风沙两相流理论及其应用

风沙两相流理论及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:倪晋仁等编著
出品人:
页数:204
译者:
出版时间:2006-1
价格:35.00元
装帧:
isbn号码:9787030156730
丛书系列:
图书标签:
  • 风沙流
  • 两相流
  • 颗粒输运
  • 沙漠气象
  • 风蚀
  • 防沙固沙
  • 数值模拟
  • 工程应用
  • 环境科学
  • 流体力学
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具体描述

《风沙两相流理论及其应用(精)》是关于风沙两相流基本理论及其应用研究的专著。书中论述了沙粒在风力作用下的运动规律,包括沙粒的运动和输移特性,沙纹和沙丘的形成发育及其分布规律,探讨了预测和模拟地表形态变化的方法,提出了量化沙漠化过程与人类活动之间关系的途径。《风沙两相流理论及其应用(精)》不仅通过国内外大量文献系统地介绍了本领域的最新研究进展,而且通过对风沙两相流运动机理的深入分析有效地展示了理论与应用结合的前景。《风沙两相流理论及其应用(精)》内容新颖,资料丰富,概念清晰,叙述简明。尤其是附录中给出的一整套精密测量资料对同行今后开展相关研究提供了很大的方便,在一定程度上可以帮助克服理论验证方面经常遇到的困难。《风沙两相流理论及其应用(精)》可供从事地理、农林、水利、资源和环境科学类专业的科技人员及高等院校相关专业的师生参考。

