计算流体力学 陆昌根, 沈露予 9787502963811 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陆昌根，沈露予 著

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出版社： 气象出版社

ISBN：9787502963811

商品编码：29483639874

包装：平装

出版时间：2016-11-01

图书基本信息
图书名称	计算流体力学
作者	陆昌根, 沈露予
定价	38.00元
出版社	气象出版社
ISBN	9787502963811
出版日期	2016-11-01
字数
页码	198
版次	1
装帧	平装
开本	16
商品重量	0.4Kg

内容简介

《计算流体力学》针对海洋科学学科的特点，总结了作者长期以来从事于计算流体力学的教学和研究工作，重点叙述了计算流体力学（CFD）的基础知识，并精心挑选实例剖析了计算流体力学的重要方法和处理技巧。《计算流体力学》所述所著均穿插实例，详细分析数值计算格式的优劣性。全书尽可能从简单到复杂、从传统型有限差分到紧致型有限差分、从模型方程到不可压缩流体运动的微分方程；层次结构清楚，既具有较强的理论性，又具有很好的可读性和操作性。另外，全书配备的例题和习题，典型实例算法附带源程序设计，以便学生自学、练习与参考。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

流体力学：揭示物质运动的奥秘，解析自然与工程的脉动 流体力学，作为一门研究流体（包括液体和气体）在运动和静止状态下行为的学科，其重要性贯穿了科学研究的各个领域，并深刻影响着我们赖以生存和发展的工程技术。它不仅解释了风起云涌、潮汐涨落等宏观自然现象，也为航空航天、能源开发、生物医学、环境治理等众多工程领域提供了核心理论支撑。本书将带领读者深入探索流体力学的广阔天地，从基础原理出发，逐步深入到复杂的应用场景，旨在构建一个全面而深刻的理解框架。 第一章：流体静力学——静止流体的内在平衡 本章将从流体静力学的基石——压力的概念入手。我们将详细阐述压力的定义、单位及其在流体中的分布规律。流体内部的压力并非均匀分布，它随着深度而增加，这是重力作用的直接体现。我们将探讨静止流体中压力随深度的线性变化规律，并引入压强计的概念，理解如何测量流体压力。 浮力是流体静力学中一个至关重要的现象，它解释了为何物体能在流体中漂浮或沉没。我们将详细介绍阿基米德原理，阐明浮力的大小等于物体排开流体所受到的重力，并以此为基础，分析物体的沉浮条件。这不仅解释了船舶为何能在水中航行，也为潜水艇的设计提供了理论依据。 此外，本章还将探讨容器底部和侧壁所受压力的计算方法，以及压力在连接容器中的传递规律，即连通器原理。连通器原理在日常生活和工程实践中有着广泛的应用，例如水塔、水位计以及供水系统都巧妙地运用了这一原理。我们还将简要介绍流体静力学的基本守恒定律，为后续章节的动力学分析奠定基础。 第二章：流体动力学入门——运动流体的初步认知 进入流体动力学的范畴，我们将首先关注流体运动的基本概念。流体的运动状态可以通过速度场来描述，速度场的空间分布和时间变化构成了流体的运动轨迹。我们将会介绍理想流体和真实流体的区别，理解粘性在真实流体运动中的重要作用。 质量守恒定律，也被称为连续性方程，是流体动力学中最基本的守恒定律之一。本章将详细推导并阐述连续性方程，它表明在稳定的流动中，流体流入某控制体积的质量率等于流出该控制体积的质量率。我们将通过简单的管道流动实例，直观地理解连续性方程的物理意义。 能量守恒定律在流体动力学中表现为伯努利方程。伯努利方程是描述理想不可压缩流体在稳定流动中，压力能、动能和势能之间关系的普适性方程。本章将详细推导伯努利方程，并深入分析其三个主要组成部分——静压、动压和位压的相互转化关系。我们将通过喷雾器、飞机机翼升力等实例，生动地展现伯努利方程的强大解释能力。 第三章：粘性流体的复杂性——粘度与动量守恒 真实流体不可避免地存在粘性，粘性是流体内部抵抗相对运动的内摩擦力。本章将深入探讨粘度的概念，区分动力粘度和运动粘度，并介绍影响粘度的主要因素，如温度和流体本身的性质。我们将深入理解牛顿粘性定律，以及非牛顿流体的行为特性。 动量守恒定律在流体动力学中表现为纳维-斯托克斯方程，这是描述粘性不可压缩流体运动的运动方程。虽然纳维-斯托克斯方程形式复杂，但其物理意义在于描述了作用在流体微团上的各种力（压力梯度、粘性力、重力等）如何导致其动量发生变化。本章将介绍纳维-斯托克斯方程的物理背景，并通过简化模型，如伯格斯方程，初步理解其含义。 