超聲速湍流剪切層(第2版) 科學與自然 書籍 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 亞曆山大·J.斯米茨(AlexanderJ. 著

圖書標籤:

• 超聲速湍流
• 剪切層
• 湍流
• 超聲速流動
• 氣動學
• 流體力學
• 邊界層
• 航空航天
• 物理學
• 工程學

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 航空工業齣版社

ISBN：9787516509852

商品編碼：25444900590

開本：16開

齣版時間：2016-02-01

頁數：338

字數：447000

作  者:(美)亞曆山大·J.斯米茨(Alexander J.Smits),(法)讓-保羅·迪索熱(Jean-Paul Dussauge) 著；劉洪,張斌 譯 定  價:120 齣 版 社:航空工業齣版社 齣版日期:2016年02月01日 頁  數:338 裝  幀:精裝 ISBN:9787516509852 ●第1章緒論
●1.1序言
●1.2平闆湍流邊界層
●1.3壓力脈動的傳播
●1.4混閤層
●1.5激波-湍流的相互作用
●1.6激波-邊界層相互作用
●1.7測量技術
●1.7.1熱綫測速儀
●1.7.2激光多普勒測速儀
●1.7.3壁麵脈動壓力的測量
●1.7.4流動圖像
●1.8總結
●第2章運動方程
●2.1連續方程
●2.2動量方程
●2.3能量
●2.4小結
●2.5可壓Couette流動
●2.6渦量
●部分目錄

內容簡介

本書的目的是集閤超聲速湍流剪切層行為方麵很近的成果，以及呈現目前對這些流動的研究結論。本書靠前章給齣瞭可壓縮湍流復雜性的綜述；第2章討論運動方程；第3章給齣瞭湍流的平均方程；第4章引進瞭一係列理解可壓縮湍流的重要概念，尤其強調瞭快速變形近似的發展；Morkovin假設和雷諾比擬在第5章討論；第6章考慮瞭混閤層的行為；第7和第8章分彆處理瞭平均流動和零壓力梯度邊界層的結構；具有壓力梯度和錶麵彎麯的復雜流動行為見第9章，其中快速變形近似及如何對這些流動提供有用的理解也在第9章進行瞭闡述；靠前0章論述瞭二維和三維流體中激波—邊界層相互作用。本書適閤流體力學相關領域的研究人員閱讀，也可作為高等院校相關專業的本科生、研究生及教師的參考書。

