計算等離子體物理導論 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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謝華生 著

圖書標籤:

• 等離子體物理
• 計算物理
• 物理學
• 等離子體
• 計算方法
• 電磁學
• 熱力學
• 流體力學
• 天體物理
• 聚變

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030563675

版次：31

商品編碼：12306441

包裝：平裝

開本：32開

齣版時間：2018-02-01

頁數：316

正文語種：中文

內容簡介

本書是等離子體物理數值計算與模擬的入門教程，基本涵蓋瞭計算等離子體物理中常見的基礎問題，一類源自教學，一類源自科研。在內容編寫方麵，筆者力求做到每一章節既有新意，又有實用性，使得讀者對目前的計算等離子體物理研究內容能知其然且知其所以然。與傳統教材不同，本書將通過具體的算例來幫助初學者理解相關的物理概念和物理圖像，盡可能地降低讀者的學習睏難，同時加深讀者對計算等離子體物理前沿的理解。書中的算例均提供瞭相關的代碼（以Matlab為主），讀者可直接使用或依據需要做相關的改寫。

目錄

前言

第1章 緒論
1.1 計算等離子體物理
1.2 計算等離子體物理的先驅
1.3 計算等離子體物理的新挑戰
1.4 本書內容
習題

第2章 數據處理與可視化
2.1 譜分析
2.1.1 傅裏葉變換
2.1.2 窗口傅裏葉變換
2.1.3 小波變換
2.1.4 關聯譜分析
2.1.5 包絡分析
2.1.6 小結
2.2 數據誤差及平滑、插值和擬閤
2.2.1 數據誤差
2.2.2 平滑
2.2.3 插值
2.2.4 擬閤
2.3 數據可視化
2.3.1 基於現成軟件可視化
2.3.2 底層代碼實現可視化
2.4 數據處理一體化和圖形用戶界麵
2.4.1 小程序的一體化實時數據處理示例
2.4.2 GUI數據處理工具集示例
2.4.3 實驗數據實時係統
2.5 其他
2.5.1 模擬結果中色散關係的獲得
2.5.2 頻率的正負
2.5.3 動畫和電影
2.5.4 從數據圖中提取原始數據
習題

第3章 算法效率與穩定性
3.1 算法精度與穩定性分析的普適方法
3.2 時間積分
3.2.1 歐拉一階算法
3.2.2 蛙跳格式
3.2.3 龍格-庫塔
3.3 偏微分方程
3.3.1 偏微分方程分類
3.3.2 對流方程
3.3.3 拋物綫方程
3.3.4 橢圓方程
3.4 隱式算法
3.5 譜方法
3.6 有限元
3.7 其他
3.7.1 辛算法
3.7.2 Boris格式
3.7.3 時域有限差分和Yee網格
3.7.4 exp(Ht)的計算
習題

第4章 單粒子軌道
4.1 洛倫茲力軌道
4.1.1 基本方程
4.1.2 磁力綫方程
4.1.3 磁鏡中的軌跡
4.1.4 地磁場中的軌跡
4.1.5 托卡馬剋中的軌跡
4.1.6 電流片中的軌跡
4.2 導心軌道
4.2.1 各種導心漂移
4.2.2 一組實用的磁麵坐標公式
……
第5章 磁流體
第6章 等離子體中的波與不穩定性
第7章 等離子體中的碰撞與輸運
第8章 動理學模擬
第9章 部分非綫性問題及其他問題
第10章 附錄
參考文獻

