數值傳熱學(第2版)/研究生教學用書

數值傳熱學(第2版)/研究生教學用書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

陶文銓編 編
圖書標籤:
  • 數值傳熱
  • 傳熱學
  • 計算流體力學
  • 工程熱物理
  • 研究生教材
  • 高等教育
  • 科學計算
  • 傳導
  • 對流
  • 輻射
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店鋪: 木垛圖書旗艦店
齣版社: 西安交大
ISBN:7560514367
商品編碼:10287440367
齣版時間:2001-05-01

具體描述

基本信息

  • 商品名稱:數值傳熱學(第2版)/研究生教學用書
  • 作者:陶文銓編
  • 定價:50
  • 齣版社:西安交大
  • ISBN號:7560514367

其他參考信息(以實物為準)

  • 齣版時間:2001-05-01
  • 印刷時間:2008-01-01
  • 版次:1
  • 印次:8
  • 開本:
  • 包裝:其他
  • 頁數:566
  • 字數:596韆字

數值傳熱學(第2版)/研究生教學用書 內容簡介 本書係統深入地闡述瞭數值傳熱學領域的核心理論、經典方法與前沿技術,旨在為高等院校研究生提供一套全麵、嚴謹且實用的教學參考。全書緊密結閤傳熱工程實踐,將理論分析與數值模擬緊密相連,力求幫助讀者建立紮實的理論基礎,掌握先進的數值計算手段,並能獨立解決復雜的傳熱問題。 第一篇 數值傳熱學基礎 本篇重點在於為讀者構建數值傳熱學的知識框架,涵蓋瞭從基礎理論到基本數值方法的演進過程。 緒論:首先,本書將迴顧傳熱學的基本概念,包括導熱、對流和輻射三種基本傳熱形式,並簡要介紹經典解析解法的適用範圍和局限性。在此基礎上,著重強調數值方法在解決復雜幾何形狀、非均勻物性、多物理場耦閤等工程難題中的不可替代性,為後續內容的學習奠定思想基礎。 傳熱微分方程:詳細推導和闡述瞭傅裏葉導熱定律、牛頓冷卻定律和普朗剋定律在不同坐標係下的微分方程形式。重點講解瞭穩態與瞬態導熱方程、耦閤熱-流問題(Navier-Stokes方程和能量方程)、熱輻射方程的離散化基礎,並為每種方程的數值求解方式埋下伏筆。 數值離散化方法:本書深入介紹瞭實現數值傳熱計算的幾種關鍵離散化技術,包括: 有限差分法(FDM):詳盡闡述瞭Taylor展開在差分格式構建中的作用,詳細講解瞭顯式和隱式差分格式的原理、穩定性分析(如CFL條件)和收斂性證明。通過豐富的例子,展示如何將連續方程轉化為代數方程組,並介紹瞭一維、二維穩態和瞬態導熱問題的常用差分格式。 有限體積法(FVM):著重講解瞭守恒性原理在FVM中的核心地位,以及通量在控製體邊界上的計算。詳細介紹瞭控製體劃分、界麵通量插值(如中心差分、迎風格式)以及如何構建代數方程組。特彆強調瞭FVM在處理非結構網格和守恒方程方麵的優勢,並以均勻和非均勻網格為例進行說明。 有限元法(FEM):係統介紹瞭變分原理和加權殘值法的概念,講解瞭基函數(形函數)的選擇、單元剛度矩陣和載荷嚮量的建立過程。通過二維梁單元或簡單區域的例子,展示瞭FEM如何通過求解插值誤差最小化問題來逼近真實解,並討論瞭其在處理復雜邊界和各嚮異性材料方麵的優越性。 數值求解方法:在離散化得到代數方程組後,本篇將介紹求解這些方程組的常用數值方法,包括: 迭代法:詳細講解瞭雅可比迭代法、高斯-賽德爾迭代法、逐次超鬆弛(SOR)迭代法等經典綫性方程組迭代求解方法,分析其收斂條件和效率。 直接法:簡要介紹高斯消元法、LU分解法等直接求解方法,並討論其在大型稀疏矩陣係統中的適用性。 隱式求解器:針對瞬態問題,深入講解瞭全隱式、Crank-Nicolson等方法的原理和特點,以及它們如何通過時間推進實現數值模擬。 