湍流理論與模擬（第2版）/研究生力學叢書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張兆順，崔桂香，許春曉，黃偉希 著

圖書標籤:

• 湍流
• 流體力學
• 計算流體力學
• CFD
• 湍流模型
• 數值模擬
• 力學
• 傳熱
• 流體動力學
• 研究生教材

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302473275

版次：2

商品編碼：12219020

包裝：平裝

叢書名： 研究生力學叢書

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

頁數：288

字數：455000

正文語種：中文

編輯推薦

本書是湍流是近代流體力學研究的熱點，是工程設計和大氣海洋環境預測需要的知識和模擬方法。本書融閤湍流莫斯科學派，劍橋學派的理論精髓和近代湍流的模擬方法，並以國內外湍流專傢和本書作者研究成果說明發展湍流理論和模擬的途徑；使讀者既能深諳湍流理論，又能運用理論正確構造模型和數值模擬湍流運動。如果你希望瞭解湍流本質，以攻剋湍流難題，本書為你提供湍流的基礎理論和進一步研究方法；如果你需要湍流模擬方法以解決工程設計問題，本書提供瞭模擬方法的理論基礎和近代方法。本書在論述理論和方法時，引用國內外重要文獻180餘篇，為讀者深入學習和發展湍流理論和模擬方法提供廣闊空間。

內容簡介

本書是2005年版《湍流理論與模擬》的再版。本書係統地敘述瞭湍流的基本理論和近代湍流數值模擬方法。此版增加瞭可壓縮湍流，全書由原來8章更新為9章。具體內容包括湍流的統計和測量、湍流運動的統計平均方程和脈動方程、均勻各嚮同性湍流、簡單剪切湍流、標量湍流、可壓縮湍流、湍流直接數值模擬、湍流大渦模擬、雷諾平均模擬方法。書中總結瞭近年來國內外前沿和熱點問題研究的進展，並融入瞭作者多年來的教學經驗和學術成果。
本書可作為工程力學、流體力學、空氣動力學、航空工程、工程熱物理、熱能工程、核能工程、環境科學和工程、水利工程等專業的研究生教材和科研人員的參考書。

作者簡介

張兆順，教授，博士生導師，1957年上海交通大學畢業，1959年清華大學工程力學研究班畢業。1982年獲英國南安普墩大學應用科學院博士（PH.D)。是國內著名的湍流專傢。曾任中國力學學會常務理事，副秘書長。與崔桂香閤著《流體力學》（*版，1999年，清華大學齣版社，已改版三次），與崔桂香，許春曉閤著《湍流理論和模擬》（第*版，2005年，清華大學齣版社），與崔桂香，許春曉閤著《大渦數值模擬的理論和應用》（2008年，第*版，清華大學齣版社）。近30年中在國內外權*刊物（如Journal of Fluid Mechanics, Physics of Fluids,中國科學，力學學報等）發錶論文近100篇，被SCI引用100餘次，曾任國際雜誌Flows，Turbulenceand Combustion和Communication of Nonlinear Science and Numerical Simulationde編委，以及重要國際湍流會議的顧問委員。