层流和湍流是流体运动的两种基本模式。本章将详细介绍层流的特点，即流体质点沿平滑的流线运动，无明显混合。而湍流则 characterized by chaotic, irregular, and eddying motion with significant mixing. 我们将引入雷诺数作为区分层流和湍流的关键无量纲参数，并探讨湍流引起的附加耗散和混合效应。 第四章：边界层理论——粘性效应的集中体现 对于速度梯度较大的区域，粘性效应尤为显著，这些区域被称为边界层。本章将重点介绍边界层理论，它是由普朗特提出的一个革命性的概念，极大地简化了粘性流体的分析。我们将探讨边界层的形成过程，以及其厚度与雷诺数的关系。 在边界层内，由于粘性作用，流体的速度会从边界上的零速度梯度逐渐过渡到外部自由流的速度。我们将分析边界层内的速度剖面，并理解其对物体表面摩擦阻力的贡献。还将介绍边界层分离的概念，当边界层在低压区发生分离时，会导致流体流动脱离物体表面，产生巨大的阻力，这对飞机、汽车等高速运动物体的设计至关重要。 第五章：相似性原理与量纲分析——简化复杂问题的利器 在流体力学的研究中，直接求解复杂的控制方程往往困难重重。相似性原理和量纲分析为我们提供了一种强大的工具，能够从实验数据中提取普适性的规律，并指导模型实验的设计。本章将详细介绍相似性原理，包括几何相似、运动相似和动力相似。 量纲分析则通过普​​金（Buckingham）π定理，将复杂的物理问题中的多个变量归纳为更少的无量纲参数。我们将学习如何运用量纲分析来识别和构建关键的无量纲准数，如雷诺数、马赫数、弗劳德数等。这些无量纲准数在不同尺度和不同条件下的流动现象之间建立了联系，使得通过模型实验的结果可以推断出真实情况的规律。 第六章：可压缩流——气体运动的特殊性 前面章节主要讨论的是不可压缩流体，但在许多实际问题中，例如高速气流，气体的密度会发生显著变化，必须考虑其可压缩性。本章将专门探讨可压缩流体的特性。 我们将介绍马赫数，它表征了流速与声速的比值，是判断气体流动是否可压缩的关键参数。当流速接近或超过声速时，流体的行为会发生显著变化，例如产生激波。我们将分析亚声速、跨声速、超声速和高超声速流动的不同特点。 本章还将讨论绝热过程中的能量方程，以及可压缩流中的连续性方程和动量方程。我们将介绍等熵流动、稳定激波和斜激波等概念，并简要说明其在超音速航空器设计和爆炸波传播等方面的应用。 第七章：流体机械基础——能量转换的载体 流体机械是将机械能转化为流体能（如泵、风机）或将流体能转化为机械能（如水轮机、涡轮机）的装置。本章将介绍流体机械的基本原理和分类。 我们将探讨离心泵和轴流泵的工作原理，以及它们在液体输送中的应用。同时，也将介绍风机和压缩机的基本概念，它们在空气流通和气体压缩方面发挥着重要作用。 在能量输出方面，我们将介绍水轮机和汽轮机，它们将流体（水或蒸汽）的动能和压力能转化为旋转机械能，是发电的关键设备。我们将分析这些机械的效率、性能曲线以及影响其工作特性的因素。 第八章：多相流——不同相态的相互作用 在自然界和工业生产中，常常会遇到由两种或多种不同相态（如液-气、液-固、气-固）物质组成的混合物，这就是多相流。本章将初步介绍多相流的基本概念和研究方法。 我们将讨论气泡流、液滴流、颗粒流等常见的流型，并分析不同相态之间可能发生的相互作用，如相间传热、传质和动量交换。多相流的研究对于理解燃烧、两相传热、气力输送、催化反应器设计等至关重要。 第九章：计算流体力学（CFD）简介——数值模拟的强大力量 随着计算机技术的飞速发展，计算流体力学（CFD）已成为流体力学研究和工程设计中不可或缺的工具。本章将对CFD进行初步介绍。 我们将阐述CFD的基本思想，即利用数值方法求解流体运动的控制方程，通过离散化的网格将连续的流场划分为离散的单元，然后用代数方程组来近似描述流体在这些单元中的行为。我们将简要介绍CFD求解器的基本流程，包括前处理（几何建模、网格生成）、求解（方程求解）和后处理（结果可视化、数据分析）。 CFD能够模拟各种复杂的流动现象，为工程师提供直观的流场信息，预测工程设计的性能，并优化设计方案。我们将简要提及CFD在航空航天、汽车工程、能源、建筑、环境等领域的广泛应用。 总结与展望 流体力学的研究是一个不断深入和拓展的领域。从基本的流体静力学到复杂的湍流和多相流，再到强大的数值模拟技术CFD，它始终在揭示物质运动的内在规律，并为人类社会的进步提供源源不断的动力。本书旨在为读者建立一个扎实的流体力学基础，激发进一步探索的兴趣，并为解决实际工程问题提供必要的理论工具。流体力学的奥秘，正等待着我们去不断挖掘和理解。

