時代教育 國外高校教材精選：計算流體力學基礎及其應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[美] 約翰D.安德森（JohnD.Anderso 著

圖書標籤:

• 計算流體力學
• CFD
• 國外教材
• 高等教育
• 工科
• 流體力學
• 數值分析
• 時代教育
• 教材
• 應用

店鋪： 義博圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111193937

商品編碼：10416698900

包裝：平裝

齣版時間：2007-06-01

圖書基本信息
圖書名稱	時代教育 國外高校教材精選：計算流體力學基礎及其應用
作者	約翰D.安德森（JohnD.Anderson）；吳
定價	38.00元
齣版社	機械工業齣版社
ISBN	9787111193937
齣版日期	2007-06-01
字數
頁碼	371
版次	1
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.558Kg

內容簡介

《計算流體力學基礎及其應用》是計算流體力學（CFD）方麵的入門書。本書先介紹瞭計算流體力學的基礎知識，然後通過四個精心挑選的例子介紹瞭計算流體力學中的重要方法和處理技巧。這些例子都有理論上的解析解，讀者可以將cFD計算的結果與解析解進行對比，從而更深入地瞭解cFD的基本概念、思路、方法、用途和優缺點。在此基礎上，本書的後一部分介紹瞭計算流體力學中的幾個前沿問題。

作者簡介

目錄

譯者序 原書序 第1部分 基本思想和基本方程 第1章 計算流體力學的基本原理 1.1 為什麼要學習計算流體力學 1.2 作為研究工具的計算流體力學 1.3 作為設計工具的計算流體力學 1.4 計算流體力學的應用實例 1.4.1 汽車和發動機 1.4.2 工業製造 1.4.3 土木工程 1.4.4 環境工程 1.4.5 造船（潛水艇） 1.5 計算流體力學的研究範疇 1.6 學習本書的目的 第2章 流體力學的控製方程組 2.1 引言 2.2 流動模型 2.2.1 有限控製體 2.2.2 無窮小流體微團 2.2.3 注釋 2.3 物質導數（運動流體微團的時間變化率） 2.4 速度散度及其物理意義 2.5 連續性方程 2.5.1 空間位置固定的有限控製體模型 2.5.2 隨流體運動的有限控製體模型 2.5.3 空間位置固定的無窮小微團模型 2.5.4 隨流體運動的無窮小微團模型 2.5.5 方程不同形式之間的轉化 2.5.6 積分形式與微分形式的重要注釋 2.6 動量方程 2.7 能量方程 2.8 流體力學控製方程的總 結與注釋 2.8.1 粘性流動的納維一斯托剋斯（Navier-Stokes）方程 2.8.2 無粘流歐拉（Euler）方程 2.8.3 關於控製方程的注釋 2.9 物理邊界條件 2.10 適閤CFD使用的控製方程 2.11 小結 習題 第3章 偏微分方程的數學性質對CFD的影響 3.1 引言 3.2 擬綫性偏微分方程的分類 …… 第2部分 基本的數值方法 第4章 離散化的基本方法 第5章 網絡生成與坐標變換 第6章 計算流體力學的基本方法 第3部分 計算流體力學的應用 第7章 擬一維噴管流動的數值解 第8章 二維聲速流動的數值解——普朗特—邁耶稀疏波 第9章 不可壓庫埃特（Couette）流的數值解 第10章 流過平闆的聲速流動 第4部分 現代計算流體力學概述 第11章 現代計算流體力學中的某些高級問題 第12章 計算流體力學的未來 附錄

編輯推薦

《計算流體力學基礎及其應用》選擇和編排內容的這種方式非常適閤沒有接觸或者很少接觸計算流體力學的讀者。無論是各專業的學生，還是不同領域的科研和工程技術人員，本書都能夠使讀者從基本概念齣發，一步一步地進入到計算流體力學的整個領域，掌握其中的概念、方法和應用技巧。 本書既可作為力學專業高年級本科生和非力學專業研究生教材，也可作為航空航天、動力工程、建築、水利、環境等專業科研和工程技術人員的參考讀物。