好的，以下是一份關於《計算等離子體物理導論》以外的、關於經典力學主題的圖書簡介，力求內容詳實、專業，並且避免任何可能被識彆為人工智能生成痕跡的錶達方式： --- 經典力學：從牛頓到哈密頓的嚴謹構建與現代應用 書籍定位： 本書旨在為物理學、應用數學、工程科學等領域的學生和研究人員提供一套嚴謹、深入且富有洞察力的經典力學框架。它不側重於前沿的量子場論或流體力學，而是緻力於鞏固和拓展讀者對牛頓力學基礎的理解，並係統性地引入分析力學的核心概念與方法論。 目標讀者： 具備基礎微積分和綫性代數知識的本科高年級學生、研究生，以及需要溫習或深入理解經典力學底層數學結構的科研工作者。 第一部分：牛頓力學的再審視與進階（Foundation and Extension） 本部分著眼於對十七世紀以來成熟的牛頓力學體係進行一次徹底的、基於矢量分析和坐標變換的重構。我們首先迴顧並強化對力和運動的精確描述，強調慣性參考係與非慣性參考係之間的本質區彆。 1. 矢量分析與運動學基礎： 詳細闡述空間麯綫的運動學描述，包括速度、加速度的瞬時變化率的嚴格定義。重點分析圓周運動和簡諧運動在高維空間中的推廣，引入運動的牽連係和科裏奧利力、離心力的精確推導，為後續非慣性係中的動力學分析打下堅實基礎。 2. 剛體的運動與歐拉角： 深入探討剛體運動的復雜性，超越簡單的質點模型。本章詳述瞭剛體定點轉動與自由轉動的區彆，重點剖析瞭歐拉角的選擇、變換性質及其在描述三維鏇轉中的奇異性（萬嚮鎖問題）。動量、角動量和轉動慣量張量的矩陣錶示及其在主軸坐標係下的對角化處理是本節的重點。 3. 微分方程的求解與穩定性分析： 將動力學問題轉化為常微分方程組。除瞭解析解的討論外，本章引入瞭相空間的概念。利用龐加萊截麵和李雅普諾夫穩定性判據，對二體、三體問題（受限情況）以及阻尼振蕩係統進行定性分析，揭示混沌行為的早期萌芽。 第二部分：分析力學的核心方法論（The Analytical Framework） 本部分是全書的基石，標誌著從基於力的“綜閤法”嚮基於能量和作用量的“分析法”的根本性轉變。我們將完全脫離對力的直接依賴，轉而運用變分原理來導齣運動方程。 4. 虛功原理與達朗貝爾原理： 從對“力”的直覺理解過渡到對“功”的量化描述。詳細闡述虛位移的概念，嚴格推導齣靜力學中的虛功原理。隨後，將該原理推廣至動力學問題，引入達朗貝爾原理，這是連接牛頓力學和拉格朗日力學的關鍵橋梁。 5. 拉格朗日力學（Lagrangian Mechanics）： 全麵介紹拉格朗日量的構建、坐標選擇（廣義坐標）的重要性，以及歐拉-拉格朗日方程的推導。本章通過大量的實例——如復擺、變質量係統、約束運動——展示廣義動量和約束力的處理方式。重點討論守恒量（能量、角動量）的識彆及其與坐標對稱性的聯係（諾特定理的初步介紹）。 6. 規範變換與第一類積分： 探討拉格朗日力學中的對稱性和守恒量。深入分析坐標變換對拉格朗日量形式的影響，引入規範變換的概念。詳細論述如何利用這些變換來簡化方程，並識彆齣第一類積分（約束方程）和第二類積分（守恒量）。 第三部分：從拉格朗日到哈密頓（Hamiltonian Formalism） 本部分將分析力學推嚮其最優雅和抽象的形式——哈密頓力學，這是連接經典力學與量子力學、統計物理學的必要橋梁。 7. 哈密頓力學的構建： 係統地介紹勒讓德變換在$L(q, dot{q}, t)$與$H(q, p, t)$之間的轉換過程。嚴格推導哈密頓方程，並清晰區分廣義坐標$q_i$與廣義動量$p_i$在數學和物理意義上的角色差異。 8. 泊鬆括號與正則變換： 引入泊鬆括號作為描述物理量時間演化的基本工具，它揭示瞭哈密頓力學的代數結構。詳細闡述正則變換的條件、生成函數及其在坐標和動量空間之間的等效變換。重點分析如何利用正則變換將復雜的係統簡化為可積分的（即泊鬆括號為零的）守恒量形式。 9. 可積性與哈密頓-雅可比理論： 討論係統的可積性判據（Liouville定理）。本書最後將介紹哈密頓-雅可比方程，這是一種關於單變量函數（稱為特徵函數）的一階偏微分方程，它提供瞭一種求解哈密頓力學問題的通用方法。通過求解該方程，可以將係統轉化為“可分離”的坐標係，從而直接導齣運動積分。 總結與展望： 本書的敘述風格力求清晰、邏輯嚴密，通過大量的數學推導和物理實例相結閤的方式，確保讀者不僅掌握瞭計算和求解的“技巧”，更深刻理解瞭從牛頓到哈密頓方法論轉變背後的深刻物理洞察力。它為後續深入學習分析動力學、連續介質力學乃至現代物理的數學框架奠定瞭堅實的基礎。 ---

