可压缩性和高速多相流动 [Compressible and High-Speed Multiphase Flows] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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施红辉，罗喜胜 著

图书标签:

• 可压缩流
• 多相流
• 高速流动
• 流体力学
• 传热
• 燃烧
• 数值模拟
• 气体动力学
• 工程应用
• 冲击波

出版社： 中国科学技术大学出版社

ISBN：9787312033742

版次：1

商品编码：11412680

包装：平装

外文名称：Compressible and High-Speed Multiphase Flows

开本：16开

出版时间：2014-02-01

用纸：胶版纸

页数：451

正文语种：中文

内容简介

　　《可压缩性和高速多相流动》内容包括：超声速液体射流、水下超声速气体射流、高速物体出入水及超空泡流动、超声速凝结气体流动、激波与固体颗粒的相互作用、激波对气／液界面的冲击以及高速液体对固体表面的冲击等。研究范围从基本概念到工程应用。

目录

前言
第1章 超声速液体射流
1.1 引言
1.2 高速液体射流的发生技术
1.3 测量技术和方法
1.4 射流速度与喷嘴压力
1.5 射流速度的测量结果
1.6 超声速液体射流的气动特性：单喷口及多喷口喷射
1.7 高超声速液体射流
1.8 累积加速方法与其他方法的比较
1.9 从矩形喷嘴中产生的高速液体射流
参考文献

第2章 水下超声速气体射流
2.1 引言
2.2 问题的描述
2.3 实验装置与实验方法
2.4 水下超声速气体射流的流动特性
2.5 水下超声速气体射流诱导的水下声场测量
2.6 关于流场的讨论
2.7 水平喷射二维水下超声速气体射流
2.8 垂直向上喷射二维水下超声速气体射流
2.9 三维水下超声速气体射流喷射初期的流动特性
2.10 垂直向下喷射的超声速气体射流
2.11 小结
参考文献

第3章 高速物体出入水及超空泡流动
3.1 引言
3.2 超空泡问题的研究范围
3.3 实验装置与方法
3.4 高速钝体入水初期的瞬态流动
3.5 高速钝体入水后诱导的超空泡流动
3.6 细长体入水超空泡流动
3.7 超空泡出水过程
3.8 水平超空泡运动及其与自由面的相互作用
3.9 平面尾迹空化研究
3.10 关于超声速超空泡流动的讨论
3.11 出水超空泡溃灭的理论模型
参考文献

第4章 伴随相变的高速气体流动
4.1 引言
4.2 气液相变现象的物理模型
4.3 气液两相流动的物理描述
4.4 数值方法
4.5 气液相变与流动相互作用的典型例子
4.6 总结
参考文献

第5章 激波与固体颗粒的相互作用
5.1 引言
5.2 实验装置与实验方法
5.3 激波在空气中的衰减
5.4 激波在海绵泡沫中的运动
5.5 激波与静止颗粒群的相互作用
5.6 颗粒群在激波作用下的输运
参考文献

第6章 激波驱动的气／液两相流动
6.1 高速液体对固体表面的冲击
6.2 高速液体对深水自由面的冲击
6.3 激波和压缩气体驱动的液柱流动及雾化
6.4 激波冲击下的气／液界面上的不稳定性
6.5 激波与液滴、液柱和液幕（水帘）的相互作用
参考文献

