認識河流阻力 認識動量定理-從流動到宇宙 周曉泉 周文桐 9787522610320 【台灣高等教育出版社】

內容簡介
《認識河流阻力 認識動量定理——從流動到宇宙》是相似理論的推論、延伸或應用，證明曼寧公式是不和諧的，而可用和諧的文桐公式替代。全書貫通的主線是受力分析，或動量定理分析。全書分3部分，共9章。第1部分是河流動力學，其內容包括疑惑、河流的流動問題、明渠流動的理論解讀、明渠流動的數值解讀。第2部分是水深平均的平面二維數學模型，用和諧的文桐公式對二維數學模型進行修正，並與傳統的數學模型（曼寧公式）進行對比研究；其內容包括如何解讀河流（明渠）流動（傳統的曼寧公式）、如何確定糙率係數、修正水深平均數學模型的改進和水力學，進而通過已有的實驗資料對河流水力學進行驗證，證明文桐公式比曼寧公式更合理。第3部分是認識宇宙，對宇宙間物質的存在進行動量定理分析，從而得到一個全新的宇宙觀。
《認識河流阻力 認識動量定理——從流動到宇宙》可供水力學、流體力學、化工、水處理、水環境及天體物理等相關專業的科研院工作者和大專院校的師生參考和閱讀。

目錄

前言/序言
本書是相似理論的推論或應用，也是相似理論的延伸。
流體力學非常複雜，一般研究者認為它是符合N-S（納維一斯托克斯）方程的。對它的一種簡化是水力學，它將複雜的偏微分方程簡化，最好能代數化，比如通過沿程水頭損失係數、局部水頭損失係數等來估計損失，用能量方程來簡化方程，這樣可以解決非常多的工程問題。而它的基礎就是通過實驗所得到的各種經驗公式。
同理河流流動、明渠流動問題，也可以將其代數化，用代數化的通用床面切應力公式去簡化N-S方程，如平面二維的水力學數學模型就是如此實施的。通常代數化的基礎是曼寧公式，如果曼寧公式不和諧，可以用文桐公式替代，因為文桐公式是和諧的，但平面二維水力學數學模型也因此需要修正。如果曼寧公式及其使用的條件需要修正，這將深刻地改變研究者對水力學的認識、對河流的認識以及對泥沙運動的認識。
本書的基礎是對流動進行受力分析，應用的是動量定理或動量守恆定理，它們均有一個流動的響應特性。
如果將流動問題擴大到尺度更大的空間里，即沒有流，只有動，這時的受力依然滿足動量定理，只是力變成了引力，它有對空間尺度的響應特性，也有類似的響應曲線，隨著空間尺度的不同，也存在類似的相似關係（延展段、消失段等），如果深入下去，人類對宇宙的認識，也許真的可以得以改變。比如，宇宙間根本就沒有黑洞，也沒有大爆炸，而是一個相對靜態的宇宙，宇宙是無限但有界的，這個界特指人類探知能力的界限。
本書貫通的主線是受力分析或動量定理分析。全書內容包括如下3個部分：
第1部分是河流動力學，共4章。第1章包括概述、流動研究方法和本書適合的讀者對象；第2章介紹由通用的明渠流動解讀引出對水力學的反思；第3章為明渠流動的理論解解讀（層流）；第4章為明渠流動的數值解讀（層流十紊流），通過光滑壁面受力關係而得到明渠流本構關係，通過它得到文桐公式、和諧的文桐糙率係數m，通過粗糙壁面的受力響應而得到文桐公式和曼寧公式，它們分別代表紊流不同階段流動響應的本質。
第2部分是水深平均的平面二維數學模型，共4章。第5章分別以曼寧公式和文桐公式為基礎建立的平面二維數學模型進行對比研究，研究結果表明修正控制方程模型可以勝任流動模擬的工作；第6章介紹如何確定糙率係數，它們應當是分段的，或文桐糙率係數m，或曼寧糙率係數n;第7章為對數學模型改進的建議和具體操作方法，表明流動先在一次方段，逐漸過渡到二次方段（b=1 8，文桐公式段），然後過渡到嚴格二次方段（b=2，曼寧公式），外邊界模型（明渠流）同內邊界模型（圓柱繞流）是完全可以類比的；第8章對水力學進行總結，表明受力分析的重要性，進而以已有實驗數據為基礎證明文桐公式是正確的，不僅因為它有明確的物理意義（帶有受力響應機制），而曼寧公式則只是經驗公式，並無明確的物理意義。
第3部分是認識宇宙僅1章。第9章為宇宙，用動量定理分析宇宙，從引力的尺度響應特性來研究宇宙 發現宇宙可能並沒有膨脹，宇宙學紅移是由宇宙背景引力在長時間作用下產生的，也可以將宇宙學紅移理解為穿越質量場而被徵稅（紅移）的結果；並可以通過實驗來驗證（穿越質量場的宇宙學紅移、引力偏折、折射等）；總之現在有了一個基於受力分析的全新的宇宙觀。
本書的出版得到四川大學水力學及山區河流開發保護國家重點實驗室資助，在此表示感謝！
鑒於作者水平有限，書中難免出現疏漏，敬請讀者批評指正。