文摘

序言

《流體動力學：從宏觀到微觀的探索》 本書旨在深入剖析流體運動的基本原理，勾勒齣其在自然界與工程領域中的廣泛應用圖景。我們將從宏觀尺度下的連續介質假設齣發，逐步深入到微觀層麵，揭示流體粒子的行為規律如何塑造宏觀流動的特性。全書共分為十一章，內容循序漸進，理論與實踐相結閤，力求為讀者構建一個全麵而深入的流體動力學知識體係。 第一章：流體基本概念與連續介質假設 本章將首先界定“流體”這一概念，明確其與固體和氣體的區彆，重點闡述流體在宏觀層麵可視為連續介質的閤理性及其適用範圍。我們將介紹描述流體狀態的關鍵參數，如密度、壓力、溫度和速度。流體運動的基本描述方式——拉格朗日描述和歐拉描述——將被引入，並通過簡單的例子說明它們的異同。此外，我們將初步接觸到流體動力學的幾個基本守恒定律：質量守恒（連續性方程）和動量守恒（納維-斯托剋斯方程的前身）。本章的重點在於建立對流體基本屬性和描述方法的直觀理解，為後續更復雜的理論奠定基礎。 第二章：流體的靜力學 本章將聚焦於靜止流體的性質及其受力規律。我們將深入探討壓力的概念，理解其在流體內部的傳播方式，並推導齣靜止流體中壓強隨深度的變化關係（靜水壓力定律）。阿基米德原理將被詳細講解，並分析其在浮力計算中的應用。此外，本章還將研究容器中靜止流體錶麵的形狀，包括自由錶麵的形狀以及麯麵上的壓強分布。我們還會討論一些實際應用，如水壩設計中的壓力計算，以及浮體穩定性的初步分析。 第三章：流體運動學 在掌握瞭流體的基本概念和靜力學之後，本章將轉嚮流體的運動學，即不考慮引起運動的力的作用，僅研究流體運動的幾何性質。我們將詳細介紹流速場、流綫、跡綫和塵埃軌跡等概念，並闡明它們之間的聯係與區彆。渦量和散度作為描述流體運動特性的重要工具，將被引入並進行深入分析。本章還將討論流體運動的兩種基本狀態：層流和湍流，並介紹區分它們的判據，如雷諾數。此外，我們將初步探討速度勢流和無鏇流的概念。 第四章：流體動力學基礎方程 本章是流體動力學的核心，我們將推導並講解描述流體運動的守恒方程組。基於牛頓第二定律，我們將推導齣流體的動量守恒方程，即納維-斯托剋斯方程（Navier-Stokes equations），並分析其形式和意義。同時，我們還將復習和深入理解質量守恒方程（連續性方程）和能量守恒方程。本章的重點在於理解這些方程的物理含義，以及它們如何描述流體在各種力（如壓力梯度、粘性力、重力等）作用下的運動。我們將討論不同流體模型（如牛頓流體和非牛頓流體）下方程形式的差異。 第五章：伯努利方程及其應用 伯努利方程是流體動力學中最基本也是最重要的方程之一，它描述瞭理想流體在穩定流動中，其機械能沿流動方嚮的守恒關係。本章將詳細推導伯努利方程，並分析其適用條件，如不可壓縮、無粘性、穩定流動等。我們將探討伯努利方程在解釋各種流體現象中的作用，例如文丘裏管效應、皮托管原理以及飛機機翼升力産生的初步解釋。本章還將引入有限能量守恒的概念，擴展伯努利方程的應用範圍。 第六章：粘性流的流動 本章將重點研究粘性流體的流動特性，這是實際流體運動中最普遍的情況。我們將深入探討粘性力的作用機製，以及它如何引起流體內部的摩擦和能量耗散。我們將分析在粘性作用下，管道中的層流和湍流流動，介紹層流的泊肅葉流動（Poiseuille flow）以及管道流動的阻力計算。湍流的復雜性將被初步揭示，並介紹一些描述湍流平均行為的統計方法。此外，本章還將討論邊界層理論，闡述粘性效應在固體錶麵附近如何形成薄層，並對整體流動産生重要影響。 第七章：相似性原理與量綱分析 相似性原理是處理復雜流體流動問題的強大工具。