前言/序言

广义相对论与宇宙学前沿探索 作者：[此处填写作者姓名或机构名称] 出版社：[此处填写出版社名称] 版次：[此处填写版次] --- 内容简介 本书深入剖析了爱因斯坦广义相对论的理论基础、数学框架及其在现代宇宙学中的核心应用。全书内容聚焦于引力现象的几何化描述，从黎曼几何的精妙结构出发，逐步构建起时空弯曲与物质能量分布之间的深刻联系。本书旨在为物理学、天文学及相关工程领域的研究人员、高年级本科生和研究生提供一套全面、严谨且富有洞察力的理论导引。 第一部分：广义相对论的数学基石与基本原理 本书的开篇部分详尽阐述了支撑广义相对论的纯数学工具，即微分几何与张量分析。我们首先回顾了经典微分几何中的基础概念，如流形（Manifolds）、切空间（Tangent Spaces）和向量场。重点在于黎曼几何，包括度规张量（Metric Tensor）、联络（Connection，特别是列维-奇维塔联络）以及黎曼曲率张量。这些工具被用来精确描述时空的几何性质，超越了狭义相对论中平直闵可夫斯基时空的限制。 随后，本书系统地介绍了爱因斯坦场方程（Einstein Field Equations, EFE）的推导过程。我们将详细讨论爱因斯坦-希尔伯特作用量（Einstein-Hilbert Action）以及变分原理在导出场方程中的关键作用。场方程——$G_{mu u} + Lambda g_{mu u} = frac{8pi G}{c^4} T_{mu u}$——被视为连接时空几何（左侧的爱因斯坦张量 $G_{mu u}$）与物质能量分布（右侧的能量-动量张量 $T_{mu u}$）的桥梁。我们还将探讨场方程的内在对称性、守恒律（如能量守恒和动量守恒）及其对真空解和物质填充解的约束。 第二部分：经典解与时空结构分析 基于爱因斯坦场方程，本书深入分析了几种具有里程碑意义的经典精确解，这些解构成了我们理解引力本质的框架： 1. 牛顿极限与弱场近似： 阐释了广义相对论如何回归到牛顿引力理论，并引入了线化引力（Linearized Gravity）的概念，这是研究引力波的起点。 2. 史瓦西解（Schwarzschild Solution）： 对静态、球对称、真空解进行了详尽的分析。重点探讨了奇点、事件视界（Event Horizon）的物理意义，以及光线在强引力场中的弯曲现象，如引力偏转角（Gravitational Deflection Angle）。 3. 克尔解（Kerr Solution）： 这是描述旋转黑洞的解，也是现实天体物理中最普遍的黑洞模型。我们将详细考察能层（Ergosphere）、静力面（Static Limit）以及帧拖曳效应（Frame-Dragging，或Lense-Thirring效应）的物理内涵。 4. 其他重要解： 简要介绍并分析了具有宇宙学意义的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克（FLRW）度规，这是现代宇宙学模型的基石。 通过分析这些解，读者将建立起对时空拓扑结构、奇点分类（如标量、向量、张量不变量）以及黑洞热力学初步概念的深刻理解。 第三部分：引力波物理学导论 本书专门辟出一章用于介绍引力波的产生、传播与探测。我们从线性化引力理论出发，推导出引力波的场方程和传播速度（光速）。详细讨论了双星系统（如双中子星或双黑洞并合）作为主要引力波源的辐射功率计算。 在探测方面，本书概述了地面和空间引力波探测器的基本原理（如干涉测量技术），并探讨了引力波作为研究极端物理过程（如黑洞合并、早期宇宙扰动）的全新“信使”的重要性。 第四部分：广义相对论在宇宙学中的应用 本书的最后部分将广义相对论的理论框架应用于整个宇宙的演化研究。 1. FLRW 宇宙模型： 详细推导和分析了弗里德曼方程，探讨了宇宙的膨胀、收缩和加速膨胀等动力学行为。书中清晰区分了物质、辐射和暗能量对宇宙演化的不同主导时期。 2. 宇宙学常数与暗能量： 探讨了宇宙学常数 $Lambda$ 在爱因斯坦场方程中的作用，并将其与现代观测到的宇宙加速膨胀现象联系起来，引出对暗能量本质的讨论。 3. 早期宇宙： 简要介绍了奇点附近的时空结构（大爆炸模型），并讨论了暴胀（Inflation）理论作为解决平坦性、视界问题和磁单极子问题的有效机制。 特色与目标读者 本书的叙述风格力求严谨而不失清晰，注重物理图像的建立与数学推导的无缝衔接。章节之间逻辑递进，确保读者能够循序渐进地掌握从基础几何到前沿宇宙学应用的知识体系。 本书适合以下读者群体： 理论物理与天体物理研究生： 作为核心课程教材或深入研究的参考资料。 高年级本科生： 学习现代物理学和引力理论的进阶读物。 科研人员： 需要快速回顾或深入查阅特定广义相对论解和宇宙学模型的专业人士。 通过对广义相对论这一物理学皇冠上的宝石的全面、精细的梳理，本书旨在激发读者对时空本质、黑洞物理及宇宙起源与命运的深层次思考。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的最深刻印象，是其严谨的科学态度和深厚的学术功底。我之所以会对它产生如此浓厚的兴趣，是因为它深入探讨了可压缩性和高速多相流动的耦合效应，这在很多实际工程问题中都扮演着至关重要的角色。