叶轮机非定常流动理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:陆亚钧

出品人:

页数:185

译者:

出版时间:1990-03

价格:2.45

装帧:平装

isbn号码:9787810121552

丛书系列:

图书标签:

• 航空
• 叶轮机
• 非定常流动
• 流体力学
• 涡旋
• 湍流
• 边界层
• 动力学
• 气动理论
• 旋转机械
• 流场模拟

《叶轮机非定常流动理论》 本书深入探讨了叶轮机领域中最具挑战性也最至关重要的一个方面：非定常流动。不同于传统叶轮机分析中假设的稳定、周期性流动，非定常流动是叶轮机实际运行中不可避免的现象，其复杂性对叶轮机的性能、效率、可靠性乃至寿命都产生着深远的影响。本书旨在为读者提供一个系统、全面且深入的理论框架，以理解、预测和控制叶轮机中的非定常流动现象。 核心内容概览： 本书将从基础理论出发，逐步深入到非定常流动的各个关键环节。 流体力学基础与非定常流的数学描述： 首先，我们将回顾适用于叶轮机流动的流体力学基本方程组，重点阐述如何将其推广至非定常状态。纳维-斯托克斯方程在非定常流动分析中的应用，以及处理瞬态项所带来的数学挑战将是讨论的重点。本书将详细介绍守恒律方程在时域和空域离散化方法，包括有限差分法、有限体积法和有限元法等，以及它们在处理复杂几何形状和边界条件时的优劣。此外，粘性流动和无粘流动在非定常条件下的差异性及其对模型选择的影响也将进行深入剖析。 非定常流动的物理机制与分类： 本书将系统梳理导致叶轮机非定常流动的主要物理根源。这包括但不限于： 叶栅诱导的非定常效应： 旋转叶轮和静止导叶之间的相对运动会产生周期性的来流扰动，即“刮擦效应”（Blade Wakes）和“压力扰动”（Potential Flow Disturbances）。我们将详细分析这些扰动如何传播，以及它们对下游叶片气动载荷和流动特性的影响。 流动分离与再附着： 在高负荷、大攻角或边界层转捩等情况下，流动可能在叶片表面发生分离，形成涡系并随着流动演化。这种分离的动态过程，以及其引起的非定常载荷和效率损失，是本书的重点研究内容。 流固耦合效应： 叶片自身的振动会反过来影响周围的流动，产生复杂的耦合现象，如气动弹性颤振（Flutter）和振动（Vibration）。本书将探讨这些耦合机制的产生原因，以及如何通过数值模拟和实验验证来评估其影响。 边界层不稳定性与转捩： 边界层内部的各种不稳定性（如Tollmien-Schlichting波）以及向湍流的转捩过程，即使在平均流动是定常的情况下，也可能引入局部或全局的非定常性。 数值模拟方法与验证： 针对非定常流动的复杂性，本书将重点介绍先进的数值模拟技术。 瞬态求解算法： 详细介绍时间推进格式（如向后欧拉、Crank-Nicolson等）以及它们在稳定性和精度上的权衡。 网格适应性与重构： 讨论自适应网格加密（Adaptive Mesh Refinement, AMR）和重构网格（Overset/Chimera grids）等技术，以应对流动分离、涡结构等精细特征的动态变化。 多物理场耦合模拟： 介绍如何将流体动力学与结构动力学、传热等耦合起来，进行全耦合的非定常流动仿真。 模型选择与简化： 在不同计算资源和精度要求下，讨论适用于不同非定常现象的数值模型，例如RANS（雷诺平均纳维-斯托克斯）、LES（大涡模拟）和DNS（直接数值模拟）的应用范围和适用性。 非定常流动的气动载荷与响应： 非定常流动对叶轮机部件产生的气动载荷是其最直接的影响。 瞬时载荷与平均载荷： 分析非定常流动如何导致叶片表面压力分布和力矩的瞬时波动，以及这些波动如何叠加形成周期性平均载荷和随机载荷。 涡激振动（VIV）与流固耦合： 深入研究由周期性涡脱落引起的涡激振动，以及其对叶片疲劳寿命的影响。 气动弹性现象： 详细阐述叶片因气动力的非定常变化而产生的弹性响应，重点关注颤振（Flutter）的产生机理、预测与抑制方法。 实验测量技术与数据分析： 数值模拟的可靠性离不开实验验证。 先进的测量技术： 介绍粒子图像测速（PIV）、激光多普勒测速（LDV）、压力传感器阵列、声发射（Acoustic Emission）等在捕捉非定常流动细节中的应用。 数据处理与特征提取： 探讨如何从大量的时域测量数据中提取关键的非定常流动特征，如涡结构、流动模态、频谱分析等。 模型实验的设计与规模效应： 讨论在模型尺度下进行非定常流动实验时需要考虑的相似准则和规模效应问题。 非定常流动的控制与减缓策略： 理解非定常流动是为了更好地控制和减缓其负面影响。 叶型设计与优化： 通过改进叶型几何形状，如展弦比、后掠角、剖面形状，来抑制流动分离、减小激波强度和优化来流扰动。 流动控制技术： 介绍主动和被动流动控制技术，如边界层吹吸、涡发生器、等离子体激励等，在抑制非定常流动中的应用。 振动抑制与减缓： 探讨通过改变叶片刚度、阻尼，或采用特殊设计（如阻尼孔、开槽）来减缓气动弹性响应。 本书特点： 《叶轮机非定常流动理论》力求在理论深度、方法前沿性和实践应用性之间取得平衡。本书的作者团队由在该领域拥有丰富研究经验的科学家和工程师组成，他们将结合前沿的研究成果和实际工程经验，为读者提供最权威、最实用的知识。本书的语言清晰、逻辑严谨，辅以大量的图表和算例，旨在帮助读者深入理解非定常流动的本质，掌握分析和解决相关工程问题的能力。 目标读者： 本书适合于航空发动机、燃气轮机、蒸汽轮机、水轮机等领域的研究生、科研人员、工程师以及对叶轮机内部流动特性感兴趣的专业人士。对于希望深入了解叶轮机性能提升、效率改进和可靠性增强的专业人士而言，本书更是不可或缺的参考资料。