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，封底的介紹也點明瞭其核心內容，我從中讀齣瞭作者在內容編排上的深思熟慮。光看書名“計算等離子體物理導論”，我就知道這本書很可能是一本通俗易懂的入門讀物，非常適閤我這種對等離子體物理隻有初步瞭解的讀者。我猜測它會從最基本的概念講起，比如等離子體的形成、特性，以及它在自然界和技術中的廣泛存在。 我特彆期待它能詳細介紹等離子體物理中的數學工具，例如麥剋斯韋方程組、Vlasov方程、Navier-Stokes方程等等，並且說明這些方程是如何在計算中被近似和求解的。對於“計算”二字，我希望它能涵蓋多種數值方法，從經典的有限差分到更先進的譜方法，並對每種方法的原理、優勢和局限性進行深入剖析。我還在設想書中是否會提供一些經典的等離子體模擬算例，比如激光-等離子體相互作用、磁約束聚變中的等離子體行為，或者空間等離子體現象的模擬。 另外，我猜測本書的組織結構可能會非常清晰，每一章都會圍繞一個主題展開，並且循序漸進地引導讀者掌握相關知識。它可能會在講解理論的同時，穿插一些實際的計算流程和數據處理方法，幫助讀者理解如何將理論模型轉化為可執行的代碼。我甚至在期待書中會提及一些常用的等離子體模擬軟件，比如PIC（粒子 in cell）代碼，並對它們的工作原理進行簡要介紹。 這本書是否會涉及一些關於計算資源和效率的問題？畢竟，等離子體模擬往往需要巨大的計算能力。我希望作者能分享一些關於優化計算性能、並行計算策略，以及如何處理和可視化大規模模擬數據的經驗。這對於我未來進行實際的計算研究非常有價值。 總而言之，從我對這本書的初步印象來看，它似乎是一本內容豐富、結構清晰、理論與實踐相結閤的優秀教材，能夠幫助我係統地學習計算等離子體物理的知識體係。

評分☆☆☆☆☆

我最近入手瞭一本《計算等離子體物理導論》，拿到手裏的時候，最直觀的感受就是它的分量。沉甸甸的，感覺裏麵裝滿瞭乾貨。我看瞭下它的扉頁，作者們都是在相關領域有很高聲譽的學者，這讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。我一直覺得等離子體物理是個非常迷人的領域，但又覺得它離我們生活有點遙遠，而“計算”這個詞，則暗示瞭它與現代科技的緊密聯係。 我非常好奇這本書在介紹基礎概念時，會采用什麼樣的切入點。是直接從數學公式開始，還是會先從一些有趣的物理現象入手？我猜想它可能會先講一些關於等離子體的宏觀性質，比如電離、導電性、集體行為等等，然後逐漸深入到微觀層麵，介紹粒子動力學和碰撞過程。對於“計算”這部分，我希望它能詳細講解各種數值方法，比如如何離散化連續方程，如何處理邊界條件，以及各種方法的精度和穩定性問題。 我還在設想，這本書會不會提供一些解決實際問題的思路。比如，在天體物理研究中，等離子體是如何影響恒星形成和星係演化的？在工程領域，等離子體又有哪些應用，比如等離子體刻蝕、等離子體錶麵處理等。我希望作者能通過一些具體的案例，來展示計算等離子體物理在解決這些問題中的作用。 而且，我還在琢磨這本書的語言風格。是那種嚴謹晦澀的學術風格，還是相對更易讀的科普風格？我希望它能在保持科學嚴謹性的同時，也具備一定的可讀性，能夠讓非專業讀者也能有所收獲。它是否會提供一些練習題或者討論題，來幫助讀者鞏固和深化理解？ 總的來說，這本書給我的感覺是厚重而紮實，內容應該非常全麵。我期待它能帶我進入一個充滿挑戰但也充滿樂趣的學習過程，讓我對計算等離子體物理有一個更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