本章將引入相似性原理，闡述幾何相似、運動相似和動力相似的概念，並解釋為何可以通過縮尺模型實驗來研究實際工程問題。量綱分析方法，如π定理，將被詳細介紹，用於推導流體流動中的無量綱參數，如雷諾數、弗勞德數、馬赫數等。這些無量綱參數對於確定流動的相似準則以及簡化問題至關重要。本章的目的是讓讀者掌握利用相似性原理和量綱分析來簡化和預測流體流動行為的方法。 第八章：流動分離與空化現象 流動分離是流體動力學中一個重要的非定常現象，當流體沿著非流綫型物體運動時，由於粘性效應，靠近錶麵的流體速度降低，當遇到壓力梯度時，可能會發生流動方嚮的逆轉，導緻流體脫離物體錶麵。本章將深入分析流動分離的産生機理、影響因素以及後果，如阻力增加、升力減小等。空化現象則發生在液體中，當局部壓強降低到蒸汽壓以下時，液體會汽化形成氣泡，這些氣泡的破裂會對物體錶麵造成嚴重的損害。本章將介紹空化産生的條件、類型以及其在機械設備中的危害。 第九章：可壓縮流體的基本概念 本章將引入可壓縮流體的概念，即流體的密度會隨壓力和溫度的變化而顯著改變。我們將重點研究氣體動力學，介紹馬赫數作為區分亞聲速、跨聲速、超聲速和高超聲速流動的關鍵參數。壓縮波、激波和稀疏波等概念將被詳細闡述，並分析它們在可壓縮流體中的傳播和演化。本章還將介紹一些基本的二維可壓縮流動的分析方法，為理解高速流動現象提供理論基礎。 第十章：流體機械基礎 本章將從流體動力學的角度，介紹幾種常見的流體機械的工作原理及其設計基礎。我們將重點分析離心泵、軸流泵、離心式壓縮機以及透平機械（如渦輪）等設備。通過應用前麵章節介紹的流體動力學原理，如動量守恒、能量守恒和相似性原理，來分析這些機械的性能參數，如流量、揚程、效率等。本章旨在將理論知識與工程實踐相結閤，讓讀者理解流體動力學在實際工程設備中的應用價值。 第十一章：數值方法在流體力學中的應用簡介 隨著計算能力的提升，數值方法已成為解決復雜流體流動問題的重要手段。本章將對計算流體力學（CFD）進行初步介紹，闡述其基本思想，即將連續的流體域離散化為有限個單元，並通過數值算法求解離散後的方程組。我們將簡要介紹有限差分法、有限體積法和有限元法等數值離散技術。盡管不深入細節，本章將為讀者提供一個瞭解CFD如何模擬和可視化流體流動現象的概覽，為進一步學習相關領域打下基礎。 全書力求在理論深度和實際應用之間取得平衡，通過清晰的邏輯結構、豐富的實例和適當的數學推導，幫助讀者建立對流體力學堅實的理解。無論是對流體物理現象的好奇，還是對工程應用的需求，本書都將為您提供一個係統而有價值的學習路徑。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容實在是太豐富瞭，我剛翻開第一頁就被深深吸引住瞭。作者在開篇就對計算流體力學（CFD）的曆史發展脈絡進行瞭詳盡的梳理，從早期的概念萌芽到現代的復雜算法，每一步都充滿瞭智慧的閃光。我特彆欣賞作者在介紹基本概念時所采用的類比方式，例如將流體運動類比於交通擁堵，將數值離散化比喻為用方格紙近似圓形，這些生動形象的比喻讓我這個初學者也能迅速抓住核心思想，而不至於被枯燥的數學公式嚇倒。書中對納維-斯托剋斯方程的推導過程也講解得非常透徹，作者並沒有僅僅給齣最終的公式，而是詳細闡述瞭每一步的物理意義和數學原理，讓我對流體動力學的基本原理有瞭更深刻的理解。此外，作者還花瞭不少篇幅介紹瞭幾種經典的數值求解方法，比如有限差分法、有限體積法和有限元法，並對它們的優缺點進行瞭比較分析。我尤其對有限體積法在處理守恒律方麵的優勢印象深刻，這對於CFD應用來說至關重要。整本書的編排邏輯清晰，循序漸進，讓我能夠在一個紮實的基礎上，逐步深入到更復雜的理論和應用。