例如，在核反应堆安全分析中，一旦发生冷却剂丧失事故，高温、高压的冷却剂会迅速汽化，形成蒸汽泡，并在高速流动的蒸汽与液态水之间产生复杂的相互作用。激波的产生与传播，以及相变过程，都会对事故的演变产生重大影响。这本书所提出的理论框架和数值方法，正是为解决这些复杂问题而设计的。我尤其欣赏书中对于如何在高马赫数条件下处理激波与液滴相互作用的精细描述。在这些条件下，激波的冲击可能导致液滴的剧烈变形、破碎甚至气化，而这些过程又会反过来影响激波的传播特性。理解这些耦合效应，对于评估设备的安全性和可靠性至关重要。这本书为我们提供了一个深入研究这些复杂耦合过程的有力工具，其潜在的应用价值不言而喻。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在翻阅这本书之前，我曾对可压缩性与高速多相流动的研究前景感到一丝迷茫。这两个领域各自都已经足够复杂，将其融合在一起，更是充满了巨大的挑战。然而，这本书的出世，如同一束光，照亮了前行的道路。它不仅仅是理论的汇集，更是对我们解决实际问题的能力的极大提升。想象一下，在先进武器系统的设计中，弹头在高速飞行过程中与大气中的水汽、雨滴等发生相互作用，激波、相变、能量传递等过程相互交织，如果不能精确掌握这些，将直接影响武器的弹道和精度。这本书所提供的分析框架，能够帮助我们系统地理解和预测这些复杂现象。我特别看重书中对于如何将宏观的控制方程与微观的相变模型相结合的讨论，这正是模拟真实世界中复杂流体行为的关键。例如，在高速冲击波穿过含气泡的液体时，气泡的压缩、溃灭以及由此产生的冲击波，都对整体流动产生深远影响。如何有效地捕捉这些多尺度的耦合效应，是这本书致力于解决的核心问题，也正是吸引我的地方。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑为整个流体力学领域带来了令人振奋的消息。特别是对于那些长期深耕于多相流动和高速流动的研究者而言，这简直是一份厚礼。以往，这二者常常被独立地处理，或是以简化模型相结合，但这终究难以完全捕捉到真实世界中那些错综复杂、充满挑战的现象。想象一下，在航空航天发动机的燃烧室里，燃料液滴如何在高速气流中蒸发、混合，并最终燃烧，其过程涉及激波、相变、湍流等多种复杂机制；或者在石油天然气开采过程中，油、气、水等流体如何在井筒中以极高的速度流动，并可能伴随气穴的形成与溃灭，这些都对我们理解和模拟提出了极高的要求。这本书的出现，正是在弥合这一研究鸿沟，它提出的理论框架、计算方法和分析工具，有望帮助我们更深入地理解和预测这些极端条件下的流动行为。我特别期待书中对于数值模拟方法的深入探讨，毕竟，精确的数值模拟是理解和设计这些复杂系统的关键。例如，多相流体中的激波传播速度与单相流体有着显著差异，而可压缩性效应又会进一步放大这种差异，如何在数值算法中准确捕捉这些瞬态、非线性过程，是极具挑战性的。这本书提供的视角，或许能为我们打开新的思路。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的经历，简直是一场智力上的探险。它不仅仅是知识的罗列，更像是开启了一扇通往未知领域的大门。我之所以对这本书如此着迷，很大程度上是因为它所探讨的主题——可压缩性与高速多相流动的耦合效应。这就像是在挑战我们对物理世界最基本认知的极限。举个例子，在超燃冲压发动机的研发过程中，燃料的注入与燃烧是一个极其复杂的过程，高速来流中的空气被压缩，形成高温高压环境，而此时燃料的注入又会引入新的相变和混合过程，如果未能精确掌握这些相互作用，发动机的性能就会大打折扣，甚至可能导致失效。这本书所提出的理论模型和分析方法，正是为了解决这些难题而设计的。它不仅仅停留在概念层面，更是深入到方程的推导、数值方法的实现，以及如何从宏观到微观地理解这些现象。我特别欣赏书中对于激波与相界面相互作用的详细阐述，这往往是决定流动稳定性和效率的关键因素。例如，在某些情况下，激波撞击液滴会引起液滴的破碎和蒸发，而液滴的蒸发又会影响激波的传播，这种动态的反馈机制，如果处理不当，可能会导致不可预测的后果。这本书为我们提供了一个系统性的框架来分析和预测这些复杂行为。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，在于它能够帮助我们摆脱一些长期以来存在的思维定势。我一直认为，在许多工程领域，我们对某些极端条件下的物理过程的理解仍然存在着巨大的提升空间，而可压缩性和高速多相流动正是其中的典型代表。过去，我们往往习惯于将可压缩性与单相流、或者将多相流与低速流动视为独立的研究对象，但现实世界中的许多重要应用，例如火箭发动机、冲击波与液体相互作用、高速粒子注入等，都同时涉及这两者。这本书的出现，填补了这一研究空白，它系统地梳理了相关的理论基础，并提供了一套完整的分析工具。我尤其对书中对于高马赫数下液滴破碎和蒸发的讨论印象深刻。在这些条件下，液滴的受力平衡会发生巨大变化，表面张力可能不再是主导因素，而惯性力和激波诱导的压力梯度则变得更为重要。如何准确地模拟这些过程，对于设计高效的燃料喷射系统至关重要。这本书提供的模型和算法，能够帮助我们更好地理解这些复杂的物理机制，从而优化设计，提高效率，甚至探索新的应用领域。