哇，我剛拿到一本叫做《計算等離子體物理導論》的書，還沒開始讀，但光看目錄和前言，我就已經被深深吸引住瞭。這套書的排版設計很舒服，字體大小適中，頁麵的留白也很閤理，看起來就很適閤長時間閱讀。我特彆喜歡它使用的紙張，觸感溫潤，油墨印製清晰，翻閱起來有一種紙質書獨有的質感，這對我這個紙質書愛好者來說，絕對是加分項。 我注意到它在介紹等離子體物理的背景時，用瞭非常生動形象的比喻，將一些抽象的概念具象化，這對於初學者來說非常有幫助。我一直對等離子體物理感到好奇，但總覺得它高深莫測，這本書似乎提供瞭一個非常友好的入口。我尤其期待它在計算方法部分的內容，比如它會如何講解數值求解偏微分方程、網格劃分、邊界條件處理等等。我希望它能提供一些實際的編程示例，或者至少提供一些可以參考的僞代碼，這樣我就可以跟著書中的思路自己動手實現一些簡單的模型，來加深理解。 而且，這本書的作者團隊看起來非常專業，從作者介紹中可以看齣他們在該領域深耕多年，擁有豐富的研究經驗。這讓我對書的權威性和內容深度充滿信心。我希望它能帶領我從宏觀到微觀，層層深入地理解等離子體物理的奧秘。它還提到瞭在天體物理、聚變能、空間等離子體等領域的應用，這讓我非常 excited，因為這些都是我一直以來非常感興趣的方嚮。我迫不及待地想看到書中是如何將理論與實際應用相結閤的，它是否會提供一些案例分析，或者對某個具體問題的計算模擬過程進行詳細解讀。 我還在好奇它在內容組織上是否會有什麼驚喜。比如，它是否會以問題的形式來引導讀者學習，還是會按照傳統的章節結構循序漸進？我猜測它可能會在每個章節的末尾設置一些思考題或者小練習，來幫助讀者鞏固所學內容。我也希望它能對一些重要的計算方法進行深入的討論，比如有限差分法、有限元法、譜方法等，並分析它們的優缺點以及適用範圍。另外，它對於並行計算和高性能計算的介紹是否會涉及，這對於處理大規模的等離子體模擬數據來說至關重要。 最後，我一直在想這本書在配圖和圖錶方麵會做得怎麼樣。高質量的圖錶不僅能讓內容更直觀易懂，也能提升閱讀的整體體驗。我希望它能包含一些精美的模擬結果圖，或者能夠清晰展示物理過程的示意圖。如果書中還能提供一些在綫資源鏈接，比如相關的開源代碼庫或者公開數據集，那就更完美瞭。我期待這本書能夠成為我學習計算等離子體物理的得力助手，為我打開通往這個迷人領域的大門。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《計算等離子體物理導論》，第一感覺就是它的排版設計相當用心。書本的厚度適中，拿在手裏感覺很紮實，印刷質量也很棒，紙張的觸感很好，不是那種過於光滑的，摸起來很舒服。我看瞭作者的簡介，都是在各自領域內非常資深的專傢，這讓我對這本書的內容質量非常有信心。 我之所以對這本書感興趣，是因為我一直對等離子體這個奇妙的物質形態感到好奇。它既像氣體，又具有導電性和集體行為，在宇宙中無處不在，同時在科技領域也有著廣泛的應用。而“計算”這個詞，則意味著這本書會深入講解如何用數學和計算機模擬來研究等離子體。我非常期待書中會如何介紹各種數值方法，比如有限差分法、有限體積法、譜方法，以及它們在解決等離子體方程組時的具體應用。 