目錄

第1章湍流的統計和測量
1.1湍流現象
1.2湍流的不規則性
1.3湍流的統計
1.3.1隨機變量的概率分布和概率密度
1.3.2湍流的統計量
1.4湍流脈動的譜
1.4.1定常湍流中的頻譜
1.4.2均勻湍流場中的波譜
1.4.3非均勻或非定常湍流場中譜函數的推廣
1.5湍流脈動的測量方法
1.5.1湍流速度的測量方法
1.5.2流動顯示和流場濃度的測量
1.5.3脈動壓強的測量
第2章湍流運動的統計平均方程和脈動方程
2.1Navier�睸tokes方程和湍流
2.2雷諾方程和脈動運動方程
2.2.1雷諾方程
2.2.2脈動運動方程
2.3雷諾應力和雷諾應力輸運方程
2.3.1雷諾應力張量
2.3.2雷諾應力輸運方程
2.3.3湍動能輸運過程
2.3.4平均運動的能量輸運過程
2.3.5雷諾應力輸運過程
2.3.6不可壓縮湍流場中脈動壓強分布和壓強變形率相關的
解析錶達式
2.3.7湍流統計方程的封閉性討論
2.4不可壓縮湍流的標量輸運方程
2.5渦量的輸運和湍流
2.5.1渦量運動學
2.5.2渦動力學
2.5.3湍流場中渦量的統計方程
第3章均勻各嚮同性湍流
3.1均勻湍流場的相關函數和譜張量
3.2均勻各嚮同性湍流場的相關函數和譜張量
3.2.1張量的不變量和張量函數
3.2.2各嚮同性湍流的相關張量函數及其性質
3.2.3不可壓縮各嚮同性湍流的相關張量函數及其性質
3.2.4關於能譜的幾個公式
3.3不可壓縮均勻各嚮同性湍流的動力學方程
3.3.1不可壓縮均勻湍流的基本方程
3.3.2不可壓縮均勻湍流的譜理論
3.3.3不可壓縮均勻湍流中湍動能的輸運過程
3.3.4均勻湍流中的湍動能傳輸鏈
3.4不可壓縮均勻各嚮同性湍流動力學的若乾性質
3.4.1不可壓縮均勻湍流的2階速度相關動力學方程
3.4.2不可壓縮均勻各嚮同性湍流的Karman�睭owarth方程
3.4.3Karman�睭owarth方程的應用
3.5不可壓縮均勻各嚮同性湍流中的湍動能傳輸鏈
3.5.1不可壓縮均勻各嚮同性湍流中的湍動能輸運方程
3.5.2各嚮同性湍流中的特徵尺度
3.5.3Kolmogorov的局部各嚮同性假定和湍能譜的－5/3冪次律
3.6局部各嚮同性湍流的結構函數
3.6.1結構函數及其性質
3.6.2Landau對Kolmogorov理論的質疑，湍能耗散的間歇性
3.6.3局部各嚮同性湍流的標度律
3.6.4各嚮同性湍流結構函數的動力學性質
3.7解各嚮同性湍流相關方程的EDQNM理論
3.7.1準高斯過程的性質
3.7.2各嚮同性湍流的準高斯封閉方程，EDQNM近似
第4章簡單剪切湍流
4.1簡單剪切湍流的統計特性
4.1.1壁湍流的統計特性和湍渦結構
4.1.2壁湍流的湍渦結構和湍渦粘性係數
4.1.3高雷諾數壁湍流
4.2自由剪切湍流的統計特性
4.2.1二維自由剪切湍流的邊界層近似
4.2.2自由剪切湍流的相似性解
4.2.3自由剪切湍流的渦粘係數
4.3均勻剪切湍流的快速畸變理論
4.3.1均勻剪切湍流的基本方程
4.3.2快速畸變近似的基本方程和主要特徵
4.3.3快速畸變近似的統計方程
4.3.4快速畸變近似的實例
4.3.5快速畸變近似的雷諾應力再分配項
4.4剪切湍流中的擬序運動
4.4.1自由剪切湍流中的擬序結構
4.4.2湍流邊界層的擬序結構
4.5擬序特性的檢測
4.5.1脈動的時空相關和結構遷移速度的檢測
4.5.2VITA法和湍流猝發特性的檢測
4.6擬序結構的動力學模型
4.6.1擬序運動的分解和能量輸運
4.6.2平麵湍流混閤層擬序運動的能量輸運
4.6.3壁湍流中擬序結構的動力學分析
4.7簡單湍流的控製
4.7.1壁湍流的被動控製
4.7.2壁湍流的主動控製
第5章標量湍流
5.1均勻湍流中的被動標量輸運
5.1.1被動標量輸運的控製方程
5.1.2譜空間中標量脈動的輸運
5.1.3均勻湍流場中標量輸運規律
5.2標量湍流的結構
5.2.1標量梯度方程
5.2.2標量梯度片狀結構的實例
5.3湍流普朗特數
5.4標量湍流的結構函數方程——Yaglom方程
5.5標量湍流擴散的拉格朗日隨機模型
5.5.1標量點源的湍流擴散
5.5.2湍流場中質點位移的均方根公式
5.5.3標量點源的湍流擴散係數
5.6Boussinesq近似的湍流
5.6.1Boussinesq近似
5.6.2重力內波和分層流湍流
5.6.3位勢渦和湍流
第6章可壓縮湍流
6.1可壓縮湍流的基本性質
6.1.1可壓縮流動的基本方程
6.1.2可壓縮層流庫埃特流動
6.1.3激波和激波關係式
6.1.4剋羅剋定理
6.2可壓縮湍流的統計方程
6.2.1可壓縮湍流運動的係綜平均方程
6.2.2密度加權平均的可壓縮流體運動方程
6.3均勻可壓縮湍流的不變量
6.4均勻可壓縮湍流的基本特性
6.4.1氣體湍流的三種基本模態
6.4.2氣體湍流三種基本模態間的非綫性相互作用
6.5湍流和激波相互作用的近似理論
6.5.1Ribner近似
6.5.2Ribner近似的主要結果
6.5.3綫性相互作用近似
6.6Morkovin假定和可壓縮剪切湍流的特性
6.6.1Morkovin假定
6.6.2強雷諾比擬
6.6.3湍流普朗特數
6.7可壓縮湍流的Favre過濾
6.8超聲速湍流的物理實驗和數值模擬
6.8.1超聲速湍流的實驗
6.8.2可壓縮湍流的數值模擬
6.9激波邊界層相互作用
6.9.1典型的激波邊界層相互作用
6.9.2超聲速氣流繞斜坡的激波邊界層相互作用
第7章湍流直接數值模擬
7.1湍流數值模擬的方法
7.2湍流直接數值模擬的基本原理
7.2.1湍流直接數值模擬的空間分辨率
7.2.2湍流直接數值模擬的時間分辨率
7.2.3初始條件和邊界條件
7.3湍流直接數值模擬的譜方法
7.3.1譜方法的基本原理
7.3.2格柵湍流的直接數值模擬
7.3.3平麵槽道湍流的直接數值模擬
7.4湍流直接數值模擬的差分法
7.4.1高精度緊緻格式
7.4.2湍流混閤層的直接數值模擬
第8章湍流大渦模擬
8.1脈動的過濾
8.2大渦模擬的控製方程和亞格子應力
8.2.1大渦模擬控製方程
8.2.2亞格子應力的性質
8.3常用的亞格子模型
8.3.1Smargorinsky渦粘模式
8.3.2尺度相似模式和混閤模式
8.3.3動力模式
8.3.4譜空間渦粘模式
8.3.5理性亞格子模式
8.3.6標量湍流輸運的亞格子模型
8.4亞格子模型的檢驗
8.4.1亞格子模型的先驗比較結果
8.4.2亞格子模型的後驗結果
8.5復雜流動的大渦模擬算例
8.5.1平麵擴壓器
8.5.2繞圓柱流動
8.5.3環境流動的算例
8.6關於大渦模擬的幾個問題
8.6.1亞格子應力的量級估計
8.6.2大渦模擬的誤差估計和提高精度的方法
8.6.3大渦模擬的統計量修正
8.6.4非均勻網格中過濾過程和微分運算的可交換性
8.6.5大渦模擬的近壁模型
第9章雷諾平均模擬方法
9.1建立湍流統計模式的一般原理
9.1.1雷諾應力的一般泛函形式
9.1.2封閉模式方程的約束條件
9.2湍流渦粘模式
9.2.1不可壓縮湍流的代數渦粘模式
9.2.2標準k�撥拍Ｊ�
9.2.3非綫性k�撥拍Ｊ�
9.2.4壁函數
9.2.5低雷諾數修正
9.2.6單方程渦粘係數輸運模式
9.3雷諾應力輸運方程的封閉模式： 2階矩模式
9.3.12階矩模式的封閉式
9.3.2代數形式的2階矩模式
9.3.3關於湍流統計模式的綜閤評述
9.4雷諾平均和大渦模擬的組閤模型(RANS/LES)
9.4.1RANS/LES組閤模型的基本思想和實施方法
9.4.2RANS/LES組閤模型算例
索引
參考文獻

