数值传热学(第2版)/研究生教学用书

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陶文铨编 编
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店铺: 木垛图书旗舰店
出版社: 西安交大
ISBN:7560514367
商品编码:10287440367
出版时间:2001-05-01

具体描述

基本信息

  • 商品名称:数值传热学(第2版)/研究生教学用书
  • 作者:陶文铨编
  • 定价:50
  • 出版社:西安交大
  • ISBN号:7560514367

其他参考信息(以实物为准)

  • 出版时间:2001-05-01
  • 印刷时间:2008-01-01
  • 版次:1
  • 印次:8
  • 开本:
  • 包装:其他
  • 页数:566
  • 字数:596千字

数值传热学(第2版)/研究生教学用书 内容简介 本书系统深入地阐述了数值传热学领域的核心理论、经典方法与前沿技术,旨在为高等院校研究生提供一套全面、严谨且实用的教学参考。全书紧密结合传热工程实践,将理论分析与数值模拟紧密相连,力求帮助读者建立扎实的理论基础,掌握先进的数值计算手段,并能独立解决复杂的传热问题。 第一篇 数值传热学基础 本篇重点在于为读者构建数值传热学的知识框架,涵盖了从基础理论到基本数值方法的演进过程。 绪论:首先,本书将回顾传热学的基本概念,包括导热、对流和辐射三种基本传热形式,并简要介绍经典解析解法的适用范围和局限性。在此基础上,着重强调数值方法在解决复杂几何形状、非均匀物性、多物理场耦合等工程难题中的不可替代性,为后续内容的学习奠定思想基础。 传热微分方程:详细推导和阐述了傅里叶导热定律、牛顿冷却定律和普朗克定律在不同坐标系下的微分方程形式。重点讲解了稳态与瞬态导热方程、耦合热-流问题(Navier-Stokes方程和能量方程)、热辐射方程的离散化基础,并为每种方程的数值求解方式埋下伏笔。 数值离散化方法:本书深入介绍了实现数值传热计算的几种关键离散化技术,包括: 有限差分法(FDM):详尽阐述了Taylor展开在差分格式构建中的作用,详细讲解了显式和隐式差分格式的原理、稳定性分析(如CFL条件)和收敛性证明。通过丰富的例子,展示如何将连续方程转化为代数方程组,并介绍了一维、二维稳态和瞬态导热问题的常用差分格式。 有限体积法(FVM):着重讲解了守恒性原理在FVM中的核心地位,以及通量在控制体边界上的计算。详细介绍了控制体划分、界面通量插值(如中心差分、迎风格式)以及如何构建代数方程组。特别强调了FVM在处理非结构网格和守恒方程方面的优势,并以均匀和非均匀网格为例进行说明。 有限元法(FEM):系统介绍了变分原理和加权残值法的概念,讲解了基函数(形函数)的选择、单元刚度矩阵和载荷向量的建立过程。通过二维梁单元或简单区域的例子,展示了FEM如何通过求解插值误差最小化问题来逼近真实解,并讨论了其在处理复杂边界和各向异性材料方面的优越性。 数值求解方法:在离散化得到代数方程组后,本篇将介绍求解这些方程组的常用数值方法,包括: 迭代法:详细讲解了雅可比迭代法、高斯-赛德尔迭代法、逐次超松弛(SOR)迭代法等经典线性方程组迭代求解方法,分析其收敛条件和效率。 直接法:简要介绍高斯消元法、LU分解法等直接求解方法,并讨论其在大型稀疏矩阵系统中的适用性。 隐式求解器:针对瞬态问题,深入讲解了全隐式、Crank-Nicolson等方法的原理和特点,以及它们如何通过时间推进实现数值模拟。 第二篇 高级数值传热模型与技术 本篇在第一篇的基础上,进一步深化数值传热学的理论与应用,介绍更复杂、更贴近工程实际的数值模型和先进技术。 复杂几何与网格生成:针对工程实际中常见的复杂形状,本书将详细介绍各种网格生成技术,包括结构网格、非结构网格、混合网格的生成原理和常用方法。重点讲解了网格质量对数值计算精度的影响,以及如何处理退化单元和网格畸变。 对流换热数值模拟:深入研究数值方法在求解Navier-Stokes方程和能量方程耦合问题中的应用。详细讨论了速度-压力耦合算法(如SIMPLE系列算法)、湍流模型(如RANS模型中的Spalart-Allmaras、k-ε、k-ω模型,以及LES、DNS的简介)、以及这些模型在不同雷诺数和流态下的适用性。通过案例分析,展示如何模拟强制对流、自然对流和混合对流问题。 辐射传热数值方法:针对辐射传热的复杂性,本书将介绍常用的数值方法,如: 离散坐标法(DSSC):详细讲解了DSSC方法如何离散化辐射传输方程,并求解不同方向上的辐射强度。 蒙特卡洛法(MC):介绍MC法如何通过随机抽样来模拟辐射传输过程,并讨论其在处理复杂边界反射和多散射问题中的优势。 有限体积法与辐射模型耦合:讲解如何将辐射模型嵌入到FVM框架中,以实现包含辐射效应的整体传热模拟。 多相流与相变传热:将数值传热学扩展到更复杂的工程场景,重点介绍: 多相流模型:详细介绍欧拉-欧拉模型、欧拉-拉格朗日模型等,并讲解了界面捕捉和追踪技术。 相变传热模拟:研究固液相变(如熔化、凝固)和气液相变(如沸腾、冷凝)的数值模拟方法,包括焓方法、移动边界法等。 耦合场问题的数值模拟:探讨数值传热学与其他物理场的耦合,如: 热-结构耦合:讲解如何求解由温度场引起的材料热应力问题。 电-热耦合:研究电加热、焦耳效应等问题。 多孔介质中的传热:介绍在多孔介质中传热的数值模拟方法,包括达西定律、布林克曼方程的应用。 第三篇 工程应用与前沿发展 本篇旨在将前述理论与技术应用于实际工程问题,并展望数值传热学的未来发展方向。 工程应用案例分析:通过一系列典型的工程案例,如电子设备散热、航空航天器热防护、能源设备(如换热器、涡轮叶片)传热分析、建筑节能模拟等,详细展示数值方法的应用流程、模型选择、网格生成、结果后处理和工程验证。 高效求解器与并行计算:介绍求解大型复杂问题的若干高效数值求解器(如多重网格法、预条件共轭梯度法),并探讨并行计算在数值传热学中的作用,包括MPI、OpenMP等并行编程技术。 不确定性量化与模型验证:讨论如何对数值模拟结果的不确定性进行量化分析,以及如何通过实验数据对数值模型进行验证和校准,确保模拟结果的可靠性。 前沿技术展望:简要介绍数值传热学领域的一些前沿研究方向,如基于机器学习的传热预测、自适应网格技术、高阶数值方法、以及高性能计算(HPC)在传热模拟中的进一步应用。 本书内容翔实,理论分析严谨,计算方法清晰,配以大量的算例和图表,旨在培养研究生独立分析和解决复杂传热问题的能力,为他们在科研和工程实践中打下坚实基础。