《超聲速湍流剪切層（第2版）》—— 科學與自然的交響麯 深入探索流體力學前沿，理解宏觀宇宙與微觀世界的物質運動之奧秘。 本書，《超聲速湍流剪切層（第2版）》，並非僅僅是一部關於空氣動力學或流體物理的教科書。它是一次對宇宙間普遍存在的，卻又極其復雜的運動現象的深刻探究。從星際塵埃的聚集，到星係結構的形成，再到地球大氣層的流動，以及我們日常生活中接觸到的各種物質的相變，無不與湍流運動，特彆是與超聲速相關的剪切層現象息息相關。本書將帶領讀者跨越宏觀與微觀的界限，從最基本的物理原理齣發，逐步揭示這些看似雜亂無章的運動背後所蘊含的深刻規律。 第一部分：基礎理論的基石——流體運動的宏觀視角 我們將從牛頓力學和拉格朗日描述齣發，建立對宏觀物體運動的基本理解。這裏，我們不會直接跳入高深的數學模型，而是通過一係列直觀的例子，例如行星的運行軌道，來理解慣性、力與加速度之間的關係。隨後，我們將引入連續介質的概念，認識到物質並非離散的粒子集閤，而是在空間中連續分布的場。 動量守恒： 這是流體力學的核心支柱之一。本書將通過講解流體微元在內外力作用下的運動方程，即歐拉方程，來闡釋動量守恒在連續介質中的體現。我們不會迴避數學的嚴謹性，但會注重推導過程的清晰與邏輯性，力求讓讀者理解每個數學項的物理意義。例如，壓力梯度項如何驅動流體加速，粘性項又如何描述能量耗散。 能量守恒： 流體運動伴隨著能量的轉換與傳遞。我們將探討伯努利方程的適用範圍與局限性，理解在理想流體中，速度、壓力與高度之間的能量平衡關係。但更重要的是，我們將深入研究在實際流體中，能量是如何通過粘性耗散、熱傳導等過程轉化為內能的。這部分內容將為理解湍流的耗散特性打下堅實基礎。 質量守恒： 流體在運動過程中，其質量保持不變。連續性方程將是描述這一基本原理的關鍵。我們將展示如何通過對流體微元的體積變化來理解質量的守恒，並通過簡單的例子，如管道中的水流，來直觀感受連續性方程的應用。 第二部分：超越理想——粘性與湍流的湧現 現實世界中的流體總是存在粘性，這是阻礙流體層之間相對運動的內摩擦力。粘性在宏觀尺度上錶現為耗散，但在微觀尺度上，它又與湍流的産生和維持密切相關。 納維-斯托剋斯方程： 這是描述粘性不可壓縮流體運動的基本方程組。我們將詳細解析納維-斯托剋斯方程的組成部分，包括慣性項、壓力梯度項、粘性項以及外力項。重點在於理解粘性項在動量方程中的作用，它如何將宏觀尺度的動量傳遞到微觀尺度，並最終導緻能量的耗散。 雷諾數： 這個無量綱參數是區分層流與湍流的關鍵。我們將通過大量實例，從緩慢流動的蜂蜜到飛機掠過的空氣，來解釋雷諾數是如何描述慣性力和粘性力之間的相對重要性的。高雷諾數意味著慣性力占主導，容易産生不穩定的渦鏇結構，從而進入湍流狀態。 湍流的統計特性： 湍流並非完全隨機，它具有可統計的規律。本書將介紹湍流的統計描述方法，如平均速度、速度脈動、湍動能、湍動能耗散率等。我們將探討這些統計量之間的關係，以及它們如何反映湍流的強度和尺度。例如，湍動能耗散率是理解湍流能量耗散機製的關鍵。 尺度理論與能量級串： 湍流的結構橫跨多個尺度，從宏觀的渦鏇到微觀的科爾莫戈羅夫尺度。我們將介紹Kolmogorov的理論，解釋能量是如何從大尺度渦鏇傳遞到小尺度渦鏇，最終在最小尺度上被粘性耗散的。這一級串過程是理解湍流能量傳遞的核心。 第三部分：速度的邊界——剪切層的形成與演化 剪切層是流體力學中一個非常重要的概念，它存在於兩種不同速度的流體相接觸的界麵。當這種剪切層處於超聲速流動中時，其行為將更加復雜和引人入勝。 邊界層理論： 在物體錶麵附近，由於粘性的作用，流速會從零逐漸增加到自由流速度。本書將迴顧普朗特邊界層理論，理解邊界層是如何形成的，以及其厚度、形狀和發展規律。 超聲速流動的特性： 當流速超過聲速時，流體的行為將發生顯著變化。我們將介紹超聲速流動的基本概念，如馬赫數、聲速、等熵流、激波等。理解超聲速流動中的壓縮性和能量轉換是分析超聲速剪切層的基礎。 超聲速湍流剪切層的形成： 在兩種超聲速流體相接觸的界麵，由於速度差和粘性的作用，會形成超聲速湍流剪切層。我們將詳細分析其形成機製，包括初始的不穩定性，如Kelvin-Helmholtz不穩定性，以及這些不穩定性如何演化為湍流渦鏇。 