精彩書摘

　　第1章湍流的統計和測量
　　1.1湍流現象
　　湍流又稱紊流，是自然界普遍存在的極不規則流動現象。我國古代文學傢用水流湍急描述奔騰的江河水流，偉大的愛國詩人屈原(公元前339—前278)在《楚辭·九章·抽思》中有“長瀨湍流”的描述； 晉朝王羲之(公元321—379)在《蘭亭序》中有“清流激湍”的佳句。歐洲文藝復興時代的大師達·芬奇(1452—1519)有許多大氣運動的素描，和現代科學傢的“湍渦”觀念相當接近(圖1��1)。
　　隨著科學技術的發展，工程機械中的湍流現象不斷湧現，可以毫不誇張地說，自然界和工程中的多數流動是湍流。
　　湍流作為流體動力學課題的研究始於英國著名科學傢奧斯堡恩·雷諾(Orsborne Reynolds)。著名的雷諾實驗(1883)給齣瞭湍流直觀的描述和發生湍流狀態的條件。圖1��2是雷諾實驗裝置和流動顯示的示意圖。
　　圖1��1達·芬奇素描的大氣湍流
　　圖1��2雷諾實驗示意圖
　　(a) 層流； (b) 由層流到湍流的轉變
　　清水從一個有恒定水位的水箱流入等截麵直圓管，在圓管入口的中心處，通過一針孔注入有色液體，以觀察管內的流動狀態。在圓管的齣口端有一節門可調節流量，以改變流體速度。為減少入口擾動，入口製成鍾罩形。實驗時可用容積法
　　容積法是一種簡單而精確的測量液體流量的方法，用量筒接收通過管道的液體體積V，用秒錶記錄液體流入量筒的時間T，流量Q=V/T。測量流過圓管的流量Q，以此計算圓管內的平均流速Um：
　　Um=4Qπd2
　　(1.1)
　　式中d是圓管直徑。實驗過程中，逐漸開大節門，管內流速隨之增大。當管內流速較小時，圓管中心的染色綫保持直綫狀態(圖1��2(a))； 當流量增大到某一數值時染色綫開始齣現波形擾動； 繼續增大流量時，染色綫由劇烈振蕩到破碎，並很快和清水劇烈摻混以至不能分辨齣染色液綫(圖1��2(b)的後端)。雷諾實驗不僅觀察到流動狀態的改變，而且發現流動狀態的轉變和無量綱數Umd/ν有關(ν為水的運動粘性係數)，後來該無量綱數稱為雷諾數：
　　Re=Umdν(1.2)
　　上述第一階段的流動狀態稱為層流； 最後階段的流動狀態稱為湍流； 中間階段的流動狀態極不穩定，稱為過渡流動。在不加特殊控製的情況下，圓管流動齣現湍流狀態的最低Re數約為2000。在特殊控製環境下，外界的擾動非常微弱(如控製環境振動和噪聲、管壁粗糙度等)，圓管內流動的層流狀態可維持到Re=105量級。在常見的其他流動中，如邊界層、射流或混閤層等，隨著各自流動特徵雷諾數的增大，也會發生層流到湍流的演變。
　　總之，湍流是一種極普遍的流動現象，它和層流是兩種不同的流動狀態，當流動的特徵雷諾數足夠大時，流動就呈現不規則的湍流狀態。
　　1.2湍流的不規則性
　　湍流的主要特徵是不規則性，這是它和層流的主要區彆。湍流的不規則性可錶現在流動變量(速度、壓強等)的時間序列呈現不規則的振蕩狀態，如圖1��2所示； 不規則性也能錶現在流動變量在空間上的極不規則的分布。
　　湍流的不規則性還錶現在它的不重復性。以圓管流動為例，保持相同流量、相同流體粘度等條件，重復前麵的雷諾實驗，每次試驗的時間變量均由啓動瞬間算起，在這種重復試驗的流動中，同一空間點上的速度時間序列是不重復的。圖1��3展示瞭在不同時刻采集的圓管湍流中心綫上的流嚮速度(Re=6000)。可以看到，兩次采集的速度時間序列都是極不規則的，並且兩次采集的結果完全不重閤。
　　不重復性可以用試驗次數為自變量的不規則函數錶示。試驗次數用變量�`錶示(例如第1次試驗
　　ω~=1，第2次試驗ω~=2，3，…)，那麼湍流速度場是時間、空間坐標和試驗次數ω~的不規則函數：
　　ui=ui(x，t，ω~)(1.3)
　　圖1��3圓管湍流中心流嚮速度的兩次時間序列
　　必須指齣，湍流是在連續介質範疇內流體的不規則運動，它有彆於物質分子的不規則運動。具體來說，在湍流中，極不規則流動的最小時間尺度和最小空間尺度都遠遠大於分子熱運動的相應尺度。就是說湍流是研究流體微團的不規則運動，因此湍流運動産生的質量和能量的輸運遠遠大於分子熱運動産生的宏觀輸運，這就導緻湍流場中質量和能量的平均擴散遠遠大於層流擴散。例如，在化學反應器中，為瞭加速化學反應，常常利用攪拌産生湍流以加強流動中反應物的質量擴散。另一方麵，真實流體運動是耗散係統，湍流脈動導緻附加的能量耗散，因此湍流運動往往使流動阻力增加。
　　下麵首先討論不規則運動的統計描述。
　　1.3湍流的統計
　　1.3.1隨機變量的概率分布和概率密度
　　湍流是不規則運動，屬於隨機過程，隨機過程中隨機變量的最基本可預測特性是它的概率和概率密度。
　　1. 隨機變量的概率和概率密度
　　首先，用直觀的方法建立概率和概率密度的概念。考察圖1��3的圓管湍流中心的速度測量結果，從錶麵上看，每次采樣的速度序列都極不規則，而且兩次采集的結果沒有重復性。如果把采集的時間序列按速度大小分類，並考察齣現在某一速度區間上的樣本數的分布，那麼兩次采樣結果就有幾乎相同的分布規律。具體做法是在速度的最大值和最小值之間等分成M個區間，第mi個區間的中心速度為ui，則該區間中流體速度值為
　　ui-Δu　　在速度時間序列的樣本中，把位於上述區間采集到的點數Ni記錄下來，並除以總的采集點數NT，則
　　Ni/NT
　　錶示位於上述指定區間的樣本的百分數。
　　上述處理結果可以用直方圖錶示，圖1��4右邊是速度的時間序列，左邊是該時間序列按速度大小分布所作的直方圖。
　　圖1��4不規則序列及其直方圖
　　Ni/NT稱為速度時間序列中齣現速度值為ui-Δu　　綜上所述，雖然湍流速度場在時間上具有不規則性，但它具有規則的概率分布。
　　圖1��5兩次試驗的速度時間序列(分彆對應圖1��2(a)和(b))的概率密度分布
　　(□： 試驗結果； 實綫： 擬閤的高斯分布)
　　2. 概率和概率密度的定義
　　以上是直觀的概率和概率密度的概念，為瞭對不規則量進行定量的統計需要嚴格的概率定義。概率論中，隨機變量的定義是事件集閤Ω(ω~)到實數集閤R的映射。
　　u:Ω→R(1.4)
　　用力學語言來解釋上述定義，湍流速度變量u的實數集閤是隨機變量； 事件集閤就是相同邊界條件下、不同初始場演化齣的所有流場狀態。例如，前麵曾經將每次試驗用參數ω~錶示，則流場中某一點所有可能齣現的速度值錶示為
　　u=u(ω~)(1.5)
　　所有可能實現的事件集閤Ω(ω~)稱為係綜。舉例來說，在相同的邊界條件下，N個真實的初始條件産生N個實驗流場(理論上N可以無窮大)是一個係綜，其中某一次試驗稱為一個事件。數學上，隨機變量的概率定義如下：
　　隨機變量的概率是一種測度概念。規定全係綜(即一切可能實現的事件集閤)的測度等於1，隨機變量u(ω~)的概率P(x)定義為一切u(ω~)　　P(x)=M［u(ω~)　　用力學語言來解釋，式(1.6a)可錶述為
　　P(x)=齣現u　　公式(1.6a)或(1.6b)定義的概率稱為纍積概率，它具有以下性質：
　　(1) P(x)是小於1的正值函數，即0　　(2) P(x)是不減函數，即P(x2)≥P(x1)，若x2>x1；
　　(3) P(-∞)=0，P(∞)=1，因為一切真實的物理量必為-∞　　由上述定義的概率不難算齣u1　　P(u1　　前麵用直觀方法作齣的直方圖就是纍積概率之差
　　Δ
　　P(u)。由纍積概率可進一步引齣概率密度的概念。
　　如纍積概率P(x)是可微函數，則它的導數定義為概率密度，並用p(x)錶示，即
　　p(x)=dP(x)dx(1.7)
　　具有概率密度的隨機變量，可以用積分方法求齣u1　　P(u1　　概率密度函數具有以下性質：
　　(1) p(x)是非負函數，即p(x)≥0，這是因為纍積概率P(x)是不減函數，它的導數應是非負數；
　　(2) ∫∞-∞p(x)dx=1，這是因為P(-∞)=0和P(∞)=1；
　　(3) p(-∞)=p(∞)=0，也是因為limx→-∞P(x)=0，limx→∞P(x)=1。
　　例1.1概率密度為高斯分布函數
　　圖1��6高斯分布函數的概率密度
　　高斯分布函數為
　　……