评分☆☆☆☆☆

我一直对流体力学这个领域非常着迷，特别是计算流体力学（CFD）在航空航天、汽车设计、气象预报等众多领域展现出的强大应用能力。这本书的出现，仿佛为我打开了一扇通往更深层次理解的大门。我特别关注的是书中对数值方法和离散化技术的详细阐述，这部分内容往往是CFD学习的难点，但据说这本书在这方面做得相当出色，提供了丰富的案例和算法解析，能够帮助读者理解不同数值方法的优劣以及适用场景。我看到一些读者的反馈，他们提到书中的例子非常贴合实际工程问题，而不是停留在纯粹的理论层面。这让我非常兴奋，因为我更希望能够将所学知识与实际工程应用结合起来，解决实际问题。同时，书中对网格生成、求解器选择以及后处理分析等关键环节的指导，也正是我目前迫切需要学习和掌握的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者背景很强大，陆昌根和沈露予老师在计算流体力学领域有着深厚的造诣和丰富的实践经验，这一点从书中严谨的论述和精炼的语言就可以看出来。我尤其欣赏的是他们对待科学严谨的态度，每一个公式的推导，每一个概念的解释都力求准确无误，给读者一种非常可靠的感觉。我一直认为，一本好的技术书籍，不仅在于内容的深度，更在于其传达知识的准确性和可靠性。这本书在这方面做得非常出色，它不仅仅是一本教材，更像是一本值得反复研读的参考书。很多读者提到，即使是对于有一定CFD基础的人来说，这本书也能提供新的视角和更深入的理解，这让我更加期待阅读这本书，相信它能够帮助我突破现有的知识瓶颈，提升我的专业能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和设计都很有质感，厚重的一本，纸张的触感和印刷的清晰度都让人感到舒服，光是摆在书架上就很有分量。封面设计简洁大方，没有过多的花哨元素，很符合其作为一本技术类书籍的定位。封底的介绍也写得相当吸引人，对计算流体力学这门学科的价值和在现代科学技术中的重要地位进行了清晰的阐述，勾勒出了这本书将带领读者探索的广阔领域。我翻阅了一下目录，内容安排得非常系统，从基础理论到具体应用，循序渐进，这对于我这样想系统学习这门学科的初学者来说，无疑是一个巨大的福音。很多读者都提到这本书的理论讲解深入浅出，虽然涉及复杂的数学公式和物理概念，但作者通过大量的图示和清晰的逻辑推导，使得理解起来没有想象中那么困难。这一点让我对即将开始的学习之旅充满期待，我相信这本书能够为我打下坚实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

我一直对计算流体力学在工程设计中的作用感到好奇，特别是它如何能够优化设计、减少实验成本，并加速产品开发进程。这本书让我看到了实现这一目标的具体方法和技术路径。我注意到书中有关于不同CFD软件介绍的部分，虽然书中可能不会深入讲解某个具体软件的操作，但它会告诉你不同软件的特点和适用范围，这对于我选择合适的工具来解决我的工程问题非常有指导意义。此外，书中对CFD模型建立、边界条件设置以及误差分析的详细讲解，也正是我在实际操作中经常遇到的困惑。我希望这本书能够为我提供清晰的指导，帮助我避免一些常见的错误，提高计算的准确性和可靠性，最终能够更好地将CFD技术应用于我的工作之中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献列表非常详实，几乎涵盖了计算流体力学领域的经典著作和最新研究成果。这说明作者在编写过程中做了大量的文献调研，确保了内容的权威性和前沿性。对于想进一步深入研究某个特定课题的读者来说，这个详实的参考文献列表简直是一份宝藏。我可以根据自己的兴趣，顺藤摸瓜地找到更多相关的资料，进一步拓宽我的知识面。此外，书中的图表和插图也非常精美，很多都清晰地展示了物理现象和计算结果，这对于理解抽象的理论概念非常有帮助。我看到一些读者反馈说，仅仅是翻阅这些图表，就能获得很多启发，这让我对书中的视觉化呈现方式充满期待，相信它们能够极大地提升我的阅读体验和学习效率。