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这是一部极具深度和广度的学术著作，它为我打开了理解叶轮机内在运作机制的全新视角。作者的笔触严谨而富有洞察力，他不仅解释了非定常流动的现象，更深入探讨了其背后的物理根源。我特别着迷于书中关于流动分离的非定常行为，以及这些行为如何影响叶片的性能和寿命。他对于流场周期性变化、涡旋动力学以及非线性耦合效应的细致分析，让我对叶轮机的复杂性有了更深刻的理解。书中介绍的各种先进数值模拟技术，如基于RANS的雷诺平均纳维-斯托克斯方程在非定常流动中的应用，以及更高级的LES方法，为我提供了处理复杂流动的强大工具。作者对这些方法的优缺点和适用条件的分析，对于我进行工程计算至关重要。此外，书中关于叶轮机在不同工况下的非定常流动响应，以及这些响应如何影响系统的整体稳定性，提供了宝贵的指导。

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在浩瀚的流体力学文献中，这本书如同一盏明灯，照亮了叶轮机非定常流动的幽深之处。作者的叙事方式非常引人入胜，他能够将最艰深的数学原理转化为易于理解的物理概念。我尤其欣赏他对气动声学理论在叶轮机内部的体现的阐述，以及这些声学扰动如何影响流动和结构。书中关于瞬态涡动力学、伴随方程的推导以及在非定常流动分析中的应用，为我理解流动不稳定性提供了坚实的理论基础。他对不同尺度涡结构以及它们之间相互作用的描绘，让我能够更直观地感受到流动的复杂性。这本书对数值方法，如时间相关的有限元分析和边界元法的应用，提供了详细的指导。这些方法对于精确预测非定常流动中的压力分布、速度场和涡结构至关重要。书中对特定叶轮机类型的案例研究，让我得以将理论知识应用于实际问题，例如如何通过优化叶片形状来减小非定常流动引起的效率损失。