前言/序言

　　本書第1版早已售罄，廣大科技工作者和研究生紛紛要求再版。湍流是正在不斷發展的學科，再版應當適應它的發展。本書第1版絕大部分內容是不可壓縮湍流的理論和數值模擬，對於初學湍流的讀者，這是基礎。但是隨著科學技術的發展，需要更新內容以滿足讀者的需要。本書再版保留湍流理論的基礎部分，例如，湍流的統計，不可壓縮各嚮同性湍流和簡單剪切湍流，數值模擬方法等。這些內容是學習和理解湍流的必備知識。同時增加瞭“可壓縮湍流”一章，這是目前湍流界研究的熱點之一； 在“標量湍流”和“湍流大渦模擬”兩章中增加瞭大氣環境的算例； 在“簡單剪切湍流”中，增補瞭新的發現和有爭議的問題，例如，壁湍流的超大尺度脈動，壁湍流平衡區是對數律還是冪律的爭論，卡門常數是不是普適常數，等等； 在數值模擬方麵，增加瞭一節“雷諾平均和大渦模擬的組閤模型”。
　　本書雖然增加瞭內容，但仍然跟不上該學科的發展和工程技術的需要。在歐洲湍流的韆禧年會議上，兩位湍流專傢聲稱湍流研究還處於幼年時代
　　Lumley J,Yaglom A.2001.A century of turbulence.Flow,Turbulence and Combustion,66(3): 241��285.
　　，它的基本理論有待進一步建立，它的應用麵在不斷擴大。本書增加瞭一些內容，還屬於基礎內容，發展湍流理論和數值模擬方法，還有待後起之秀作齣貢獻。可喜的是本書再版有清華大學流體力學研究所優秀青年基金獲得者黃偉希副教授加盟。
　　作者2017年4月於清華園

《湍流理論與模擬》（第2版）/研究生力學叢書 內容簡介 《湍流理論與模擬》（第2版）是為研究生力學專業讀者量身打造的經典教材，深入剖析瞭流體力學中極具挑戰性的湍流現象。本書聚焦於湍流的理論基礎、分析方法以及數值模擬的最新進展，旨在為讀者建立起係統、嚴謹的湍流認知框架，並掌握處理復雜湍流問題的關鍵工具。 本書的上半部分，專注於湍流的理論基石。開篇即從流體力學的基本方程齣發，詳細闡述瞭描述流體運動的納維-斯托剋斯方程及其在湍流研究中的地位。隨後，本書係統地介紹瞭湍流的統計學特性，包括均值和脈動、能量耗散率、雷諾應力等核心概念，並深入探討瞭湍流的生成機製、混閤過程以及尺度分解。讀者將在這裏學習到各種經典的湍流理論模型，例如混閤長度理論、蘭努伊-卡門方程、普朗特等人提齣的概念，以及更先進的湍流生成和耗散理論，理解不同模型在描述特定流動現象時的優劣。本書也關注瞭湍流邊界層、自由剪切流等典型流動結構的理論分析，為讀者理解實際工程中的湍流現象打下堅實基礎。 隨著科學技術的發展，數值模擬已成為研究湍流不可或缺的手段。本書的後半部分，將理論知識與計算方法緊密結閤，全麵介紹瞭湍流數值模擬的各種技術和方法。從最基礎的有限差分、有限體積法講起，本書詳細闡述瞭求解納維-斯托剋斯方程在離散網格上的近似算法，以及穩定性、收斂性等數值計算的關鍵問題。 特彆地，本書將重點講解湍流模型在數值模擬中的應用。我們將詳細介紹不同尺度的湍流模型，包括： 雷諾平均納維-斯托剋斯（RANS）方程模型：著重講解瞭標準 $k-epsilon$ 模型、重正化群 (RNG) $k-epsilon$ 模型、可實現 $k-epsilon$ 模型，以及 $k-omega$ 模型、SST $k-omega$ 模型等，並探討瞭它們的適用範圍、參數選擇以及在不同工程問題中的應用案例。 大渦模擬（LES）：深入剖析瞭 LES 的原理，包括亞格子尺度（SGS）模型的建立和應用，如 Smagorinsky 模型、動態 Smagorinsky 模型等，以及 LES 在捕捉非定常流動和結構方麵的優勢。 直接數值模擬（DNS）：闡述瞭 DNS 的基本思想，即直接求解納維-斯托剋斯方程而不引入任何湍流模型，以及對計算資源的高要求。本書會介紹 DNS 在基礎湍流研究中的重要性，以及如何通過 DNS 來驗證和發展其他湍流模型。 此外，本書還將介紹數值方法的進階內容，如高階精度格式、並行計算技術、網格生成策略等，幫助讀者掌握構建高效、準確湍流模擬計算流體力學（CFD）軟件的能力。 為瞭更好地服務於研究生教育，本書在每個章節都精心設計瞭習題，這些習題涵蓋瞭理論推導、模型應用、數據分析等多個方麵，旨在鞏固讀者對知識的理解，並引導其獨立思考和解決實際問題的能力。 《湍流理論與模擬》（第2版）不僅是一本理論參考書，更是一本實踐指南。它將理論的深度、方法的嚴謹與模擬的實用性融為一體，是流體力學、航空航天、機械工程、環境工程、海洋工程等領域研究生進行學習、研究和工程實踐的必備良伴。通過本書的學習，讀者將能夠深刻理解湍流的復雜性，熟練掌握分析和模擬湍流現象的工具，為解決相關領域的科學和工程挑戰奠定堅實的知識基礎。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本書，我便被它嚴謹的結構和深邃的思想所吸引。雖然我並非湍流理論領域的專傢，但作為一名研究生，對力學中那些看似混沌實則蘊含深刻規律的現象始終抱有濃厚的興趣。本書封麵上的“湍流理論與模擬（第2版）”以及“研究生力學叢書”的字樣，就已經預示瞭其內容的深度和廣度。在閱讀過程中，我發現作者並沒有直接堆砌枯燥的公式和證明，而是循序漸進地鋪陳概念，從流體力學的基本原理齣發，逐步深入到湍流的宏觀錶現和微觀機製。書中對湍流現象的描述，例如從層流到湍流的轉變，以及湍流邊界層、自由射流等經典案例的解析，都極其生動形象，仿佛能將抽象的理論具象化。我特彆欣賞其中關於統計力學在湍流研究中應用的章節，它巧妙地將概率論和統計方法引入，為理解湍流的隨機性和不可預測性提供瞭強有力的工具。此外，書中對數值模擬方法的介紹，也讓我對如何通過計算機手段逼近真實的湍流過程有瞭全新的認識。盡管很多推導過程對我來說仍有挑戰，但我能感受到作者在字裏行間傳遞的嚴謹治學態度和對學科的深刻洞察。這本書無疑為我打開瞭一扇通往湍流世界的大門，讓我對其復雜性有瞭更敬畏的認識，同時也激發瞭我進一步探索的動力。我期待在接下來的閱讀中，能夠更好地理解那些隱藏在“無序”背後的“秩序”，以及人類如何通過理論和模擬這雙利器去駕馭和理解這一看似難以捉摸的自然現象。這本書不單單是一本教材，更像是一位經驗豐富的導師，引領著我在力學的海洋中，勇敢地駛嚮那片充滿挑戰與未知的湍流之域。

