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出版者:人民美术出版社

作者:李振才

出品人:

页数:321

译者:

出版时间:2011-7

价格:48.00元

装帧:

isbn号码:9787102056548

丛书系列:

图书标签:

• 郭强生
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• 人体比例

好的，这是一份不包含《人体造型解剖学教程》内容的图书简介，内容力求详实，旨在介绍其他领域的专业书籍。 --- 《现代计算流体力学：理论与应用》 内容简介 本书深入探讨了计算流体力学（CFD）领域的核心理论、数值方法及其在工程实践中的广泛应用。面对当今科学与工程领域日益复杂的流体动力学问题，从航空航天设计到能源系统优化，CFD已成为不可或缺的分析工具。本书旨在为研究生、专业工程师和高级科研人员提供一个全面、严谨且实用的知识框架。 第一部分：流体力学基础回顾与数学模型建立 本部分首先对经典流体力学理论进行系统的回顾，重点聚焦于 Navier-Stokes 方程组。我们详细阐述了粘性流体运动的控制方程，包括质量守恒（连续性方程）、动量守恒（牛顿第二定律在流体中的体现）和能量守恒方程的推导过程。特别地，本书对不可压缩流和可压缩流（考虑等熵、绝热和多变过程）的数学形式进行了细致的区分和讨论。 针对湍流现象这一核心挑战，本书深入分析了湍流的统计特性，详细介绍了雷诺时均 Navier-Stokes（RANS）方程的推导及其带来的“封闭性”问题。随后，本书对主流的湍流模型进行了详尽的评述和比较，包括： 1. 代数模型（零方程模型）： 如混合长度模型，用于简单流动。 2. 一方程模型： 如 Spalart-Allmaras 模型，在边界层流动模拟中的应用。 3. 两方程模型： 如 $k-epsilon$ 模型（标准、可结垢、低雷诺数修正版）和 $k-omega$ 模型（特别是 SST $k-omega$ 模型），重点分析其在处理逆压梯度和分离流中的优缺点。 4. 大涡模拟（LES）基础： 对亚格子尺度（SGS）模型的理论基础，如 Smagorinsky 模型和动态模型的原理进行了阐述，为过渡到更高级的模拟方法奠定基础。 第二部分：数值方法与离散化技术 CFD 的核心在于如何将连续的偏微分方程转化为可解的代数方程组。本部分是本书的重点之一，详细介绍了主流的数值离散技术。 1. 空间离散化方法： 有限差分法（FDM）： 涵盖一维、二维和三维网格上的泰勒级数展开、精度分析以及处理边界条件的具体技术。 有限体积法（FVM）： 这是工程 CFD 应用中最广泛的方法。本书详细阐述了 FVM 的守恒性原理、通量计算、控制体积的构建，特别是交错网格和非结构化网格上的实现。我们讨论了对流项离散的迎风格式（一阶、二阶迎风）与中心差分格式（二阶中心）的精度与稳定性的权衡。 有限元法（FEM）简介： 简要介绍其在结构分析中的优势，以及在流体问题中采用的伽辽金（Galerkin）方法。 2. 时间离散化方法： 针对瞬态问题的求解，本书比较了显式（如欧拉前向、龙格-库塔法）和隐式方法（如后向欧拉、Crank-Nicolson）。重点分析了隐式方法在时间步长选择上的自由度以及稳定性分析。 3. 压力-速度耦合算法： 针对不可压缩流，处理连续性方程（压力泊松方程）与动量方程的耦合是关键。本书全面讲解了： SIMPLE 算法族： 原始 SIMPLE、Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations (SIMPLER) 和 Pressure-Staggering Option (PISO) 算法的详细步骤、收敛性判据及其在不同网格配置下的适用性。 耦合求解器（Fully Coupled）： 介绍基于牛顿迭代法的全隐式耦合方法及其在大规模并行计算中的优势。 第三部分：网格生成与质量控制 网格的质量直接决定了模拟结果的精度和稳定性。本部分专注于网格技术。 1. 网格类型： 结构化（多块、重叠/嵌插）、非结构化（四面体、多面体）和混合网格的生成原理与特点。 2. 网格划分策略： 边界层网格的生成（楔形/六面体网格），拉伸比的控制，以及如何处理几何细节和流动特征的匹配。 3. 网格无关性研究： 详细介绍如何通过系统性的网格加密策略，评估和量化数值解对网格划分的依赖性，确保结果的可靠性。 第四部分：高级应用与专业模块 本书的最后部分侧重于将理论应用于实际工程挑战。 1. 燃烧与化学反应流： 讨论了稀疏反应流模型（如涡量扩散模型）和有限速率化学模型（如 Arrhenius 关系），以及如何耦合能量方程处理高温效应。 2. 多相流模拟： 涵盖了描述相间相互作用的不同方法： 欧拉-欧拉（Eulerian-Eulerian）模型： 适用于稀疏分散相，重点讨论了相间动量和能量的传递项建模。 拉格朗日颗粒追踪（DPM）： 用于追踪稀疏的固体颗粒或液滴，涉及颗粒轨迹预测和相间作用力的计算。 3. 辐射传热模块： 在高温流动模拟中，辐射换热不可忽略。本书介绍了离散坐标法（DOM）和有限体积法（FVM）在求解辐射传输方程中的应用。 4. 并行计算与性能优化： 探讨了如何利用 MPI（Message Passing Interface）和 OpenMP 架构对大规模 CFD 问题进行域分解和并行求解，以及如何优化内存访问和负载均衡，以充分发挥现代多核处理器和集群的计算潜力。 结论 《现代计算流体力学：理论与应用》不仅是一本理论教科书，更是一本面向实践的指南。通过严谨的数学推导、清晰的算法描述和丰富的案例分析，读者将能够独立构建、求解和验证复杂的流体动力学问题，从而在航空、汽车、化工、土木及新能源等领域做出更精准的工程决策。本书假定读者具备扎实的微积分、线性代数和经典物理学基础。 ---

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若夫八尺之士，皮肉在此，外可度量循切而得之，其死可解剖而视之，其脏之坚脆，腑之大小，谷之多少，脉之长短......皆有大数

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jixujiayou

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