我希望這本書能夠從一個比較宏觀的視角齣發，先介紹等離子體的基本概念和分類，然後逐步深入到復雜的物理模型和計算技術。例如，它是否會詳細講解麥剋斯韋-玻爾茲曼方程、Vlasov方程、MHD方程組等，以及這些方程在不同尺度下的適用性？對於計算方麵，我尤其想知道書中是否會涉及一些數值穩定性的分析，以及如何處理網格劃分、邊界條件等技術難題。 此外，我還在猜測這本書是否會包含一些實際案例的分析，比如天體物理中的等離子體現象（如太陽風、星雲），或者工程應用中的等離子體技術（如核聚變、等離子體推進）。我希望作者能通過這些案例，來展示計算等離子體物理的強大威力，以及它如何幫助我們理解和解決現實世界中的問題。 總體而言，這本書給我的第一印象是專業、係統且具有實踐指導意義。我期待它能成為我理解和掌握計算等離子體物理的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本《計算等離子體物理導論》的封麵設計簡潔而富有科技感，讓我一眼就對它産生瞭濃厚的興趣。我注意到書的裝幀非常精美，紙張的質感也很好，摸起來有一種厚實而溫潤的感覺，這無疑會為閱讀體驗加分。我快速翻閱瞭一下目錄，發現它涵蓋瞭等離子體物理的許多核心概念和計算方法，這讓我對它充滿瞭期待。 我一直以來都對等離子體在宇宙中的角色以及它在各種高科技領域中的應用感到著迷，但對於其背後的計算原理卻知之甚少。我猜測這本書會從最基礎的等離子體定義開始，深入淺齣地介紹等離子體的各種性質，比如電磁特性、輸運現象以及相乾效應等。更讓我興奮的是，它冠以“計算”之名，這意味著我將有機會瞭解如何利用數值模擬來探索等離子體的復雜行為。 我非常期待書中能夠詳細介紹各種數值模擬技術，比如粒子模擬（PIC）、流體模擬（MHD）等，並對比它們的優缺點以及適用場景。我希望它能解釋清楚各種算法的原理，以及如何在實際編程中實現它們。例如，它是否會講解如何處理大規模的粒子數據，如何優化計算效率，以及如何可視化復雜的模擬結果？ 我還在設想，這本書是否會引用一些經典的等離子體物理問題作為例子，比如激光與等離子體的相互作用、磁約束聚變裝置中的等離子體行為、或者空間等離子體中的各種現象。通過對這些問題的計算模擬分析，我可以更直觀地理解等離子體物理的理論知識，並學習如何將它們應用到實際研究中。 總的來說，這本書給我的第一印象是它內容翔實、結構清晰，並且兼具理論深度和實踐指導性。我迫不及待地想通過閱讀它，係統地掌握計算等離子體物理的知識體係，並為我未來的學習和研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

還可以

評分☆☆☆☆☆

正品書籍，一直不太懂等離子體的計算問題，趁機好好學習下，希望能有所收獲

評分☆☆☆☆☆

書不錯，慢慢看

評分☆☆☆☆☆

正品書籍，一直不太懂等離子體的計算問題，趁機好好學習下，希望能有所收獲

評分☆☆☆☆☆

值得擁有

評分☆☆☆☆☆

我已經點明需要紙質發票瞭，但還是沒有給我

評分☆☆☆☆☆

更多的內容是關於磁化等離子體的，與我關心的內容關係不大

評分☆☆☆☆☆

書不錯，慢慢看

評分☆☆☆☆☆

更多的內容是關於磁化等離子體的，與我關心的內容關係不大