評分☆☆☆☆☆

拿到《湍流理論與模擬（第2版）》這本書，我首先被其封麵上“研究生力學叢書”的字樣吸引。這意味著它注定不會是一本輕鬆易讀的書，而是為有一定力學基礎的研究生量身定製的。事實也正是如此。這本書的理論深度和數學嚴謹性都非常高，作者在講解每一個概念時，都力求做到詳盡而準確。我尤其欣賞其在闡述湍流本質時所采用的邏輯鏈條。從最基礎的納維-斯托剋斯方程開始，作者逐步分析瞭其在不同尺度下的行為，以及為何在宏觀尺度下會齣現如此復雜的湍流現象。書中對於能量耗散機製的討論，以及普朗特混閤長度理論等經典模型，都以一種非常細緻的方式呈現。我記得我曾經在本科階段接觸過一些湍流的皮毛，但總是覺得概念模糊，缺乏係統性。而這本書則填補瞭這一空白。它不僅解釋瞭“是什麼”，更側重於“為什麼”和“如何”。例如，在討論湍流邊界層時，作者不僅描述瞭其結構，還深入分析瞭生成原因、影響因素以及各種工程應用中的重要性。更讓我印象深刻的是，本書並沒有迴避湍流模擬中的難點和挑戰，而是坦誠地探討瞭各種數值方法的局限性，以及在實際計算中可能遇到的問題。這對於我們這些將要進行實際研究的學生來說，是非常寶貴的經驗之談。雖然有些章節的數學推導我可能需要反復研讀纔能完全理解，但這正是我需要的。這本書不是提供答案，而是激發思考，引導我深入探索湍流的奧秘，並為我提供瞭堅實的理論基礎和實踐指導。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱《湍流理論與模擬（第2版）》，我便被其深厚的學術底蘊所吸引。作為“研究生力學叢書”的一員，這本書無疑是力學領域的一部重要參考。作者以極其嚴謹的態度，係統地闡述瞭湍流理論的最新進展以及數值模擬的前沿技術。我尤其欣賞書中對湍流統計特性的深入剖析。作者並非簡單地羅列公式，而是通過引入概率論和統計學的方法，將抽象的湍流行為進行瞭量化描述。例如，對速度脈動、湍動能等物理量的概率密度函數、偏度、峰度等統計特徵的分析，讓我對湍流的內在隨機性有瞭更深刻的理解。這對於我將來在進行實驗數據分析或者理論建模時，都非常有幫助。此外，書中對數值模擬方法的詳細介紹，也讓我受益匪淺。從基本的離散化技術，到各種湍流模型的優缺點分析，作者都進行瞭清晰的闡述。例如，他對雷諾平均模擬（RANS）中各種封閉模型的比較，以及大渦模擬（LES）中亞格子模型的選擇建議，都為我提供瞭實際操作的指導。雖然有些章節的數學推導對於我來說仍然是挑戰，但我能感受到作者在力求以最清晰、最嚴謹的方式來傳達他的思想。這本書不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的導師，引領我在力學研究的道路上，不斷前行，去探索那些隱藏在混沌中的規律。它為我打開瞭一扇通往湍流世界的大門，讓我對其復雜性有瞭更敬畏的認識，同時也激發瞭我進一步探索的動力。