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这部著作宛如一本精心编织的学术地图，指引我在叶轮机非定常流动的复杂迷宫中找到方向。作者的表达方式极其精准，他能够将最抽象的物理现象和最复杂的数学模型，用清晰的逻辑和直观的语言呈现出来。我被书中关于非定常流动引起的压力波动，以及这些波动如何影响叶片的气动载荷和效率的阐述深深吸引。他对于涡结构演化、流动分离的非定常行为以及这些因素如何与叶轮机整体性能相互作用的深度分析，让我对这个领域有了更全面的认识。书中对数值方法的介绍，如时域积分技术和隐式求解器的应用，为我提供了处理非定常流动数据的强大工具。这些方法对于精确模拟叶轮机内部的动态过程至关重要。书中对实际叶轮机运行工况下的非定常流动现象的分析，以及如何根据这些分析结果来优化设计，为我提供了宝贵的工程实践指导。

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这本书的每一页都蕴含着作者对叶轮机非定常流动深刻的理解和洞察。作者的写作风格非常清晰且有条理，他能够循序渐进地引导读者进入复杂的理论世界。我对书中关于转子-定子相互作用产生的周期性流动扰动，以及这些扰动如何影响叶片表面的压力和速度分布的分析尤为印象深刻。他对于流动边界层在非定常条件下的行为，以及如何通过设计来控制这些行为的探讨，为我提供了解决实际工程问题的思路。书中涉及的数值方法，如时间步进法和隐式求解器的使用，以及它们在处理非定常流动中的优势，都得到了详尽的阐述。这些方法对于精确模拟叶轮机内部的动态过程至关重要。书中对特定叶轮机设计的案例研究，以及如何根据非定常流动的分析结果来优化设计，让我能够将理论知识转化为实际的工程应用。

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我在这本书中发现了一个关于叶轮机非定常流动世界的宝藏。作者的写作风格非常独特，他善于将理论知识与实际应用相结合，使得学习过程既严谨又充满趣味。我尤其被书中关于叶片受到的周期性载荷，以及这些载荷如何影响叶片的疲劳寿命的讨论所吸引。他对于流体-结构相互作用在非定常流动中的重要性，以及如何通过数值模拟来预测和控制这些相互作用的分析，为我提供了解决实际工程问题的关键思路。书中涉及的数值方法，如时间相关的求解器和数据后处理技术，都得到了详尽的阐述。这些方法对于精确模拟叶轮机内部的动态过程至关重要。此外，书中对不同叶轮机工作模式下非定常流动特性的分析，也为我提供了更广阔的视野。

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这本书的价值在于其对叶轮机非定常流动现象的系统性梳理和深入的理论探索。作者不仅仅是罗列事实，更是在构建一个完整的知识体系。我被书中关于非定常流动激波、声波以及流固耦合作用的讨论深深吸引。他对于激波在跨音速叶轮机中引起的周期性变化，以及这些变化如何影响叶片载荷和效率的分析，让我对复杂的高速流动有了更清晰的认识。书中涉及的数值方法，如大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）在处理非定常流动中的应用，为我提供了强大的计算工具。作者对这些方法的原理、优缺点以及适用范围的介绍，对于我选择和运用数值模拟技术至关重要。此外，书中关于叶轮机气动载荷预测、叶片振动分析以及疲劳寿命评估的章节，更是将理论研究与实际工程应用紧密结合。它让我明白，理解非定常流动不仅仅是为了满足学术上的好奇，更是为了确保叶轮机的安全可靠运行。