用户评价

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这本书的语言风格有一种独特的魅力,它既有学术的严谨,又不失人文的温度。作者在讲解复杂的物理概念时,常常会运用生动形象的比喻,或者结合一些有趣的物理现象,来帮助读者理解。例如,在讲解热传导时,作者用“微观粒子们手拉手传递能量”来比喻,生动地描绘了热传导的过程,这让我一个初学者也能轻松地理解。书中还穿插了一些传热学发展史上的有趣故事和人物介绍,这让枯燥的理论学习过程变得更加生动有趣。我特别喜欢作者对傅里叶和他的传热定律的介绍,不仅仅是描述了定律本身,还讲述了傅里叶在提出这一定律时所面临的困难和争议,以及这一定律对后世产生的深远影响,这让我感受到科学研究的艰辛与伟大。此外,作者在行文中,也常常流露出对传热学研究的热情和执着,这种热情能够感染读者,激发我对这门学科的兴趣。

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这本书的学术深度和严谨性是我在众多同类教材中鲜有见到的。作者在内容编排上,逻辑清晰,层层递进,每一章节都建立在前一章节的基础上,使得知识体系的构建显得非常自然和稳固。我尤其欣赏作者在讲解过程中,对于物理现象背后数学模型的构建和分析,这展现了作者深厚的理论功底。例如,在对湍流传热的讨论中,作者不仅介绍了各种湍流模型(如RANS模型),还深入剖析了这些模型是如何从雷诺平均方程推导出来的,以及它们各自的假设和适用范围,这让我对湍流传热的复杂性有了更深刻的理解。书中对传热问题的求解方法,从解析解到数值解,都进行了详尽的介绍,并且在介绍数值解时,重点强调了有限体积法的优势,通过对守恒律的直接体现,保证了计算结果的物理可靠性。我特别喜欢书中关于多物理场耦合传热的章节,作者介绍了如何将流体动力学、固体传热甚至相变等问题耦合起来进行数值求解,这为解决一些更复杂的工程问题提供了理论指导。虽然内容艰深,但作者的阐述方式却尽可能地清晰易懂,使得即使是初学者,也能在克服一定困难后,逐渐领略到其精妙之处。