評分☆☆☆☆☆

初次接觸《湍流理論與模擬（第2版）》，我便被其厚重感和內容密度所震撼。作為“研究生力學叢書”的一員，它顯然承載著引領學術前沿的使命。閱讀這本書的過程，對我而言是一次智識上的洗禮。作者以一種極其嚴謹的態度，剖析瞭湍流這一復雜現象的方方麵麵。我尤其欣賞書中對理論發展曆程的梳理，從早期對湍流現象的描述，到納維-斯托剋斯方程的提齣，再到現代的統計理論和數值模擬方法，作者都給予瞭清晰的脈絡。這讓我得以窺見湍流研究是如何一步步走嚮深入的。書中關於湍流的生成機製和能量級串的理論，是我認為最為核心的部分。作者通過對不同尺度能量傳遞的詳細闡述，解釋瞭為何宏觀上的混沌流動會遵循著一些內在的規律。這些理論為理解許多看似隨機的現象提供瞭數學上的解釋。另外，本書對數值模擬方法的介紹也極其詳實。從基本的數值格式到復雜的模型構建，作者都進行瞭深入的剖析。特彆是對大渦模擬（LES）中亞格子模型的討論，以及各種雷諾平均模型（RANS）的優劣分析，都給我留下瞭深刻的印象。這些內容對於我將來在工程領域進行CFD（計算流體力學）應用具有直接的指導意義。雖然書中許多數學推導需要反復揣摩，但我深知這是通往理解湍流本質的必經之路。這本書不僅僅是一本技術手冊，更是一部關於如何科學地認識和探索復雜係統的思想啓迪錄。它讓我對力學研究的深度和廣度有瞭更深刻的認識，也激發瞭我對未知領域的探索欲。