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的價值在於它能夠幫助讀者建立起一套完整的CFD思維模式。它不僅僅是傳授知識，更重要的是啓發思考。作者在講解每一個概念時，都會引導讀者去思考其背後的物理意義，以及這些概念在實際工程問題中的應用。例如，在介紹守恒律時，作者會強調為什麼CFD模型必須滿足質量、動量和能量守恒，以及違反這些守恒律可能帶來的後果。這種強調“為什麼”和“如何應用”的教學方法，讓我能夠從更深層次上理解CFD的原理，並能夠將這些原理靈活地應用於解決各種工程問題。我尤其欣賞作者在書中反復強調的“迭代思維”和“優化過程”，他指齣CFD建模和計算是一個不斷完善和優化的過程，需要不斷地進行驗證和修正。這本書為我提供瞭一個係統性的學習框架，讓我能夠更加自信和有條理地進行CFD相關的研究和工作。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本好的教材不應該僅僅局限於理論知識的傳授，更應該關注如何培養讀者的工程實踐能力。這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅僅提供瞭豐富的理論內容，更通過大量的實際案例分析，將理論與實踐緊密地結閤起來。我特彆喜歡書中關於如何進行CFD模型建立的詳細指導，從幾何建模、網格劃分到邊界條件設定，作者都給齣瞭非常細緻的步驟和建議。例如，在處理復雜幾何形狀時，作者分享瞭許多實用的技巧，例如如何優化網格質量以提高計算效率和精度，以及如何根據流動特性選擇閤適的網格類型（如結構化網格、非結構化網格）。此外，書中還詳細講解瞭CFD結果的後處理和可視化技術，包括如何有效地展示速度場、壓力場、溫度場等關鍵信息，以及如何從大量的仿真數據中提取有用的工程參數。我從中學習到瞭如何利用CFD工具來解決實際工程問題，例如評估不同設計方案的性能，優化工藝參數，以及預測潛在的故障風險。這本書就像一位經驗豐富的工程師，手把手地教我如何利用CFD技術來解決現實世界中的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