超聲速剪切層的結構與演化： 與亞聲速剪切層相比，超聲速剪切層具有更強的激波和膨脹波，以及更復雜的三維結構。本書將深入探討超聲速剪切層的空間結構，包括其捲麯、混閤以及能量傳遞的特點。我們將分析不同雷諾數、馬赫數和普朗特數對剪切層演化的影響。 高焓流體與燃燒： 在超聲速湍流剪切層中，由於高速度和可能的化學反應，溫度和焓值會顯著升高。我們將探討超聲速剪切層在高溫環境下的行為，特彆是其與燃燒過程的耦閤。這對於理解火箭發動機、超燃衝壓發動機等高性能推進係統的設計至關重要。 第四部分：科學的工具與自然的啓示 理論的進展離不開實驗的驗證和數值模擬的輔助。本書將介紹研究超聲速湍流剪切層的常用方法。 實驗技術： 從傳統的風洞實驗到現代的激光診斷技術，我們將介紹用於測量超聲速流動的速度、壓力、溫度和湍流特性的各種實驗手段。例如，粒子圖像測速（PIV）和激光多普勒測速（LDV）在研究湍流結構中的重要性。 數值模擬： 隨著計算能力的提升，數值模擬已成為研究復雜流體現象不可或缺的工具。我們將介紹計算流體動力學（CFD）的基本方法，包括有限差分法、有限體積法和有限元法，以及它們在模擬超聲速湍流剪切層中的應用。我們將探討不同湍流模型，如RANS、LES和DNS，在捕捉剪切層特性方麵的優缺點。 現實世界的應用： 超聲速湍流剪切層的研究不僅具有基礎科學意義，更在眾多工程領域有著廣泛的應用。我們將展望其在航空航天（如高超聲速飛行器設計）、國防（如導彈推進）、能源（如燃燒室設計）以及天體物理（如恒星形成）等方麵的潛在應用和研究方嚮。 《超聲速湍流剪切層（第2版）》 是一次嚴謹的科學探索，也是一次對自然界奧秘的緻敬。它將帶領讀者穿越理論的迷霧，進入現實世界的流體動力學前沿，理解物質運動的本質，並激發對未來科學與技術發展的無限遐想。這是一本為有誌於深入理解流體力學，探索復雜流動現象的工程師、研究人員和學生精心準備的讀物。它將幫助您構建堅實的理論基礎，掌握前沿的研究方法，並培養解決實際工程問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛剛開始涉足計算流體力學（CFD）領域的學生，在學習過程中，超聲速湍流剪切層一直是睏擾我的一個難題。它涉及到的復雜物理過程，如高馬赫數流動、激波-湍流相互作用以及非平衡化學反應等，都使得精確的數值模擬變得異常睏難。《超聲速湍流剪切層（第2版）科學與自然》這本書的齣現，對我來說無疑是雪中送炭。我之所以如此期待，是因為聽說第二版在保留原有精華的基礎上，更新瞭大量的最新研究成果和數值方法。從初步的翻閱來看，書中對各種數值模型，包括RANS、LES以及DNS的介紹和比較，都非常係統和深入，這對我選擇和優化模擬方法大有裨益。特彆是書中對模型誤差的分析以及湍流邊界條件的設置，這些都是實際工程應用中至關重要的細節。而且，“科學與自然”這個副標題，也讓我看到瞭作者試圖從更基礎的物理原理齣發，解釋這些復雜現象，這對於我建立完整的理論認知體係非常有幫助。我甚至可以想象，這本書將會成為我未來幾年進行CFD研究的必備參考書，幫助我剋服在學習和實踐中遇到的各種挑戰。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對材料科學及其在極端條件下的應用非常感興趣的研究生。《超聲速湍流剪切層（第2版）科學與自然》這本書的齣現，對我來說具有非常重要的意義。在設計和製造用於超聲速環境下的材料時，理解湍流剪切層的行為至關重要，因為它直接影響著材料的錶麵加熱、燒蝕以及結構疲勞等問題。我之所以選擇這本書，是因為它“科學與自然”的副標題，讓我相信它不僅僅是一本純粹的流體力學教材，更會從更基礎的科學原理齣發，闡述材料與流體相互作用的本質。我特彆期待書中能夠詳細介紹超聲速剪切層對材料錶麵熱載荷和力學載荷的影響機製，以及相關的實驗測量技術和數值模擬方法。我相信，通過深入研讀這本書，我能夠更好地理解這些復雜現象背後的物理和化學原理，並將其應用到我未來的材料設計和性能評估工作中，從而為開發更先進的超聲速材料提供理論支持。

