Дж. Бэтчелор - Введение в динамику жидкости

УДК 533 Книга содерясит систематическое н оригинальное изложение основ динамики жидкости. Автор, как правило, уназывает способ упрощения основных уравнений и обсуждает результаты, привлекая эксперимент. Это поаволяет шире охватить предмет и его приложения к геофизике, физической гидродинамике, метеорологии н океанологии. Энциклопедичность содержания н методические достоинства книгп Бетчелора позволяют поставнть ее в один ряд с такиыи известнымн трудамп, как,например: Л. ПрандтлыГидроаеромеханика» (11Л, 1949, 195Ц и Л. Милн-Томсон «Теоретическая гидродинамика> (ч31ирэ, 1964К Книга представляет интерес для научных работников и иня<енеров в области гвдродинамикп, а также для преподавателей, аспирантов и студентов университетов и физико-технических, авнацнонных н судостроительных институтов. редакция литературы по математическим наукам © Перевод на русский язык, чМир>, 1973 0243-034 04К01)-73 ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА «Введение в динамику жидкости» профессора Кембриджского университета Дж.

К. Бэтчелора предназначено автором для студентов отделений прикладной математики; этой специальности довольно точно соответствуют отделения механики наших университетов. Образование по механике вообще и в частности по гидромеханике следует в нашей стране традициям Н. Е. Жувовского, сочетавшего в своих курсах лекций математическую строгость и глубину изложения с наглядной геометрической и физической интерпретацией результатов при широком привлечении экспериментальных наблюдений, а также с практической, инженерной, направленностью обучения. На основе его лекций по гидродинамике и по теории крыла выросло первое поколение советских ученых и педагогов в области механики жидкости и газа.

Уместно вспомнить еще сыгравший положительную роль курс А. А. Статкевича «Аэродинамика как теоретическая основа авиации» (1923 г.) того же направления, который содеря»нт подробное изложение теории движения вязкой жидкости и теории вихрей. В настоящее время советские студенты пользуются превосходными учебниками по гидромеханнке Н. Е. Кочина, И. А. Кибеля и Н. В. Розе (6-е издание, 1963 г.), Л. Г. Лойцянского (3-е издание, 1970 г.), многотомным курсом теоретической физики Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица (4-е издание, 1962 г.). Зги учебники содержат достаточно полное и уравновешенное изложение почти всех разделов современной механики жидкости и газа и в целом удовлетворяют потребностям преподавания гидромеханики.

В 1970 г. вышел двухтомный учебник Л. И. Седова «Механика сплошной среды», представляющий новый этап раавития учебной литературы в этой области на основе современных, наиболее широких и общих представлений и написанный по принципу получения мавсимума понимания при необходимом минимуме информации. Иначе сложилась практика преподавания гидродинамики в Англии.

Там в течение нескольких десятилетий основным учебником в университетах был кчасснческий курс «Гидродинамика» Г. Ламба (перевод 6-го издания 1932 г. был опубликован у нас в 1947 г.), и до последнего времени атот курс служил образцом Предисловие редактора иеревода учебника по гидродинамике.

Наряду с весьма конкретным изложением теории невязкой жидкости, главным образом на основе работ английской школы механиков Х1Х и начала ХХ веков, и в первую очередь работ самого Г. Ламба, в этом курсе непропорционально мало внимания уделялось физической стороне вопроса и многим важным разделам гидродинамики. Так, например, вопросы течения вязкой жидкости в курсе Г. Ламба рассматриваются только в 54 параграфах из 385, а течению сжимаемой жидкости (не считая главы по акустике) посвящен всего один параграф (как и теории пограничного слоя). Дж. К. Бэтчелор решительно изменяет принятую в Англии традицию изложения гидродинамики и создает учебник типа классического руководства Л.

