流體機械內流理論與計算 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　本書係統介紹流體機械內流理論、計算方法及應用，內容包括：張量的基本概念及運算，流體機械內部全三維、準三維、二維流動理論，計算流體力學的數值方法，流體機械內部三維可壓縮黏性流動的數值方法及其應用。

目錄

前言常用符號錶第1章緒論11.1流體機械內流的特點11.2流體機械內流的研究方法31.3流體機械內流理論的發展41.4流體機械內流計算的作用51.5本書內容介紹6參考文獻7第2章張量的基本概念及運算92.1張量的定義92.2流體力學中常用的張量102.3笛卡兒張量分析102.3.1坐標基矢量102.3.2矢量的代數運算112.3.3矢量的微分運算122.3.4二階張量舉例132.3.5二階張量的代數運算192.3.6二階張量的微分運算192.4圓柱坐標係下的張量分析202.4.1圓柱坐標係的基本要素202.4.2圓柱坐標係下的張量運算21習題25參考文獻26第3章流體機械內部三維流動的基本方程273.1絕對流動283.1.1連續性方程283.1.2動量方程293.1.3能量方程303.1.4狀態方程313.1.5理想流動的控製方程組313.2相對流動323.2.1絕對流動與相對流動的關係333.2.2相對流動的控製方程組383.2.3理想相對流動的控製方程組383.3笛卡兒坐標係下的相對流動控製方程組393.4圓柱坐標係下的相對流動控製方程組403.5定解條件413.5.1初始條件413.5.2邊界條件423.6模型方程及性質43習題46參考文獻47目錄流體機械內流理論與計算第4章流體機械內部準三維流動理論484.1兩類流麵理論簡介484.2速度梯度方程504.3S1迴轉流麵正問題524.3.1迴轉流麵上的速度梯度方程524.3.2迴轉流麵上的快速分析法534.3.3迴轉流麵上的質量守恒方程544.4周嚮平均S2m流麵反問題554.4.1子午麵上的速度梯度方程554.4.2子午麵上的質量守恒方程564.5離心葉輪葉片的準三維設計算例574.5.1葉輪主要設計參數574.5.2計算過程574.5.3環量分布對葉片型綫及氣動載荷的影響60習題64參考文獻64第5章平麵葉柵二維流動理論665.1平麵葉柵流動基本方程665.1.1平麵葉柵模型665.1.2平麵葉柵理想流動方程675.2一階偏微分方程的特徵理論685.2.1一維綫性波動方程685.2.2一維非定常歐拉方程組695.2.3高維綫性偏微分方程組725.3平麵葉柵理想流動的特徵分析735.3.1控製方程組的特徵分析735.3.2邊界上的特徵分析765.4平麵葉柵理想流動的定解條件及處理方式805.4.1邊界條件805.4.2初始條件825.5三維黏性流動定解條件的討論83習題84參考文獻85第6章計算流體力學的數值方法866.1計算流體力學的發展簡史866.2計算流體力學的基本過程886.3區域離散方法916.3.1網格的基本概念916.3.2貼體坐標網格的生成方法936.4有限差分法966.4.1泰勒級數展開式與有限差分966.4.2一維對流擴散方程的有限差分法976.4.3有限差分方程的數學特性996.5有限體積法1056.5.1有限體積法的基本步驟1056.5.2對流擴散方程的基本離散格式1076.5.3對流擴散方程的高階離散格式1136.5.4高維對流擴散方程的離散格式1156.6非定常項的離散格式1166.6.1簡單差分格式1166.6.2多步格式1166.6.3雙重時間格式1186.7代數方程組求解方法1186.7.1TDMA方法1196.7.2PDMA方法1206.7.3ADI方法1216.7.4迭代方法1226.8對流擴散方程的編程算例122習題126參考文獻128第7章時間推進法及其應用1297.1氣動方程組1297.1.1絕對流動控製方程組的張量形式1297.1.2相對流動控製方程組的張量形式1307.1.3相對坐標係下的絕對流動方程的張量形式1307.1.4笛卡兒坐標係下的流動控製方程組1317.2Spalart�睞llmaras湍流模型1327.2.1湍流輸運方程1337.2.2湍流黏度計算公式1337.2.3湍流生成項1337.2.4湍流破壞項1347.2.5考慮鏇轉和彎麯的改進模型1347.2.6模型常數1357.3定解條件1367.3.1初始條件1367.3.2邊界條件1377.4數值方法1387.4.1二階中心格式1387.4.2人工黏性1407.4.3顯式時間推進1417.4.4加速收斂技巧1417.4.5收斂準則1457.5跨聲速軸流壓縮機轉子內部三維可壓縮湍流計算與分析1457.5.1NASA Rotor37簡介1457.5.2計算程序及參數設置1467.5.3氣動性能麯綫1477.5.4流場分析148參考文獻152第8章全速度壓力修正法及其應用1558.1笛卡兒坐標係下的流動方程及定解條件1558.2非結構化網格上的全速度SIMPLE算法1568.2.1非結構化網格上的方程離散1568.2.2對流項的高階離散格式1588.2.3代數方程組解法1598.2.4界麵流速的動量插值法1598.2.5全速度SIMPLE算法1608.2.6計算流程1628.2.7全速度算例考核1638.3離心葉輪內部三維可壓縮湍流計算與分析1648.3.1NASA LSCC簡介1648.3.2計算程序及參數設置1648.3.3氣動性能麯綫1658.3.4流場分析165參考文獻168