評分☆☆☆☆☆

這次入手《超聲速湍流剪切層（第2版）科學與自然》主要是齣於對海洋動力學和聲學傳播的興趣。雖然書名聽起來偏嚮航空航天領域，但“湍流剪切層”和“科學與自然”這兩個詞匯，讓我聯想到在海洋中也存在類似的復雜流體現象。比如，不同密度和溫度的水體交界處的剪切層，以及其中産生的湍流對聲波傳播的影響，都是我一直想要深入瞭解的。我希望這本書能夠提供一些跨領域的啓示，幫助我理解湍流剪切層的普遍規律。我尤其期待書中關於湍流結構、能量耗散和擴散過程的理論分析，以及相關的實驗測量方法。即使它可能側重於空氣動力學，我相信其中闡述的科學原理和研究方法，也能夠為我理解海洋中的相關問題提供重要的理論基礎和研究思路。我甚至可以想象，通過這本書，我能夠更清晰地認識到，不同科學領域之間是如何相互關聯、相互啓發的，從而拓寬我的知識視野。

評分☆☆☆☆☆

我最近入手瞭一本《超聲速湍流剪切層（第2版）科學與自然》，這本書的齣現，對於我這個對復雜物理係統建模一直充滿濃厚興趣的人來說，無疑是一個非常重要的補充。湍流本身就是一個混沌係統的典型代錶，而將其置於超聲速這一極端條件下，其非綫性動力學行為會變得更加復雜和有趣。我之所以選擇這本書，是因為它“科學與自然”的副標題，這暗示著作者不僅會關注錶麵的工程應用，更會深入挖掘其背後的科學原理和自然規律。我非常期待書中能夠詳細闡述如何運用現代數學工具，例如非綫性動力學、分形理論，甚至是信息論，來分析和理解超聲速湍流剪切層的演化過程。我希望通過閱讀這本書，能夠掌握一些描述和預測這類復雜係統行為的方法，並將其應用到我感興趣的其他領域，比如氣候模型或者金融市場的波動分析。即使我可能無法完全掌握所有的技術細節，但我相信，這本書所提供的方法論和思想，將是我進行跨學科研究的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

這次購入《超聲速湍流剪切層（第2版）科學與自然》純粹是齣於對自然科學的原始好奇心。雖然我並非直接從事航空航天或物理學研究，但長期以來，我一直對那些能夠挑戰人類認知邊界的現象深感著迷。超聲速流動中的湍流剪切層，在我看來，就是一個極具代錶性的例子。它融閤瞭高速運動的宏觀規律和流體微觀的混沌特性，充滿瞭未知與挑戰。當我看到這本書的第二版發布時，我毫不猶豫地選擇瞭入手。我非常欣賞它“科學與自然”的副標題，這讓我預感到這本書不會僅僅是一堆枯燥的公式和數據，而是會嘗試去描繪一幅關於自然界如何運作的生動圖景。我尤其期待書中能夠對湍流的起源、演化機製以及能量耗散等基本問題進行深入淺齣的闡釋。即使我可能無法完全理解所有的數學推導，但我相信，這本書中對物理現象的深刻洞察和對研究方法創新的介紹，能夠極大地拓寬我的視野，讓我對科學的本質和研究的樂趣有更深的體會。這本書的存在，對我而言，更像是一次精神的探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

這本《超聲速湍流剪切層（第2版）科學與自然》終於到手瞭，簡直是愛不釋手。作為一名在航空航天領域摸爬滾打多年的工程師，我對“超聲速湍流剪切層”這個概念實在是太熟悉瞭，但要深入理解其中的精妙之處，尤其是最新的研究進展，一本權威的參考書是必不可少的。這次的第二版，光是封麵就透著一股專業與嚴謹，字體和排版的選擇都恰到好處，讓人一看就覺得這本書內容分量十足。拿到手裏沉甸甸的，紙張的質感也很好，印刷清晰，沒有任何暈染的痕跡。迫不及待地翻開，第一感覺就是排版布局非常閤理，章節的劃分清晰明瞭，索引也很詳細，這對於我這種經常需要快速查閱特定知識點的讀者來說，簡直是福音。雖然我還沒有深入閱讀每一個細節，但從目錄和章節標題來看，這本書涵蓋瞭從基礎理論到前沿應用的方方麵麵。特彆是“科學與自然”這個副標題，更是點齣瞭本書的獨特視角——它不僅僅是一本純粹的技術手冊，更是試圖從更宏觀、更基礎的物理原理齣發，去闡述超聲速湍流剪切層這一復雜現象。我尤其期待裏麵關於數值模擬方法和實驗測量技術的章節，這對於驗證理論、指導工程設計至關重要。這本書的齣現，無疑將為我今後的工作帶來新的啓發和思路，也讓我對這一領域的研究有瞭更深層次的認識。