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这本书的内容编排,可以说是“麻雀虽小,五脏俱全”。尽管篇幅不算特别巨大,但其涵盖的知识点却十分丰富和全面。我注意到作者在内容的选择上,非常注重经典理论与前沿进展的结合。在对传统传热理论进行深入阐述的同时,书中也对一些新兴的传热研究领域,如微尺度传热、多孔介质传热等,进行了初步的介绍和探讨,这让我对传热学的未来发展方向有了初步的认识。我印象深刻的是,书中关于薄膜传热的章节,作者对纳米尺度的热传输机制进行了深入的探讨,这让我意识到,在微观世界里,热量传递的规律与宏观世界存在着显著的差异,这为我开启了一个全新的研究视角。此外,书中对热电材料、热管理材料等前沿材料在传热学中的应用也进行了介绍,这让我认识到,材料科学的进步对传热技术的发展起着至关重要的作用。这本书就像一座宝库,每一次翻阅都能发现新的知识和新的启示,让我受益匪浅。

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不得不说,这本书的内容组织和知识呈现方式,极具启发性。它不仅仅是知识的堆砌,更是一种思维方式的引导。我最喜欢的是作者在讲解过程中,常常会引导读者去思考“为什么”,而不是仅仅告知“是什么”。例如,在讨论热辐射时,作者详细介绍了黑体辐射的普朗特法则,并进一步引出了维恩位移定律和斯忒藩-玻尔兹曼定律,但他并没有止步于此,而是深入探讨了这些定律的物理意义,以及它们在天体物理、材料科学等领域的广泛应用。这让我感到,学习传热学不仅仅是掌握一套计算公式,更是理解宇宙万物运行的内在规律。书中关于热传递机理的深入剖析,从微观粒子的碰撞到宏观能量的流动,都进行了细致的描述,让我对热量传递的本质有了更清晰的认识。我尤其喜欢作者在章节结尾处设置的思考题,这些问题往往没有标准答案,但它们能引导我去深入思考,去探索更深层次的理论问题,这对于培养我的独立思考能力和创新意识非常有帮助。这本书让我体会到,学习的乐趣在于探索和发现,而不仅仅是记住和应用。

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坦率地说,我并非一开始就对数值传热学抱着极高的热情,更多的是出于学业的要求。然而,这本书却意外地激发了我深入探索的欲望。它并没有给我一种“这是给你看的”的感觉,而是像在邀请我加入一场智力探险。书中对各种数值算法的讲解,并非仅仅是“照猫画虎”式的介绍,而是强调了算法背后的数学原理和物理假设。我花了相当长的时间去理解书中关于离散化误差分析的部分,作者详细地解释了截断误差和数值误差是如何产生的,以及如何通过选择合适的离散格式和步长来减小误差,这让我对数值模拟的精度控制有了更清晰的认识。书中关于求解非线性方程组的迭代方法,也让我大开眼界,例如对牛顿迭代法的讲解,不仅给出了公式,还深入分析了其收敛性,以及在实际应用中可能遇到的问题。最让我惊喜的是,书中还涉及了一些关于并行计算和GPU加速在数值传热学中的应用,这让我看到了这门学科在未来发展中的巨大潜力,也让我对自己的学习方向充满了期待。

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这本书的封面设计朴实无华,但当你翻开第一页,那份严谨与厚重感便扑面而来,仿佛一位经验丰富的老者,正准备娓娓道来。我尤其欣赏作者在引入基本概念时所采取的循序渐进的方式,从最基础的热传导定律,到对流和辐射的深刻剖析,每一步都踩得踏实而稳健。书中的图示清晰明了,很多复杂的物理过程被形象地描绘出来,这对于我这样视觉型学习者来说,简直是雪中送炭。我特别喜欢其中关于边界条件处理的部分,作者不仅给出了各种典型边界条件的数学表达,更深入地探讨了它们在实际工程问题中的物理意义和取舍,这一点在很多入门级的教材中是难以见到的。举个例子,书中关于第三类边界条件(Robin boundary condition)的讲解,不仅仅是公式的罗列,而是通过与换热器、翅片等实际装置的联系,让我真正理解了这种混合边界条件的适用场景和重要性。而且,作者在讲解过程中,并没有回避数学上的推导,但又不会让读者感到枯燥乏味,他总能在关键处点出推导的物理背景,让冰冷的公式背后充满了鲜活的物理思想。我花了很长时间去理解其中关于无量纲参数的意义,比如普朗特数(Pr)、努塞尔数(Nu)等,它们在简化问题、揭示流动和传热规律中的作用,在这本书里得到了非常透彻的阐释,让我茅塞顿开,觉得之前的学习思路得到了升华。