第二篇 高級數值傳熱模型與技術 本篇在第一篇的基礎上,進一步深化數值傳熱學的理論與應用,介紹更復雜、更貼近工程實際的數值模型和先進技術。 復雜幾何與網格生成:針對工程實際中常見的復雜形狀,本書將詳細介紹各種網格生成技術,包括結構網格、非結構網格、混閤網格的生成原理和常用方法。重點講解瞭網格質量對數值計算精度的影響,以及如何處理退化單元和網格畸變。 對流換熱數值模擬:深入研究數值方法在求解Navier-Stokes方程和能量方程耦閤問題中的應用。詳細討論瞭速度-壓力耦閤算法(如SIMPLE係列算法)、湍流模型(如RANS模型中的Spalart-Allmaras、k-ε、k-ω模型,以及LES、DNS的簡介)、以及這些模型在不同雷諾數和流態下的適用性。通過案例分析,展示如何模擬強製對流、自然對流和混閤對流問題。 輻射傳熱數值方法:針對輻射傳熱的復雜性,本書將介紹常用的數值方法,如: 離散坐標法(DSSC):詳細講解瞭DSSC方法如何離散化輻射傳輸方程,並求解不同方嚮上的輻射強度。 濛特卡洛法(MC):介紹MC法如何通過隨機抽樣來模擬輻射傳輸過程,並討論其在處理復雜邊界反射和多散射問題中的優勢。 有限體積法與輻射模型耦閤:講解如何將輻射模型嵌入到FVM框架中,以實現包含輻射效應的整體傳熱模擬。 多相流與相變傳熱:將數值傳熱學擴展到更復雜的工程場景,重點介紹: 多相流模型:詳細介紹歐拉-歐拉模型、歐拉-拉格朗日模型等,並講解瞭界麵捕捉和追蹤技術。 相變傳熱模擬:研究固液相變(如熔化、凝固)和氣液相變(如沸騰、冷凝)的數值模擬方法,包括焓方法、移動邊界法等。 耦閤場問題的數值模擬:探討數值傳熱學與其他物理場的耦閤,如: 熱-結構耦閤:講解如何求解由溫度場引起的材料熱應力問題。 電-熱耦閤:研究電加熱、焦耳效應等問題。 多孔介質中的傳熱:介紹在多孔介質中傳熱的數值模擬方法,包括達西定律、布林剋曼方程的應用。 第三篇 工程應用與前沿發展 本篇旨在將前述理論與技術應用於實際工程問題,並展望數值傳熱學的未來發展方嚮。 工程應用案例分析:通過一係列典型的工程案例,如電子設備散熱、航空航天器熱防護、能源設備(如換熱器、渦輪葉片)傳熱分析、建築節能模擬等,詳細展示數值方法的應用流程、模型選擇、網格生成、結果後處理和工程驗證。 高效求解器與並行計算:介紹求解大型復雜問題的若乾高效數值求解器(如多重網格法、預條件共軛梯度法),並探討並行計算在數值傳熱學中的作用,包括MPI、OpenMP等並行編程技術。 不確定性量化與模型驗證:討論如何對數值模擬結果的不確定性進行量化分析,以及如何通過實驗數據對數值模型進行驗證和校準,確保模擬結果的可靠性。 前沿技術展望:簡要介紹數值傳熱學領域的一些前沿研究方嚮,如基於機器學習的傳熱預測、自適應網格技術、高階數值方法、以及高性能計算(HPC)在傳熱模擬中的進一步應用。 本書內容翔實,理論分析嚴謹,計算方法清晰,配以大量的算例和圖錶,旨在培養研究生獨立分析和解決復雜傳熱問題的能力,為他們在科研和工程實踐中打下堅實基礎。

用戶評價

評分

這本書的內容編排,可以說是“麻雀雖小,五髒俱全”。盡管篇幅不算特彆巨大,但其涵蓋的知識點卻十分豐富和全麵。我注意到作者在內容的選擇上,非常注重經典理論與前沿進展的結閤。在對傳統傳熱理論進行深入闡述的同時,書中也對一些新興的傳熱研究領域,如微尺度傳熱、多孔介質傳熱等,進行瞭初步的介紹和探討,這讓我對傳熱學的未來發展方嚮有瞭初步的認識。我印象深刻的是,書中關於薄膜傳熱的章節,作者對納米尺度的熱傳輸機製進行瞭深入的探討,這讓我意識到,在微觀世界裏,熱量傳遞的規律與宏觀世界存在著顯著的差異,這為我開啓瞭一個全新的研究視角。此外,書中對熱電材料、熱管理材料等前沿材料在傳熱學中的應用也進行瞭介紹,這讓我認識到,材料科學的進步對傳熱技術的發展起著至關重要的作用。這本書就像一座寶庫,每一次翻閱都能發現新的知識和新的啓示,讓我受益匪淺。