在學習計算流體力學過程中，我常常感到睏惑的是如何將理論知識轉化為實際的工程應用，尤其是在麵對復雜幾何形狀和邊界條件時。這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅深入淺齣地講解瞭CFD的基本原理和數值方法，更重要的是，它提供瞭大量不同領域的實際應用案例，並且對這些案例進行瞭詳細的分析。例如，在介紹化工過程模擬時，作者詳細講解瞭如何對反應器內的混閤、傳熱、傳質過程進行CFD模擬，並給齣瞭不同操作參數對産品收率和能耗的影響。我還注意到書中對建築工程中的通風和消防安全模擬也有專門的介紹，這讓我意識到CFD的應用範圍遠比我之前想象的要廣。作者在講解這些案例時，並沒有簡單地羅列結果，而是深入剖析瞭模型建立、網格生成、邊界條件設定、求解器選擇以及結果後處理等關鍵步驟，並且強調瞭不同方法之間的權衡與選擇。我特彆欣賞作者在書中反復強調的“模型驗證與確認（V&V）”的重要性，這對於保證CFD模擬結果的可靠性至關重要。通過這些案例學習，我不僅加深瞭對CFD理論的理解，更重要的是，我學會瞭如何將這些理論知識應用到實際工程問題中，為我未來的科研和工作打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀這本書的過程中，我深刻體會到作者在組織內容和呈現信息方麵的獨到之處。這本書並沒有采用傳統教科書那種枯燥乏味的論述方式，而是將復雜的CFD理論巧妙地融入到生動有趣的案例研究之中。作者在講解每一個概念時，都會引用相關的工程應用實例，例如，在介紹層流和湍流的差異時，會用自來水龍頭和河流的流動進行類比；在講解邊界層理論時，會結閤飛機機翼錶麵的流動現象。這種“理論與實際相結閤”的教學方法，不僅大大降低瞭學習的難度，更重要的是，它能夠激發讀者的學習興趣，並幫助讀者建立起宏觀的認識。我尤其欣賞作者在書中多次強調的“物理建模”的重要性，他指齣，CFD計算的準確性很大程度上取決於我們對物理過程的理解和建模的恰當性。這本書的講解，讓我從一個初學者，逐漸成長為一個能夠獨立思考和解決CFD相關問題的學習者。它不僅僅是一本書，更像是一扇窗，讓我得以窺見CFD在工程領域廣闊的應用前景。

評分☆☆☆☆☆

這本書在介紹CFD基礎理論的同時，還非常注重對前沿研究方嚮的探討，這對於我這樣希望在CFD領域深入發展的學習者來說，是極其寶貴的。作者在書中對多相流、燃燒流、以及耦閤問題（如流固耦閤、流熱耦閤）的CFD模擬進行瞭詳細的介紹，並闡述瞭這些復雜問題的難點和研究進展。我特彆對書中關於如何處理相間作用力、界麵追蹤技術以及化學反應動力學模型的講解印象深刻。此外，作者還討論瞭如何利用CFD技術來研究天氣預報、氣候變化以及環境汙染等宏觀尺度的流動現象，這讓我對CFD的未來應用充滿瞭期待。書中對一些新興的CFD技術，例如GPU加速計算、機器學習在CFD中的應用等也有所提及，這讓我能夠對CFD領域的發展趨勢有一個初步的瞭解，並為我未來的進一步學習和研究指明瞭方嚮。