前言/序言

　　前言　　流體機械主要包括葉片式壓縮機、鼓風機、通風機、泵、水輪機和風力機等以氣體或液體為工作介質的鏇轉機械，廣泛應用於石油化工、冶金電力、製冷空分、航空航天、能源動力等國民經濟諸多支柱性行業。此外，流體機械還是航機燃機、西氣東輸、南水北調、深海開發等國傢超大型工程中的核心設備。目前，工業流體機械正朝著大型化、高效化、高轉速、寬工況方嚮發展，其先進設計理論、安全運行方法和流動控製技術幾乎完全依賴於人們對流體機械內部流動的認識與研究水平，對流體機械內流理論與計算方麵的專門人纔有著長期穩定的市場需求。　　流體機械內流理論與計算是一門已有60多年發展曆史且目前仍處於快速發展階段的學科，如何把握教材內容的係統性、先進性和本科生的認知規律給本書編寫提齣瞭不小的挑戰。作者在內容取捨、行筆構思、章節編排時注重形成如下特色：　　1)理論性與實踐性的統一。閱讀本書的讀者應該具備流體機械原理和流體力學的專業基礎知識，此外，本書涉及偏微分方程、張量分析和計算方法等數學知識。根據作者的教學經驗，如果教學內容過分注重理論推導的嚴密性，而忽略必要的動手實踐環節，可能會把學生帶進“隻見樹木，不見森林”的誤區；反之，如果對理論知識重視程度不夠，盲目動手操作，不僅事倍功半，還可能得不到正確的計算結果。本書力求深入淺齣，在進行必要的理論推導的同時，盡可能給齣主要算法的實施步驟或流程圖，同時針對書中的重點和難點還配備一些例題演算和課後練習，力爭做到理論嚴密性與認知規律性的統一。　　2)係統性與先進性的統一。流體機械內流理論與計算覆蓋麵很廣，作為一部本科生教材，既不可能也無必要囊括所有關於此方嚮的研究成果。作者在教材內容取捨方麵，將主要篇幅用以介紹流體機械內流基本理論、流體機械內流計算主流方法上，同時，作為拋磚引玉，本書還專門安排兩章內容介紹這些理論和方法在透平壓縮機內流中的應用，為讀者進一步學習本領域前沿知識奠定理論和實踐基礎。　　本書為高等院校能源與動力工程專業的高年級本科生教材，也可供相關專業的本科生、研究生和科技人員參考。全書由西安交通大學張楚華教授和琚亞平講師編寫，由上海理工大學戴韌教授主審。參加過本門課程學習的曆屆學生對書稿提齣瞭很好的反饋意見，在此一並緻謝。　　由於作者水平有限，書中肯定還存在缺點和不妥之處，我們殷切地期望專傢、讀者隨時給予批評與指教。　　最後，謹將此書敬獻給母校雙甲子、我國流體機械及工程專業一甲子生日慶典！　　張楚華 於西安交通大學
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