評分

坦率地說,我並非一開始就對數值傳熱學抱著極高的熱情,更多的是齣於學業的要求。然而,這本書卻意外地激發瞭我深入探索的欲望。它並沒有給我一種“這是給你看的”的感覺,而是像在邀請我加入一場智力探險。書中對各種數值算法的講解,並非僅僅是“照貓畫虎”式的介紹,而是強調瞭算法背後的數學原理和物理假設。我花瞭相當長的時間去理解書中關於離散化誤差分析的部分,作者詳細地解釋瞭截斷誤差和數值誤差是如何産生的,以及如何通過選擇閤適的離散格式和步長來減小誤差,這讓我對數值模擬的精度控製有瞭更清晰的認識。書中關於求解非綫性方程組的迭代方法,也讓我大開眼界,例如對牛頓迭代法的講解,不僅給齣瞭公式,還深入分析瞭其收斂性,以及在實際應用中可能遇到的問題。最讓我驚喜的是,書中還涉及瞭一些關於並行計算和GPU加速在數值傳熱學中的應用,這讓我看到瞭這門學科在未來發展中的巨大潛力,也讓我對自己的學習方嚮充滿瞭期待。

評分

作為一名在工程領域摸爬滾打多年的從業者,我常常在實際工作中遇到各種各樣的傳熱問題,而一本真正能指導實踐的參考書,其價值是無可估量的。這本書在這方麵做得尤為齣色。它不僅僅停留在理論的層麵,而是將大量的工程應用案例巧妙地融入到理論講解之中。例如,在講解傳熱強化技術時,作者並沒有簡單地列舉幾種方法,而是通過對換熱器管束內部流動和傳熱特性的詳細分析,闡述瞭如何通過改變流道幾何形狀、引入擾流裝置等手段來提高傳熱效率,並給齣瞭具體的計算公式和設計建議,這對於我們這些需要在實際設計中進行定量計算的工程師來說,無疑是一筆寶貴的財富。我印象深刻的是,書中對翅片傳熱效率的分析,不僅考慮瞭翅片材料的導熱性,還詳細討論瞭翅片根部溫度、翅片尖端對流等因素的影響,並給齣瞭優化翅片尺寸和形狀的指導原則,這讓我能夠更科學地設計和選擇散熱翅片,避免瞭過去那種“拍腦袋”式的憑經驗判斷。此外,書中關於復雜傳熱模式(如輻射傳熱與對流傳熱的耦閤)的討論,以及如何進行數值模擬求解的思路,都為我解決一些棘手的工程難題提供瞭重要的理論基礎和方法論。我經常在遇到新的傳熱設計挑戰時,翻閱這本書,總能從中找到啓發和解決問題的關鍵思路,它就像一個隨身的“傳熱問題智囊團”。

評分

這本書的語言風格有一種獨特的魅力,它既有學術的嚴謹,又不失人文的溫度。作者在講解復雜的物理概念時,常常會運用生動形象的比喻,或者結閤一些有趣的物理現象,來幫助讀者理解。例如,在講解熱傳導時,作者用“微觀粒子們手拉手傳遞能量”來比喻,生動地描繪瞭熱傳導的過程,這讓我一個初學者也能輕鬆地理解。書中還穿插瞭一些傳熱學發展史上的有趣故事和人物介紹,這讓枯燥的理論學習過程變得更加生動有趣。我特彆喜歡作者對傅裏葉和他的傳熱定律的介紹,不僅僅是描述瞭定律本身,還講述瞭傅裏葉在提齣這一定律時所麵臨的睏難和爭議,以及這一定律對後世産生的深遠影響,這讓我感受到科學研究的艱辛與偉大。此外,作者在行文中,也常常流露齣對傳熱學研究的熱情和執著,這種熱情能夠感染讀者,激發我對這門學科的興趣。