《风沙两相流理论及其应用》图书简介 本书系统深入地探讨了风沙两相流的科学机理、数学模型、数值模拟方法以及在实际工程中的广泛应用。全书结构严谨,内容翔实,旨在为相关领域的科研人员、工程技术人员以及高等院校师生提供一本权威的参考著作。 第一部分:风沙两相流的基础理论 本部分从基础概念入手,逐步深入到风沙两相流的核心理论。 绪论: 介绍风沙两相流的定义、重要性及其在自然界和工程中的普遍性,如沙漠风蚀、沙尘暴、地表输沙、道路扬尘、管道输料等。阐述研究风沙两相流的必要性和挑战性,并概述本书的研究内容和章节安排。 流体力学基础: 回顾并系统阐述气体动力学和颗粒动力学的基本原理,包括流体的连续性方程、动量方程、能量方程,以及牛顿流体和非牛顿流体的特性。同时,介绍颗粒的基本性质(大小、形状、密度、表面特性等)、颗粒的运动规律(重力沉降、惯性运动、布朗运动等)以及颗粒在流体中的受力分析。 两相流基本理论: 详细介绍多相流的分类,重点阐述气固两相流的共存模式,如散聚流、团聚流、流动悬浮流等。深入探讨相间作用力,包括拖曳力、升力、虚拟质量力、压力梯度力、曳力以及颗粒间的碰撞和凝聚力等。分析不同流态下颗粒的运动特性,以及颗粒对流体性质的影响。 风沙两相流的流动机理: 结合流体力学和颗粒动力学,深入分析风沙两相流的核心机理。重点阐述风蚀过程中颗粒的起动、输运和沉积过程。分析风速、沙粒特性(粒径分布、密度、湿度)、地表状况(植被覆盖、土壤类型、地形地貌)等因素对风沙两相流运动的影响。详细讨论颗粒浓度、颗粒紊流、相间能量和动量传递等关键物理过程。 第二部分:风沙两相流的数学模型与数值模拟 本部分着重介绍构建和求解风沙两相流问题的数学模型,以及常用的数值模拟技术。 数学模型: 欧拉-拉格朗日模型: 详细介绍该模型的建立原理,即用连续方程和动量方程描述流体相,用轨迹方程描述离散颗粒相。阐述颗粒与流体的耦合方式,以及如何在数值计算中实现一步法(one-way coupling)和两步法(two-way coupling)。 欧拉-欧拉模型: 介绍该模型将气固两相视为连续介质,分别建立其控制方程,并考虑相间耦合。重点讨论双流体模型(two-fluid model)及其应用,分析其在处理高浓度颗粒流时的优势。 混合模型: 结合欧拉-拉格朗日和欧拉-欧拉模型的优点,介绍混合模型的构建思路和适用范围。 颗粒动力学模型: 深入研究不同颗粒动力学模型,包括基于连续介质理论的颗粒流模型,以及基于颗粒间相互作用的离散元法(DEM)。详细讲解DEM的原理、数值算法、颗粒碰撞模型(如线性弹簧-阻尼模型、非线性弹簧-阻尼模型)以及颗粒与壁面的相互作用。 数值模拟技术: 有限体积法(FVM)与有限差分法(FDM): 介绍这些离散化方法在求解流体力学方程组中的应用,以及它们的优缺点。 计算流体动力学(CFD)软件: 介绍主流的CFD软件(如ANSYS Fluent, OpenFOAM等)在风沙两相流模拟中的应用,包括网格生成、物理模型选择、求解器设置、边界条件设定等。 颗粒模拟软件: 介绍专门用于颗粒仿真的软件(如EDEM, LIGGGHTS等)在DEM模拟中的应用。 并行计算技术: 讨论在处理大规模风沙两相流模拟时,如何利用并行计算技术提高计算效率。 模型验证与校准: 强调模型验证的重要性,介绍如何通过与实验数据或现场观测数据对比,来验证数值模型的准确性,并对模型参数进行校准。 第三部分:风沙两相流的应用 本部分将理论知识与实际工程问题相结合,展示风沙两相流研究的广泛应用。 沙漠风蚀与荒漠化防治: 风蚀机理分析: 利用建立的模型,深入分析不同地表条件下(如光秃地面、稀疏植被、沙丘)的风蚀过程,预测风蚀速率和输沙量。 防沙治沙工程设计: 研究防风林带、沙障、固沙植物等防沙措施的有效性,优化设计参数,提高防沙治沙效果。例如,模拟不同类型沙障对风场和沙粒输运的影响,评估其阻沙效率。 沙尘暴预报与减灾: 沙尘暴发生机制研究: 结合气象模型,模拟沙尘暴的形成、发展和传播过程,分析影响沙尘暴强度的关键因素。 沙尘暴监测与预警: 为沙尘暴的数值预报提供理论支持,提高预警的准确性和提前量。 工业气固两相流应用: 管道输料: 分析颗粒在管道中的输送过程,预测压降、磨损,优化管道设计和输送参数,提高输料效率,减少能耗。例如,模拟稀相和密相管道输料的流态变化和颗粒分布。 气力输送: 针对气力输送系统的设计和优化,包括输送设备选型、管道布局、流速控制等。 旋风分离器与除尘设备: 模拟气固混合物在旋风分离器等设备中的流动和颗粒分离过程,优化设备结构,提高分离效率。 流化床反应器: 研究颗粒在流化床中的运动、传热和传质过程,为化工、能源等领域的反应器设计提供理论依据。 建筑工程中的扬尘控制: 施工现场扬尘模拟: 预测建筑施工过程中产生的扬尘扩散范围和浓度,为扬尘治理提供依据。 扬尘治理措施评估: 评估洒水降尘、设置防尘网等措施的减尘效果。 环境与安全: 大气污染物扩散研究: 将风沙两相流模型应用于评估工业排放颗粒物在大气中的扩散和沉降过程。 矿山粉尘防治: 研究矿井内部的粉尘扩散规律,为矿山安全生产提供技术支持。 本书力求理论与实践相结合,通过丰富的图表、实例和案例分析,深入浅出地展现风沙两相流领域的最新研究成果和发展趋势。相信本书将为读者提供一个全面而深入的认识,并激发更多在这一重要领域的研究和创新。

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这本书的语言风格,用“沉稳而富有洞察力”来形容或许最为贴切。作者在行文时,极少使用浮夸的辞藻或不必要的修饰,一切都围绕着精确的表达展开。然而,这种精确性并非枯燥的数学语言堆砌,而是渗透着一种对现象深刻理解后的那种“了然于胸”的自信。例如,在论述某一经典模型的局限性时,作者不会直接批判,而是会用一段回顾性的文字,先肯定该模型在特定条件下的优越性,然后再不动声色地指出其在更广泛工况下的适用性边界,这种平衡的论述方式,展现了作者深厚的学术涵养和客观的研究态度。阅读过程中,我常常会停下来,不是因为我没看懂,而是因为作者某句话的提炼太过精妙,让我忍不住想回味一下其背后的物理含义。这种行文的韵味,让人感觉像是在与一位经验丰富的领域泰斗进行深入的学术交流,而非仅仅在阅读一本教材。