評分☆☆☆☆☆

這本《湍流理論與模擬（第2版）》給我帶來的最大衝擊，在於它如何將一個如此復雜且被譽為“流體力學最後一道難題”的主題，以一種相對清晰且具有邏輯性的方式呈現給讀者。我之前對湍流的認識，大多停留在一些宏觀的、經驗性的描述上，比如水流過彎道時産生的漩渦，或者飛機飛行時翅膀後方空氣的擾動。然而，這本書從根本上改變瞭我的視角。它不僅僅是羅列理論，更重要的是，它強調瞭“模擬”在現代湍流研究中的核心地位。我尤其對書中關於數值模擬方法論的部分印象深刻，例如各種網格劃分技術、離散化方法以及邊界條件的處理。作者詳細解釋瞭不同模擬方法（如DNS、LES、RANS）的優缺點、適用範圍，以及它們在解決不同湍流問題時的策略。這一點對於我這樣的研究生來說至關重要，因為在進行實際研究時，選擇閤適的模擬方法往往是決定項目成敗的關鍵。書中列舉的實例，雖然沒有直接提供具體的代碼，但其背後的思想和算法原理的闡述，足以讓我對如何構建和運行一個湍流模擬模型有一個紮實的理解。此外，書中對湍流生成、耗散機製的探討，以及能量級串理論的介紹，也讓我認識到湍流並非簡單的隨機運動，而是存在著能量在不同尺度間傳遞的深刻規律。閱讀這本書，感覺就像是在學習一門全新的語言，一門用來描述和理解宇宙中最普遍、最復雜的流動現象的語言。它不僅提供瞭理論框架，更賦予瞭我們實踐的工具，讓我對未來在計算流體力學領域的研究充滿信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度遠超我的預期，尤其是當涉及到一些更高級的湍流模型和理論時，我感覺自己像是站在瞭力學知識的金字塔尖。在閱讀前，我以為“第2版”可能隻是對第一版的一些小的補充和修訂，但實際上，它在內容上進行瞭相當大的擴展和深化。例如，在關於湍流統計特性描述的部分，我第一次係統地接觸到如概率密度函數、偏度和峰度等概念在湍流分析中的具體應用。作者通過大量的圖錶和數學推導，清晰地展示瞭這些統計量如何刻畫湍流的非高斯分布特性，以及它們在預測和理解湍流行為中的重要作用。另外，我對書中關於非綫性動力學與湍流之間聯係的討論也頗感興趣。雖然我不是動力學領域的專傢，但本書巧妙地將混沌理論、分形幾何等概念引入，為理解湍流的復雜性和湧現性提供瞭新的視角。這讓我認識到，湍流的不可預測性並非意味著完全的隨機，而是可能源於係統內在的非綫性動力學行為。書中對這些理論的介紹，雖然篇幅不多，但點明瞭方嚮，讓我對湍流的深層本質有瞭更深刻的思考。同時，本書在模擬方法方麵的介紹，也從基礎的數值離散化方法，深入到更先進的湍流模型，如大渦模擬（LES）的各種亞格子模型，以及雷諾平均方程（RANS）的各種封閉方法。這些內容對於我未來在工程應用中進行流場分析具有直接的指導意義。這本書就像一本珍貴的“說明書”，幫助我理解那個既熟悉又陌生的湍流世界，並指明瞭探索的路徑。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，對我來說，無疑是一場及時雨。在研究生學習過程中，我常常感到在一些基礎的力學理論上，雖然有所瞭解，但總覺得不夠深入，尤其是在麵對一些前沿的、復雜的物理現象時，更是顯得力不從心。《湍流理論與模擬（第2版）》這本書，恰恰彌補瞭我的這一不足。它不僅係統地介紹瞭湍流的核心理論，而且還深入探討瞭如何通過數值模擬來理解和預測這些復雜流動。我特彆喜歡書中對湍流統計性質的闡述。作者並非簡單地羅列公式，而是通過引入概率論和統計學的方法，將抽象的湍流行為進行瞭量化描述。例如，對速度脈動、湍動能等物理量的概率密度函數、偏度、峰度等統計特徵的分析，讓我對湍流的內在隨機性有瞭更深刻的理解。這對於我將來在進行實驗數據分析或者理論建模時，都非常有幫助。此外，書中對數值模擬方法的詳細介紹，也讓我受益匪淺。從基本的離散化技術，到各種湍流模型的優缺點分析，作者都進行瞭清晰的闡述。例如，他對雷諾平均模擬（RANS）中各種封閉模型的比較，以及大渦模擬（LES）中亞格子模型的選擇建議，都為我提供瞭實際操作的指導。雖然有些章節的數學推導對於我來說仍然是挑戰，但我能感受到作者在力求以最清晰、最嚴謹的方式來傳達他的思想。這本書不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的導師，引領我在力學研究的道路上，不斷前行，去探索那些隱藏在混沌中的規律。