理揭示了一些生活中的发明和现象.求助动力学,流体力学高手 ,关于硬币旋转“站立”的问题我们知道用手转一下硬币,它就能在桌面上“站立”一段时间.现在我们假设被旋转的物体密度均匀,且质量相同,外界的摩擦力,压力,初始的一次性动力都一样_百度作业帮
求助动力学,流体力学高手 ,关于硬币旋转“站立”的问题我们知道用手转一下硬币,它就能在桌面上“站立”一段时间.现在我们假设被旋转的物体密度均匀,且质量相同,外界的摩擦力,压力,初始的一次性动力都一样的情况下,只改变类似硬币的圆柱状物体的 厚度（高度） ,外径,内径（环状,硬币即内径为0） 这3个条件 ,是否有一种情况“站立”时间最久?为什么?（或者说明物体“站立”是受那些内外力影响）
阻力必然不是停下的主要因素.陀螺与木棒哪个转的久呢?为什么能立住呢,是因为角动量守恒.旋转物体有个向上的角动量,假设它有个向右的小扰动转铀就倾斜了.自转角动量就向右转了个角度,而总角动量是守恒的,所以整个体系会出一个向左的角动量.而向左的角动量会使旋转体向前倒.这样自转转轴就转了起来,自转转轴的下端就是支持力的点.转轴的转动会使支持力的力矩方向不断改变,倒下的速度就慢了.所以自转的转动惯量越大越好.学年第1学期大气科学专业流体力学第4章(流体涡旋动力学基础)_百度文库
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流體動力學（Fluid dynamics）是的一門。流體動力學研究的對象是中的（含液體和氣體）的狀態與規律。流體動力學底下的子學科包括有和。
解決一個典型的流體動力學問題，需要計算流體的多項特性，主要包括、、、。
流體動力學有很大的應用，比如在預測，計算所受的和，輸油管線中的等方面上。其中的的一些甚至運用在，因交通運輸本身可被視為一連續流體运动。
流體動力學的基本公理為，特別是、（也稱作）以及。這些守恆律以為基礎，並且在及中有所修改。它們可用（Reynolds transport theorem）來表示。
除了上面所述，流體還假設遵守「連續性假設」（continuum assumption）。流體由所組成，彼此互相碰撞，也與固體相碰撞。然而，連續性假設考慮了流體是連續的，而非離散的。因此，諸如密度、壓力、溫度以及速度等性質都被視作是在無限小的點上具有良好定義的，並且從一點到另一點是連續變動。流體是由離散的分子所構成的這項事實則被忽略。
若流體足夠緻密，可以成為一連續體，並且不含有離子化的組成，速度相對於是很慢的，則的動量方程式為「」。其為，描述流體的流所帶有的是與及呈線性相依。未簡化的納維-斯托克斯方程式並沒有一般，所以只能用在，要不然就需要進行簡化。方程式可以通過很多方法來簡化，以容易求解。其中一些方法允許適合的流體力學問題能得到閉形式解。
除了質量、動量與能量守恆方程式之外，另外還有的狀態方程式，使得壓力成為流體其他熱力學變數的函數，而使問題得以被限定。其中一個例子是所謂的：
其中 為， 為， 為， 為，以及 為。
所有流體某種程度上而言都是可壓縮的，換言之，壓力或溫度的改變會造成流體密度的改變。然而，許多情況下，壓力或溫度改變所造成的密度改變相當微小，是可以被忽略的。此種流體可以用不可壓縮流進行模擬，否則必須使用更普遍性的可壓縮流方程式進行描述。
數學上而言，「不可壓縮性」代表著流體流動時，其密度維持不變，換言之：
其中，為隨質導數（substantial derivative）。此條件可以簡化許多描述流體的方程式，尤其是運用在均勻密度的流體。而隨質導數又可分解成局部導數與對流導數，前者代表位置不變時，性質隨時間之變化率，而後者代表質點運動時，該性質隨速度方向之變化率。若為不可壓縮流，則代表對密度做隨質導數與對流導數，都各別為0時，代表密度不隨位置跟時間改變，即不可壓縮流。
對於氣體要辨別是否具有可壓縮性，是一個衡量的指標。概略來說，在馬赫數低於0.3左右時，可以用不可壓縮流的行為解釋。
至於液體，較符合可壓縮流還是不可壓縮流的性質，主要取決於液體本身的性質（特別是液體的臨界壓力與臨界溫度）和流體的條件（液體壓力是否接近和液體臨界壓力）。
的問題往往需要引進壓縮性的考量，因為算是可壓縮波，其性質會隨著傳播的介質以及壓力變化而改變。
當流體內的阻力越大時，描述流體須考慮其黏性的影響。可用來估算流體的黏性對描述問题的影響。
所謂指雷諾數相當小的流動。在此情況，流體的慣性相較於黏性可忽略。而流體的大代表流體流動時慣性大於黏性。因此當流體有很大的雷諾數，假設它是，忽略其黏性，可當成一個近似。
這樣的近似，當雷諾數大時，可得到很好的結果，即便是在某些不得不考慮黏性的問題上（例如）。但在流體與管壁的邊界，有所謂的，局部會有很大的速率，使得黏性的作用放大而有，黏性因而不可被忽略。
因此，計算管壁對流體的淨力，需要使用黏性方程式。如同的說明，物體在非黏性流裡，不會感受到力。是描述非黏性流的標準方程式。在這種情況，一個常使用的模型，使用歐拉方程描述遠離邊界的流體，在接觸的，使用方程式。
在某一個流線上，將歐拉方程積分，可得到。如果流體每一處都是，白努利方程可描述整個流動。
穩定流即在流場中任一特定位置上，此位置上流體質點的任何物理性質不會隨時間改變。在流場中若有流線，線上任一位置上的切線方向與質點之速度向量相同。
當流動由漩渦和明顯的隨機性所主導時，此種流動稱為。當亂流效應不明顯時，則稱為。然而值得注意的是，流動之中存在於漩渦不一定表示此流動為亂流──這些現象可能也存在於層流之中。數學上，紊流通常以來表示，也就是紊流可以表示成穩定流與擾動部分的和。
亂流遵守。（Direct numerical simulation，DNS），基於納維-斯托克斯方程式可應用在不可壓縮流，可使用雷諾數對紊流進行模擬（必須在電腦性能與演算結果準確性均能負荷的條件下）。而此數值直解法的結果，可以解釋所得的實驗資料。
然而，大部分我們有興趣的流動都是雷諾數比DNS能夠模擬的範圍大上許多，即使電腦性能在接下來的數十年間持續發展，仍難以實行模擬。任何飛行交通工具，要足夠能承載一個人（L &3 m）以72 km/h（20 m/s）的速度移動，此情況都遠遠在DNS能夠模擬的範圍之外（雷諾數為4百萬）。像是或這類的飛行工具，機翼上的雷諾數超過4千萬（以翼弦為標準）。為了能夠處理這些生活上實際的問題，需要建立紊流模型。雷諾平均納維-斯托克斯方程式（Reynolds-averaged Navier-Stokes equations）結合了紊流的效果，提供了一個紊流的模型，將額外的動量傳遞表示由所造成；然而，亂流也會增加熱傳與質傳速度。（Large eddy simulation，LES）也是一個模擬方法，外觀與（detached eddy simulation, DES）甚相似，是一種紊流模擬與大渦數值模擬計算的結合。
牛頓流體為在定溫及定壓之下，流體的動力黏制係數不會隨速度梯度變化，且保持定值，非牛頓流體的動力黏制係數則會隨速度梯度改變。
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