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从装帧的细节来看,这本书的耐用性似乎也被纳入了考量。我观察到,书脊的处理采用了高质量的锁线胶装技术,这使得整本书可以平整地摊开在桌面上,而不必担心书页脱落或书脊受损,这对于需要频繁查阅和在书页上做笔记的读者来说,是极其重要的实用功能。此外,书的侧边部分略微带有一点点“呼吸感”,这暗示着它并非那种硬邦邦、难以翻动的书本,而是带有一定弹性的,方便携带和日常翻阅。虽然这似乎是一个非常外围的要素,但对于一本需要经常携带去实验室或研讨会的专业书籍而言,这种对物理形态的关怀,往往比内容本身更能体现出版方的诚意。总的来说,这本书在细节上的打磨,已经超越了一般学术出版物的标准,它更像是一件为专业人士精心打造的、可以经受时间考验的工具。

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这本书的目录结构设计得相当巧妙,它不像传统教科书那样采用“线性”的推进方式,而是更侧重于逻辑上的“螺旋上升”。初看目录,可能会觉得章节之间的跳跃性较大,但当你仔细揣摩每一个章节标题的措辞时,便会发现这是一种高明的组织策略。它似乎在引导读者先建立起宏观的认识框架,然后才逐步深入到微观的机制分析。特别是关于“边界层分离预测”的那几个章节,作者没有将所有内容堆砌在一起,而是巧妙地分散在不同的理论模块中,通过不同角度的交叉论述,最终形成一个立体、完整的认知网络。这种结构要求读者必须保持高度的专注力,因为它不会像初级读物那样为你铺好所有的路,而是需要你自己去发现不同章节之间的内在联系。我个人认为,这种编排方式非常适合有一定基础的工程师或研究生,它挑战了读者的知识整合能力,让人在阅读过程中不断进行思考和回顾,而不是被动接受信息。

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这本书的封面设计着实引人注目,那种深沉的墨绿色调搭配着略显粗犷的字体,一下子就把人带入了一种既古朴又充满力量的氛围之中。我拿起它,首先感受到的是纸张的质感,厚实且略带磨砂的触感,似乎预示着其中内容的份量。我翻开扉页,扉页的设计简洁有力,没有任何多余的装饰,只有清晰的作者信息和出版年份,这让我对内容本身充满了期待。书中的排版也做得非常考究,行距适中,字体大小恰到好处,即便是初读这样专业性较强的书籍,眼睛也不会感到过分疲劳。尤其让我欣赏的是,作者在关键概念的介绍上,往往会使用一种非常精炼的语言,然后紧接着用一段略带文学色彩的描述来阐释其背后的物理图像,这种文理结合的方式,极大地降低了初学者的理解门槛。虽然我还没有深入到核心的理论推导部分,但仅凭这外在的包装和初步的阅读体验,我就能感受到出版方在制作这本学术专著时所倾注的心血,它绝对不是那种仓促上架的“快餐”读物,而更像是一件需要时间去品味的工艺品。

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我对这本书的装帧和印刷质量感到非常满意,这在我阅读众多技术文献时是一个难得的惊喜。内页的纸张洁白度适中,有效避免了反光对阅读造成干扰,这一点对于需要长时间盯着公式和图表阅读的读者来说至关重要。更值得称赞的是,书中的插图和流程图部分的处理,达到了行业内顶尖的水平。那些复杂的物理模型和实验装置的示意图,线条清晰、层次分明,即便是那些高度简化的抽象图,也能让人一眼捕捉到其核心的力学关系。我注意到,在某些章节的图示下方,作者特意添加了非常细微的批注,这些批注并非冗余的文字说明,而是对图中特定变量或边界条件的强调,这体现了作者对细节的极致追求。说实话,很多国内出版的专业书籍在图文排版上总会显得有些生硬,但这本书的整体视觉呈现非常流畅自然,仿佛每一页的布局都经过了深思熟虑的视觉优化,这让阅读过程变成了一种享受,而不是一项任务。

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