評分

我是一名剛剛接觸數值傳熱學的研究生,對於這門學科既充滿好奇又略感畏懼。這本書的齣現,極大地緩解瞭我的焦慮。它的敘事風格非常親切,仿佛一位循循善誘的導師,一步步引導我走進這個復雜的領域。我特彆喜歡作者在講解數值方法時,並非生硬地給齣算法步驟,而是先從離散化的基本原理入手,講解為什麼需要離散化,以及不同的離散化方法(如有限差分法、有限體積法)各自的優缺點。書中對有限體積法的講解尤其細緻,作者通過對控製體內的積分形式方程進行展開,詳細闡述瞭通量計算、插值格式等核心概念,這讓我能夠深刻理解數值計算過程的物理意義,而不僅僅是機械地套用公式。我花瞭相當多的時間去理解書中關於網格生成和網格質量的章節,作者強調瞭網格質量對數值解精度的重要性,並給齣瞭一些關於如何選擇閤適網格、處理復雜幾何形狀的建議,這對我今後的數值模擬工作至關重要。另外,書中對迭代求解器的介紹,也讓我對如何提高計算效率有瞭更深的認識,例如對SOR(逐次超鬆弛)方法的講解,不僅給齣瞭公式,還解釋瞭鬆弛因子選擇的依據,這對我理解和使用更高級的求解器非常有幫助。

評分

我是一個對細節非常挑剔的讀者,一本書的質量,往往體現在其對細節的處理上。這本書在這方麵做得相當齣色。書中對每一個概念的定義都十分嚴謹,對每一個公式的推導都力求清晰完整。我曾仔細地梳理過書中關於邊界層理論的推導過程,作者從納維-斯托剋斯方程齣發,如何通過引入邊界層假設,最終得到普朗特邊界層方程,這一係列的推導過程嚴謹而又富有邏輯性,讓我對邊界層理論的形成有瞭更深刻的理解。書中對物理量的量綱分析也極其嚴謹,並且強調瞭量綱分析在建立無量綱方程、簡化問題、揭示物理規律方麵的重要作用。我尤其欣賞作者在講解守恒定律時,不僅給齣瞭數學錶達式,還深入解釋瞭其物理含義,以及它在各種傳熱過程中的體現。例如,在講解能量守恒時,作者詳細闡述瞭顯熱、潛熱、化學反應熱等不同形式的能量變化,以及它們在傳熱過程中的相互轉化,這讓我對能量守恒定律有瞭更全麵的認識。

評分

這本書的學術深度和嚴謹性是我在眾多同類教材中鮮有見到的。作者在內容編排上,邏輯清晰,層層遞進,每一章節都建立在前一章節的基礎上,使得知識體係的構建顯得非常自然和穩固。我尤其欣賞作者在講解過程中,對於物理現象背後數學模型的構建和分析,這展現瞭作者深厚的理論功底。例如,在對湍流傳熱的討論中,作者不僅介紹瞭各種湍流模型(如RANS模型),還深入剖析瞭這些模型是如何從雷諾平均方程推導齣來的,以及它們各自的假設和適用範圍,這讓我對湍流傳熱的復雜性有瞭更深刻的理解。書中對傳熱問題的求解方法,從解析解到數值解,都進行瞭詳盡的介紹,並且在介紹數值解時,重點強調瞭有限體積法的優勢,通過對守恒律的直接體現,保證瞭計算結果的物理可靠性。我特彆喜歡書中關於多物理場耦閤傳熱的章節,作者介紹瞭如何將流體動力學、固體傳熱甚至相變等問題耦閤起來進行數值求解,這為解決一些更復雜的工程問題提供瞭理論指導。雖然內容艱深,但作者的闡述方式卻盡可能地清晰易懂,使得即使是初學者,也能在剋服一定睏難後,逐漸領略到其精妙之處。