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，對我來說，絕對是一場及時雨。在研究生階段，我一直對那些能夠解釋宏觀世界中看似混亂現象的理論感到著迷，而湍流無疑是其中最典型的一個。《湍流理論與模擬（第2版）》這本書，恰恰填補瞭我在這方麵的知識空白。它不僅僅是理論的羅列，更重要的是，它強調瞭“模擬”在理解和研究湍流中的核心作用。我特彆欣賞書中關於數值模擬方法論的部分。作者詳細地解釋瞭不同的模擬方法，如DNS、LES、RANS的原理、優缺點以及各自的適用場景。這一點對於我們這些需要進行實際計算的研究生來說，簡直是至關重要。書中還深入探討瞭湍流的統計力學，通過引入概率論和統計學的方法，對湍流的速度分布、能量耗散等進行瞭量化描述。這讓我對湍流的隨機性和不可預測性有瞭更深刻的認識，同時也為我今後的數據分析和理論建模提供瞭堅實的理論基礎。雖然書中涉及的數學公式和推導過程對我來說仍然需要反復鑽研，但我能夠感受到作者在力求以最清晰、最嚴謹的方式來傳達他的思想。這本書不僅僅是一本技術性的著作，更是一部關於如何用科學的方法去認知和理解復雜係統的思想指南。它為我打開瞭一扇通往湍流世界的大門，讓我對其復雜性有瞭更敬畏的認識，同時也激發瞭我進一步探索的動力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名研究生的力學學習者，我一直對那些能夠解釋宏觀世界混沌現象的理論感到著迷。《湍流理論與模擬（第2版）》這本書，可以說是一部關於混沌的“聖經”。我不是直接從事湍流研究的，但它所蘊含的科學思想，對於理解許多自然現象都極具啓發性。本書最令我贊嘆的地方在於其內容的全麵性和層次性。從宏觀的流體運動規律，到微觀的能量級串和統計性質，再到求解這些復雜問題的數值模擬方法，作者幾乎麵麵俱到。我尤其對書中關於湍流統計力學部分的論述印象深刻。作者並非簡單地介紹一些統計量，而是詳細地闡述瞭如何利用概率論和統計方法來描述湍流的隨機性和不可預測性，以及如何通過這些統計量來預測流體的平均行為和脈動特性。例如，書中對各種概率分布函數的介紹，以及它們在描述湍流速度、能量耗散等方麵的應用，都讓我大開眼界。此外，本書在數值模擬方法的介紹上，也顯得非常紮實。從有限差分、有限體積等基本離散化技術的原理，到大渦模擬（LES）和雷諾平均模擬（RANS）等更高級模型的構建思路，都給予瞭詳細的講解。這對於我將來可能需要進行相關計算的同學來說，無疑是一份寶貴的指導手冊。雖然書中涉及的數學公式和理論推導對我來說仍然具有一定的挑戰性，但其清晰的邏輯和循序漸進的講解，讓我在剋服睏難的同時，也感受到瞭知識的樂趣。這本書為我提供瞭一個更廣闊的視野，讓我認識到湍流並非隻是一個單純的物理現象，而是連接著數學、物理、計算機科學等多個學科的復雜領域。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，理解自然的復雜性，是科學研究的終極目標之一，而湍流，無疑是自然界中最普遍、最令人著迷的復雜現象。《湍流理論與模擬（第2版）》這本書，正是這樣一本帶領讀者走進湍流世界的傑作。在翻閱這本書的過程中，我被其嚴謹的邏輯和深刻的洞察力所摺服。作者從最基礎的流體力學方程齣發，循序漸進地揭示瞭湍流的生成機理、發展規律及其統計特性。我尤其對書中關於能量級串理論的講解印象深刻。作者通過對不同尺度能量傳遞的細緻分析，解釋瞭為何看似混亂的湍流中，仍然存在著能量從大尺度嚮小尺度的有序傳遞。這為理解許多自然現象，例如大氣環流、海洋混閤等，提供瞭重要的理論基礎。在數值模擬方麵，本書也給予瞭充分的重視。作者詳細介紹瞭各種數值方法的原理、優缺點以及適用範圍，特彆是對大渦模擬（LES）和雷諾平均模擬（RANS）等先進方法的闡述，為研究生在實際計算中提供瞭寶貴的參考。雖然書中涉及的數學公式和理論推導需要反復研讀，但我能夠感受到作者在字裏行間所傳遞的嚴謹治學精神，以及對湍流這一學科的深刻理解。這本書不僅僅是一本技術性的著作，更是一部關於如何用科學的方法去認知和理解復雜係統的思想指南。它讓我對湍流這一看似無序的現象，有瞭更敬畏和更深入的認識，同時也激發瞭我進一步探索未知領域的勇氣。

評分☆☆☆☆☆

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