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我是一个对细节非常挑剔的读者,一本书的质量,往往体现在其对细节的处理上。这本书在这方面做得相当出色。书中对每一个概念的定义都十分严谨,对每一个公式的推导都力求清晰完整。我曾仔细地梳理过书中关于边界层理论的推导过程,作者从纳维-斯托克斯方程出发,如何通过引入边界层假设,最终得到普朗特边界层方程,这一系列的推导过程严谨而又富有逻辑性,让我对边界层理论的形成有了更深刻的理解。书中对物理量的量纲分析也极其严谨,并且强调了量纲分析在建立无量纲方程、简化问题、揭示物理规律方面的重要作用。我尤其欣赏作者在讲解守恒定律时,不仅给出了数学表达式,还深入解释了其物理含义,以及它在各种传热过程中的体现。例如,在讲解能量守恒时,作者详细阐述了显热、潜热、化学反应热等不同形式的能量变化,以及它们在传热过程中的相互转化,这让我对能量守恒定律有了更全面的认识。

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这本书给我最直观的感受就是“实用”。作者似乎非常懂得工程师的需求,将理论知识与实际应用无缝衔接。在讲解换热器设计时,书中给出了多种典型换热器的结构特点、传热原理和设计计算方法,并且详细讨论了影响换热器性能的关键因素,如传热系数、压降、污垢热阻等。我曾尝试用书中的公式和方法来校核我参与设计的某个换热器,结果发现吻合度很高,这大大增强了我对这本书的信心。书中关于工业炉设计、电子设备散热等章节,更是贴近实际工程需求,提供了很多宝贵的经验和技术细节,这对于我在工作实践中解决具体问题非常有帮助。我尤其喜欢关于工业炉热平衡计算的讲解,作者详细分析了炉内各种能量损失的来源,并提出了减少热损失、提高能源利用率的有效措施,这对于我正在进行的一个工业窑炉节能改造项目非常有指导意义。而且,书中对各种材料的热物理性质列表,也为我进行工程设计提供了便捷的参考。

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作为一名在工程领域摸爬滚打多年的从业者,我常常在实际工作中遇到各种各样的传热问题,而一本真正能指导实践的参考书,其价值是无可估量的。这本书在这方面做得尤为出色。它不仅仅停留在理论的层面,而是将大量的工程应用案例巧妙地融入到理论讲解之中。例如,在讲解传热强化技术时,作者并没有简单地列举几种方法,而是通过对换热器管束内部流动和传热特性的详细分析,阐述了如何通过改变流道几何形状、引入扰流装置等手段来提高传热效率,并给出了具体的计算公式和设计建议,这对于我们这些需要在实际设计中进行定量计算的工程师来说,无疑是一笔宝贵的财富。我印象深刻的是,书中对翅片传热效率的分析,不仅考虑了翅片材料的导热性,还详细讨论了翅片根部温度、翅片尖端对流等因素的影响,并给出了优化翅片尺寸和形状的指导原则,这让我能够更科学地设计和选择散热翅片,避免了过去那种“拍脑袋”式的凭经验判断。此外,书中关于复杂传热模式(如辐射传热与对流传热的耦合)的讨论,以及如何进行数值模拟求解的思路,都为我解决一些棘手的工程难题提供了重要的理论基础和方法论。我经常在遇到新的传热设计挑战时,翻阅这本书,总能从中找到启发和解决问题的关键思路,它就像一个随身的“传热问题智囊团”。

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我是一名刚刚接触数值传热学的研究生,对于这门学科既充满好奇又略感畏惧。这本书的出现,极大地缓解了我的焦虑。它的叙事风格非常亲切,仿佛一位循循善诱的导师,一步步引导我走进这个复杂的领域。我特别喜欢作者在讲解数值方法时,并非生硬地给出算法步骤,而是先从离散化的基本原理入手,讲解为什么需要离散化,以及不同的离散化方法(如有限差分法、有限体积法)各自的优缺点。书中对有限体积法的讲解尤其细致,作者通过对控制体内的积分形式方程进行展开,详细阐述了通量计算、插值格式等核心概念,这让我能够深刻理解数值计算过程的物理意义,而不仅仅是机械地套用公式。我花了相当多的时间去理解书中关于网格生成和网格质量的章节,作者强调了网格质量对数值解精度的重要性,并给出了一些关于如何选择合适网格、处理复杂几何形状的建议,这对我今后的数值模拟工作至关重要。另外,书中对迭代求解器的介绍,也让我对如何提高计算效率有了更深的认识,例如对SOR(逐次超松弛)方法的讲解,不仅给出了公式,还解释了松弛因子选择的依据,这对我理解和使用更高级的求解器非常有帮助。

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可以

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包装有点单薄了吧,书连着封面被戳破了好几页

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挺好

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书是没什么破损,就是背面一条子黏黏的胶扣也扣不掉,很影响感觉

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挺好

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可以

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包装有点单薄了吧,书连着封面被戳破了好几页

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