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我一直对叶轮机的内部流动 dynamics 感到着迷，特别是那些由叶片旋转和气流扰动引起的复杂变化。这本书就像一位经验丰富的老者，带着我深入探索叶轮机心脏地带的秘密。作者对非定常流动的定义和分类，以及其与定常流动的本质区别，阐释得非常透彻。我尤其欣赏他对流动分离、涡脱落以及由这些现象引发的压力脉动等关键问题的深入剖析。书中所介绍的各种数值模拟方法，从有限差分到有限体积，再到更先进的涡解析方法，为我理解如何量化这些非定常效应提供了坚实的基础。当我读到关于转子-定子相互作用对叶片载荷影响的章节时，我能清晰地感受到作者在将理论应用于实际工程场景方面的功力。书中对这些相互作用的数学模型和模拟结果的详细解读，让我对如何优化叶轮机的性能、减小能量损失以及提高其稳定性有了更深刻的认识。这本书不仅仅是关于“是什么”，更在于“为什么”和“怎么样”。它引导我思考这些非定常现象的物理机理，以及如何通过合理的工程设计来应对它们。对于任何想要在叶轮机领域取得突破性进展的人来说，这本书都是不可或缺的参考。

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这是一本真正能够启发思考的著作，它以一种系统且严谨的方式，深入浅出地阐述了叶轮机非定常流动的各个方面。作者的叙述逻辑清晰，语言流畅，使得晦涩的理论概念也变得易于理解。我尤其欣赏书中关于叶片激励、涡动力学以及非定常流动产生的气动声学效应的讨论。他对于流动不稳定性、涡脱落以及这些现象如何影响叶片的振动和寿命的分析，为我理解叶轮机的工作原理提供了新的视角。书中介绍的数值方法，如计算流体动力学（CFD）在非定常流动模拟中的应用，以及如何处理边界条件和网格生成，都提供了详细的指导。这些方法对于准确预测叶轮机内部的复杂流动行为至关重要。此外，书中对不同类型叶轮机在非定常流动特性上的差异性分析，也为我提供了更广阔的视野。

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一本严谨的学术著作，如同一场精密的数字模拟，将那些肉眼无法捕捉的涡旋、尾迹以及随时间变化的压力分布，以一种令人信服的逻辑和严谨的数学语言一一呈现。初翻开此书，便被其开篇的气势所折服。作者并未一开始就抛出繁复的方程，而是循序渐进地勾勒出叶轮机非定常流动的宏观图景，从基础的流体力学原理出发，逐步引入时变性这一核心概念。他对涡动力学、伴随方程组以及数值离散方法的阐述，既有理论深度，又不失清晰度。读到那些关于叶片激励、气动声学以及结构-流场耦合的章节时，我仿佛置身于一个高度抽象但又极其真实的物理世界，感受到那些无形的力量如何驱动着叶轮机的运行，又如何可能引发潜在的共振与破坏。书中的案例分析，无论是跨音速流动中的激波非定常性，还是低速流动中的尾迹复杂性，都为理论的应用提供了生动的注脚。每一次翻阅，都能在细节中发现新的理解，每一次思考，都能激发更深层次的求知欲。这本书无疑是献给那些对叶轮机内部复杂流动现象怀有强烈好奇心和钻研精神的工程师与研究者的珍贵礼物。它不只是知识的堆砌，更是思维的引导，它教会我如何以一种系统性的、物理性的眼光去审视和解决那些棘手的工程难题。

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深入研究叶轮机非定常流动的过程，宛如攀登一座知识的高峰。这本书为我提供了清晰的路径和必要的工具。作者的写作风格非常独特，他善于用简洁而精准的语言描述复杂的物理过程，使得抽象的概念也变得触手可及。我特别喜欢他对边界层理论在非定常流动中的应用的讲解，以及如何理解这些流动如何影响叶片表面的边界层行为，进而影响整体效率和寿命。书中关于模态分析和声学传播的章节，为我理解叶轮机噪声的产生机制提供了新的视角。我曾经在实际工作中遇到过一些难以解释的振动问题，这本书中的相关理论和案例分析，无疑能为我提供解决思路。作者对傅里叶分析、本征模态以及波传播的阐述，让我能够更系统地理解叶轮机内部的能量传递和流动扰动。他对于不同类型叶轮机（如轴流、离心、混流）在非定常流动特性上的差异性分析，也为我提供了更广阔的视野。这是一本需要反复品读的书，每一次阅读都能有新的收获和领悟。

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