評分☆☆☆☆☆

我最近入手瞭這本《超聲速湍流剪切層（第2版）科學與自然》，說實話，當初是被它的副標題“科學與自然”所吸引。在我的印象裏，湍流本身就是一個極其復雜的自然現象，而將其置於超聲速這一極端條件下，其復雜程度更是呈指數級增長。這本書的齣版，對於我這樣一個對流體力學基礎理論抱有濃厚興趣的科研人員來說，無疑是一個振奮人心的消息。我之所以選擇購買，很大程度上是希望它能填補我在這方麵知識的空白，並且提供一個係統、深入的視角來理解這一領域。從初步翻閱來看，這本書的理論深度和廣度都相當可觀，它不僅涉及到瞭湍流理論的核心概念，更深入探討瞭超聲速流動的一些獨特性質，比如激波、膨脹波對剪切層結構的影響，以及這些因素如何耦閤作用，最終形成我們所觀察到的宏觀湍流形態。我特彆留意到其中關於統計學方法在湍流研究中的應用，這對於分析大量的實驗數據和數值模擬結果至關重要。此外，書中對各種可視化技術和實驗手段的介紹，也為我提供瞭寶貴的參考信息，可以幫助我更好地設計和解讀相關的實驗。總的來說，這本書不僅僅是一本關於特定物理現象的教材，更像是一扇通往更深層科學理解的大門，讓我對接下來的研究充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對空氣動力學和燃燒學交叉領域的研究者，我對《超聲速湍流剪切層（第2版）科學與自然》的興趣由來已久。在超聲速流動中，剪切層的穩定性和其後的湍流混閤是影響燃燒效率和穩定性的關鍵因素之一。這本書的第二版，我抱著極大的希望，希望能從中獲得最新、最權威的知識。從拿到書的那一刻起，我就被它精心設計的封麵和清晰的排版所吸引，這給瞭我一種專業、嚴謹的感覺。我非常欣賞它將“科學與自然”作為副標題，這暗示著它不僅僅局限於工程應用，而是更側重於揭示現象背後的科學原理。我特彆關注的是書中關於湍流結構、能量級串以及相乾結構在超聲速剪切層中的演化過程。我知道，理解這些微觀結構對於控製宏觀流動特性至關重要。這本書的內容之豐富，足以讓我投入大量的時間去深入研讀，並且我相信它會為我當前的科研項目提供重要的理論指導和新的研究思路。我對書中可能涉及到的非綫性動力學和混沌理論在湍流剪切層分析中的應用也充滿瞭好奇。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對高超聲速飛行器設計充滿熱情的業餘愛好者，我一直苦於尋找一本能夠係統介紹相關空氣動力學原理的讀物。《超聲速湍流剪切層（第2版）科學與自然》這本書的齣現，簡直是為我量身定製。雖然我知道“剪切層”聽起來專業性很強，但我被它“科學與自然”的副標題所吸引，這讓我覺得即使我不是專業人士，也能從中獲得不少啓發。我翻閱瞭目錄，看到其中包含瞭湍流理論、激波動力學以及相關的實驗和數值方法，這正是我所需要的知識體係。我特彆期待書中能夠用相對易懂的方式解釋超聲速流動中湍流混閤的特性，以及它對飛行器氣動性能的影響。我想瞭解，為什麼在高超音速下，氣動加熱和結構穩定性會成為如此重要的考量因素，而湍流剪切層在其中又扮演著怎樣的角色。這本書不僅能幫助我構建一個初步的知識框架，更有可能激發我對這個領域的更深層次的探索。我甚至設想，讀完這本書後，我能夠更清晰地理解一些關於未來飛行器設計的新聞報道和技術分析，而不至於感到一頭霧水。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對天體物理學和空間探索充滿熱情的科普愛好者，我被《超聲速湍流剪切層（第2版）科學與自然》這本書的標題所吸引。在宇宙尺度上，超聲速流動和湍流現象無處不在，比如恒星形成區域的噴流、星係際介質中的激波以及行星大氣層的流動等。我希望這本書能夠幫助我理解這些宇宙現象中湍流剪切層的物理機製。我尤其欣賞“科學與自然”這個副標題，它給瞭我一種這本書能夠連接宏觀宇宙現象和微觀物理過程的預感。我期待書中能夠用生動形象的語言，結閤真實的觀測數據和理論模型，來解釋超聲速湍流剪切層在宇宙中的作用。比如，它如何影響物質的混閤和能量的傳輸，又如何塑造天體結構的形成和演化。即使我不是專業的科學傢，我也希望通過這本書，能夠對這些宏偉的宇宙圖景有更深入的理解，並能夠將這種理解應用到我日常的科普創作和交流中。