Control of Fluid Flow pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Koumoutsakos, Petros (EDT)/ Mezic, Igor (EDT)

出品人:

頁數:229

译者:

出版時間:

價格:99

裝幀:Pap

isbn號碼:9783540251408

叢書系列:

圖書標籤:

• 流體流動控製
• 流體力學
• 傳熱
• 工程流體
• 流體動力學
• 管道流動
• 泵
• 閥門
• 流體機械
• 計算流體動力學

好的，以下是一份關於《現代流體力學理論與應用》的圖書簡介，完全不涉及《Control of Fluid Flow》的內容，並力求詳實、自然： --- 書名：《現代流體力學理論與應用：從基礎到前沿》 內容簡介 《現代流體力學理論與應用：從基礎到前沿》是一部麵嚮高等工科院校師生、科研人員以及行業工程師的專業著作。本書旨在係統、深入地闡述流體力學的基本原理、經典理論及其在當代工程實踐中的前沿應用。全書內容覆蓋麵廣，邏輯結構嚴謹，既包含瞭紮實的數學基礎，又注重與實際工程問題的緊密結閤，力求構建一個完整的、與時俱進的流體力學知識體係。 第一部分：流體力學基礎與分析方法 本書的開篇部分集中於奠定堅實的理論基礎。首先，對流體的基本概念、物質特性（如粘度、密度、可壓縮性）進行瞭詳盡的討論。隨後，引入瞭流場描述的基本工具——歐拉觀點和拉格朗日觀點，並在此基礎上詳細推導瞭流體運動的基本控製方程：質量守恒方程（連續性方程）、動量守恒方程（納維-斯托剋斯方程），以及在特定條件下的能量守恒方程。 在數學處理方麵，本書強調瞭邊界條件和初始條件的設定對於求解物理問題的決定性作用。針對不可壓縮牛頓流體，本書深入剖析瞭斯托剋斯流、Creeping Flow 等低雷諾數流動，並詳細討論瞭充分發展的層流（如平闆上的平闆流、管道內的泊肅葉流）。對於高雷諾數流動，著重闡述瞭邊界層理論的建立及其在簡化 Navier-Stokes 方程中的重要性，包括普朗特邊界層方程的推導和求解方法，如 Blasius 問題的數值解法。 此外，針對流動中的復雜現象，如流綫的銳利、渦量的集中，本書專門闢章節探討瞭渦鏇動力學的基礎，包括環量定理、庫塔-茹科夫斯基定理在翼型升力計算中的應用，以及對三維流動的基本認識。 第二部分：湍流理論與建模 湍流是流體力學中最具挑戰性且最普遍存在的現象之一。本書投入大量篇幅係統講解湍流的本質特徵，包括隨機性、各嚮同性、尺度分離以及能量級串過程。 在湍流的理論描述上，本書詳細介紹瞭雷諾平均 Navier-Stokes（RANS）方程的推導，並闡明瞭湍流模型在處理雷諾應力項中的必要性。隨後，對主要的湍流模型進行瞭全麵的比較和分析，包括： 1. 零方程模型（代數模型）：如 Spalart-Allmaras 模型，適用於邊界層和簡單自由剪切流。 2. 一方程模型：如 Spalart-Allmaras 模型（更精確的錶述），著重於湍流動能或特徵長度的輸運。 3. 兩方程模型：重點講解瞭 $k-epsilon$ 模型和 $k-omega$ 模型，分析瞭它們各自的優勢、局限性，尤其是在處理近壁麵流動和逆壓梯度流動中的差異。 對於瞬態和高精度模擬，本書也簡要介紹瞭大渦模擬（LES）和直接數值模擬（DNS）的基本思想和應用場景，為讀者提供瞭從工程近似到高精度研究的過渡路徑。 第三部分：特殊流動問題的分析 本部分聚焦於流體力學中具有特定物理背景或數學特性的流動問題，這些問題在航空航天、能源和環境工程中至關重要。 1. 可壓縮流動：從等熵流、激波的形成與傳播入手，詳細分析瞭聲速、馬赫數對流動特性的影響。重點討論瞭在高速飛行器設計中至關重要的二維正激波與斜激波的理論分析，以及諾依曼波與膨脹扇的理論基礎。對等熵流動的基本關係和拉伐爾噴管（Laval Nozzle）的設計原理進行瞭詳盡的推導和應用實例分析。 2. 多相流與多孔介質流：本書探討瞭氣液、氣固等流體體係的相互作用。針對多孔介質，詳細闡述瞭達西定律（Darcy's Law）的適用範圍、滲透率的物理意義，以及在地下水流動、油氣藏滲流分析中的應用。對於氣液兩相流，引入瞭相分數、界麵輸運的概念，並討論瞭歐拉-歐拉模型和歐拉-拉格朗日模型的適用性區分。 3. 非牛頓流體：分析瞭粘度隨剪切率變化的流體（如聚閤物溶液、泥漿）的本構關係，包括冪律模型、賓漢塑性模型等。強調瞭這些流體在輸送、混閤和塗層技術中的特殊工程挑戰。 第四部分：計算流體力學（CFD）導論 認識到現代工程分析對數值方法的依賴性，本書的最後一部分提供瞭計算流體力學的核心概念和方法論。首先介紹瞭離散化的基本原理，包括有限差分法（FDM）、有限體積法（FVM）在對流-擴散方程上的應用。 重點剖析瞭求解 Navier-Stokes 方程的經典算法，如 SIMPLE 算法族的迭代求解策略，用於處理速度-壓力耦閤問題。此外，還討論瞭網格生成（結構網格、非結構網格）對計算精度和效率的影響，以及後處理和結果驗證（Verification and Validation, V&V）的基本流程，確保計算結果的可靠性。 總結 《現代流體力學理論與應用》以嚴謹的數學推導為骨架，以豐富的工程實例為血肉，緻力於幫助讀者建立起對復雜流體現象的深刻理解。本書的結構設計既適閤作為一門深入的碩士研究生課程教材，也是從事航空、機械、土木、化工及環境工程領域研究和設計人員的可靠參考手冊。通過對經典理論和現代計算工具的並重講解，讀者將能夠有效地應對當今工程領域中日益復雜的流體動力學挑戰。 ---

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