Прандтля. Отличительные особенности учебника достаточно полно охарактеризованы автором в его предисловии; нет необходимости повторять их здесь. Книга Дж. К. Батчелора получила широкое распространение в Англии и в США в качестве учебника для университетов. Через три года после ее появления она вышла уже во втором издании. Автор не претендует на полное изложение гидродинамики. Книга по существу состоит из трех частей.

В первой нз них (главы 1 — 3) рассматриваются физические свойства обычных жидкостей и газов, подробно выводятся н обсуждаются уравнения движения. Во второй части (главы 4 и 5) изучается нетурбулентное течение вязкой, в основном несжимаемой, жидкости. Вопрос изложен с необычайной ясностью и полнотой, причем автор привлекает для иллюстрации много прекрасно подобранных примеров реальных течений.

Третья часть (главы б и 7) относится к аффеклаивяо невязкой и несжимаемой жидкости. Автор вкладывает в это определение вполне конкретное содержание, соответствующее и принятой им инверсии обычного изложения гидродинамики, постоянно напоминая читателю, что невязкую жидкость следует рассматривать как приближенную модель для вязкой жидкости, которая в свою очередь моделирует реальную жидкость. Такая точка арения, конечно, не нова (и не может рассматриваться как универсальная), однако она постоянно используется автором при обсуждении постановок задач, приложений и ограничивающих условий применения теории невязкой жидкости.

По поводу книги Бэтчелора высказывалась точка зрения, что она пригодна в основном для лиц, уже знакомых с предметом. С такой точкой зрения нельзя согласиться; скорее можно сказать, что в отличие от многих других учебников, особенно написанных по ограпиченныи программам технических вузов, книгу Бэтчелора с интересом и пользой прочтут не только студенты, но и специалисты, особенно преподаватели и авторы учебных пособий.

По многим вопросам эта книга может быть полезным дополнением к упомянутым выше отечественным учебникам. Предиедовие редактора перевода Живой язык книги, во многих местах близкий речи лектора, резко контрастирует с обычно сухим изложением предмета. Кстати сказать, это обстоятельство неоднократно затрудняло переводчиков В. П. Вахомчика (гл. 1 — 4 и 6) и А. С. Попова (гл. 5 и 7), которые, однако, сумели вполне успешно справиться со своей нелегкой задачей. Ссылки на литературу в книге ограничиваются указанием источников использованных материалов, а также оправками для дальнейшего изучения отдельных вопросов.

Вполне естественно, что автор отсылает читателей-студентов к доступным им книгам на английском языке. При переводе цитированные книги (особенно если они не были переведены) дополнялись по возможности их эквивалентами на русском языке. Что касается прочих ссылок, то, учитывая наличие фундаментального обзора «Механика в СССР за 50 лет», т. 2 («Наука», 1970 г.), было признано целесообразным сохранить их без специальных примечаний, ограничившись минимально необходимыми добавлениями, связанными только с самыми принципиальными случаями приоритета русских и советских ученых.

Несколько слов следует сказать о принятой в книге терминологии, которую переводчики и редактор стремились по возможности сохранить. Так, например, следуя автору, термины «двумерные» и «трехмерные» течения всюду применяются как синонимы более распространенных в нашей литературе нааваний плоских н пространственных течений. В некоторых случаях в тексте наряду с принятым в книге термином в скобках без специальных примечаний указан его эквивалент. Жидкие линию и поверхность Бзтчелор называет материальными линией и поверхностью; это название, действительно удачное для сплошной среды вообще, в книге было заменено на обычное.

Точно так же широкий и ясный по существу термин «однородный» (однородная скорость, однородное давление) в случаях, не вызывающих сомнения, был изменен на термин «постоянный». При переводе книги были учтены исправления и замечания автора, любезно предоставленные им вместе с предисловием к русскому изданию. В заключение остается сказать, что книга Дж. К. Бэтчелора, как уже указывалось, представляет интерес для научных работников и инженеров в области гидродинамики, а также для преподавателей, аспирантов и студентов механико-математических факультетов университетов и физико-технических, авиационных, судостроительных и энергетических институтов. Г. Ю.