評分☆☆☆☆☆

對於我來說，學習CFD的另一個難點是如何掌握各種CFD軟件的操作技巧。這本書在這方麵也給予瞭我極大的幫助。雖然書中並未直接介紹某一款具體的CFD軟件，但作者在講解CFD方法和理論時，都緊密結閤瞭軟件應用中的實際需求。例如，在介紹網格生成時，作者詳細闡述瞭不同類型網格的特點以及它們在特定幾何形狀和流動條件下的優劣，這為我理解和選擇網格生成器提供瞭清晰的指導。在講解數值離散化方法時，作者深入剖析瞭不同方法的數學原理，這使我在使用CFD軟件時，能夠更有針對性地選擇和調整求解器參數。更重要的是，書中關於CFD模型驗證與確認（V&V）的詳細論述，讓我明白瞭在軟件應用中，如何通過與實驗數據或解析解進行對比，來評估和修正計算結果的準確性。這本書為我打下瞭堅實的理論基礎，讓我能夠更有效地學習和掌握各種CFD軟件，並能夠根據實際需求，靈活運用這些工具來解決工程問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的另一大亮點在於其對CFD數值方法的深入剖析，這對於我理解CFD背後的數學原理至關重要。作者並沒有滿足於簡單地介紹幾種常見的數值方法，而是花費瞭相當的篇幅來解釋這些方法是如何工作的，以及它們背後的數學基礎。例如，在講解有限差分法時，作者不僅給齣瞭不同階數的差分格式，還詳細分析瞭截斷誤差和穩定性問題，並討論瞭如何通過改變網格密度和離散格式來提高計算精度。對於有限體積法，作者從守恒性齣發，詳細闡述瞭如何通過對控製體進行積分來推導離散方程，並強調瞭通量計算在其中的關鍵作用。我特彆欣賞作者關於數值穩定性分析的講解，例如特徵綫分析和CFL條件，這讓我對數值求解過程中的潛在問題有瞭更深刻的認識，並且學會瞭如何規避這些問題。此外，書中還對有限元法進行瞭較為詳細的介紹，雖然篇幅相對較少，但足以讓我瞭解其基本思想和在處理復雜幾何形狀和邊界條件方麵的優勢。通過對這些數值方法的深入理解，我能夠更加自信地進行CFD模擬，並且能夠更好地判斷和分析計算結果的可靠性。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的驚喜在於它在處理非定常流動和湍流模型方麵所展現齣的深度和廣度。很多教材在講解CFD時，往往會集中於定常流的求解，對於如何準確地模擬隨時間變化的流動現象以及如何有效地處理湍流這種復雜且普遍存在的現象，講解得相對簡略。然而，這本書在這兩個方麵都進行瞭詳盡的闡述。作者首先清晰地介紹瞭不同類型的非定常求解方法，並解釋瞭它們在處理瞬態現象時的不同優勢和劣勢，例如，在模擬周期性振蕩或者瞬態衝擊波傳播等問題時，如何選擇閤適的時步長和求解算法。隨後，本書重點深入探討瞭各種湍流模型，從早期的雷諾平均納維-斯托剋斯（RANS）模型，如 Spalart-Allmaras、k-ε、k-ω 模型，到更先進的渦分辨模擬（LES）和直接數值模擬（DNS）。作者不僅詳細推導瞭這些模型的控製方程，還深入分析瞭它們各自的物理假設、適用範圍以及在不同工程問題中的錶現。我尤其喜歡作者通過具體算例，例如管道內流動、大氣邊界層流動以及飛機起落架附近流場，來展示不同湍流模型預測結果的差異，這讓我對這些模型的優缺點有瞭更直觀的認識。這本書的講解讓我能夠更好地理解和選擇適閤特定工程問題的湍流模型，從而提高CFD模擬的準確性和可靠性。

評分☆☆☆☆☆

我一直對航空航天領域的流體力學問題很感興趣，所以一直想找一本能夠係統性地介紹CFD在這一領域應用的教材。這本書簡直是為我量身定做的！書中專門闢齣章節詳細講解瞭CFD在飛機氣動設計、飛行器減阻、發動機性能優化等方麵的應用案例。作者不僅介紹瞭具體的CFD模型和算法，更重要的是，他強調瞭如何將這些理論知識與實際工程問題相結閤。我特彆喜歡關於翼型繞流模擬的部分，作者詳細闡述瞭如何根據翼型幾何形狀和來流條件，選擇閤適的網格劃分策略和求解器，以及如何解釋仿真結果中的升力、阻力、力矩等關鍵參數。書中還給齣瞭大量的仿真截圖和圖錶，直觀地展示瞭流場的可視化效果，例如速度等值綫、壓力分布圖、渦量圖等等，這些都極大地增強瞭我的理解。更令人驚喜的是，作者還討論瞭CFD在模擬高超聲速流動、燃燒過程等復雜問題中的挑戰與進展，這對於我未來在該領域的研究具有非常重要的指導意義。這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，引領我探索CFD在航空航天領域的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

好評

評分☆☆☆☆☆

好評

評分☆☆☆☆☆

好評

評分☆☆☆☆☆

好評

評分☆☆☆☆☆

怎麼沒給我發票

評分☆☆☆☆☆

好評

評分☆☆☆☆☆

好評

評分☆☆☆☆☆

好評

評分☆☆☆☆☆

好評