評分

這本書的封麵設計樸實無華,但當你翻開第一頁,那份嚴謹與厚重感便撲麵而來,仿佛一位經驗豐富的老者,正準備娓娓道來。我尤其欣賞作者在引入基本概念時所采取的循序漸進的方式,從最基礎的熱傳導定律,到對流和輻射的深刻剖析,每一步都踩得踏實而穩健。書中的圖示清晰明瞭,很多復雜的物理過程被形象地描繪齣來,這對於我這樣視覺型學習者來說,簡直是雪中送炭。我特彆喜歡其中關於邊界條件處理的部分,作者不僅給齣瞭各種典型邊界條件的數學錶達,更深入地探討瞭它們在實際工程問題中的物理意義和取捨,這一點在很多入門級的教材中是難以見到的。舉個例子,書中關於第三類邊界條件(Robin boundary condition)的講解,不僅僅是公式的羅列,而是通過與換熱器、翅片等實際裝置的聯係,讓我真正理解瞭這種混閤邊界條件的適用場景和重要性。而且,作者在講解過程中,並沒有迴避數學上的推導,但又不會讓讀者感到枯燥乏味,他總能在關鍵處點齣推導的物理背景,讓冰冷的公式背後充滿瞭鮮活的物理思想。我花瞭很長時間去理解其中關於無量綱參數的意義,比如普朗特數(Pr)、努塞爾數(Nu)等,它們在簡化問題、揭示流動和傳熱規律中的作用,在這本書裏得到瞭非常透徹的闡釋,讓我茅塞頓開,覺得之前的學習思路得到瞭升華。

評分

這本書給我最直觀的感受就是“實用”。作者似乎非常懂得工程師的需求,將理論知識與實際應用無縫銜接。在講解換熱器設計時,書中給齣瞭多種典型換熱器的結構特點、傳熱原理和設計計算方法,並且詳細討論瞭影響換熱器性能的關鍵因素,如傳熱係數、壓降、汙垢熱阻等。我曾嘗試用書中的公式和方法來校核我參與設計的某個換熱器,結果發現吻閤度很高,這大大增強瞭我對這本書的信心。書中關於工業爐設計、電子設備散熱等章節,更是貼近實際工程需求,提供瞭很多寶貴的經驗和技術細節,這對於我在工作實踐中解決具體問題非常有幫助。我尤其喜歡關於工業爐熱平衡計算的講解,作者詳細分析瞭爐內各種能量損失的來源,並提齣瞭減少熱損失、提高能源利用率的有效措施,這對於我正在進行的一個工業窯爐節能改造項目非常有指導意義。而且,書中對各種材料的熱物理性質列錶,也為我進行工程設計提供瞭便捷的參考。

評分

不得不說,這本書的內容組織和知識呈現方式,極具啓發性。它不僅僅是知識的堆砌,更是一種思維方式的引導。我最喜歡的是作者在講解過程中,常常會引導讀者去思考“為什麼”,而不是僅僅告知“是什麼”。例如,在討論熱輻射時,作者詳細介紹瞭黑體輻射的普朗特法則,並進一步引齣瞭維恩位移定律和斯忒藩-玻爾茲曼定律,但他並沒有止步於此,而是深入探討瞭這些定律的物理意義,以及它們在天體物理、材料科學等領域的廣泛應用。這讓我感到,學習傳熱學不僅僅是掌握一套計算公式,更是理解宇宙萬物運行的內在規律。書中關於熱傳遞機理的深入剖析,從微觀粒子的碰撞到宏觀能量的流動,都進行瞭細緻的描述,讓我對熱量傳遞的本質有瞭更清晰的認識。我尤其喜歡作者在章節結尾處設置的思考題,這些問題往往沒有標準答案,但它們能引導我去深入思考,去探索更深層次的理論問題,這對於培養我的獨立思考能力和創新意識非常有幫助。這本書讓我體會到,學習的樂趣在於探索和發現,而不僅僅是記住和應用。

評分

書是沒什麼破損,就是背麵一條子黏黏的膠扣也扣不掉,很影響感覺

評分

可以

評分

書是沒什麼破損,就是背麵一條子黏黏的膠扣也扣不掉,很影響感覺

評分

書是沒什麼破損,就是背麵一條子黏黏的膠扣也扣不掉,很影響感覺

評分

挺好的

評分

書是沒什麼破損,就是背麵一條子黏黏的膠扣也扣不掉,很影響感覺

評分

包裝有點單薄瞭吧,書連著封麵被戳破瞭好幾頁

評分

書是沒什麼破損,就是背麵一條子黏黏的膠扣也扣不掉,很影響感覺

評分

可以

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