Hydrodynamics Around Cylindrical Structures pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Sumer, B. Mutlu/ Fredsoe, Jorgen/ Fredsoe, Jorgen (EDT)

出品人:

頁數:530

译者:

出版時間:

價格:55

裝幀:Pap

isbn號碼:9789810230562

叢書系列:

圖書標籤:

• Hydrodynamics
• Cylindrical Structures
• Fluid Mechanics
• Ocean Engineering
• Coastal Engineering
• Marine Hydrodynamics
• Drag Force
• Vortex Shedding
• Wave Interaction
• Computational Fluid Dynamics

好的，這是一本關於流體力學中非圓柱形結構周圍流體動力學的深度專著的簡介。 --- 《繞固定翼型與復雜截麵流固耦閤效應研究》 導論：超越理想化二維流動 本書旨在深入探討流體力學領域中一個至關重要且充滿挑戰的課題：復雜幾何截麵物體周圍的三維非定常流動特性及其耦閤動力學行為。傳統流體力學研究常聚焦於理想化的圓形或二維翼型流動，這些模型在描述真實世界工程應用，如橋梁、建築結構、深海管道、渦輪葉片或先進空氣動力學構型時，往往顯得力不從心。 本書立足於高精度數值模擬（CFD）與先進的實驗流場測量技術（如PIV、LDV、熱綫風速儀），構建瞭一個全麵且係統化的理論框架，用以解析流體與非對稱、非規則截麵結構之間復雜的相互作用機理。我們明確地將研究的重點從經典的圓柱繞流轉移到更具工程現實意義的、涉及鈍體、尖銳邊緣、多孔結構以及非正交迎角條件下的流體動力學現象。 第一部分：非對稱截麵物體的分離流場結構 本部分聚焦於流體在繞過具有明顯鈍性或尖銳邊緣的結構時所産生的復雜分離現象和尾流演化。 第一章：方截麵與矩形結構繞流的渦鏇動力學 詳細分析瞭二維方塊結構在不同雷諾數（Re）下的流態轉變。重點闡述瞭迎風麵和背風麵的壓力梯度如何驅動邊界層分離，並精確追蹤瞭形成於結構後方的卡門渦街（Karman Vortex Street）的動態演化。不同於圓柱繞流中相對規律的渦鏇脫落，方形結構産生的尾流錶現齣高度的非綫性特徵，包括可能齣現的雙模態振蕩和高頻湍流脈動。我們引入瞭基於模態分解（如POD）的方法，用於識彆和量化主導性渦鏇結構的能量貢獻及其對結構載荷的影響。 第二章：復雜翼型失速機理與氣動彈性耦閤 本書專門闢齣章節探討瞭如NACA係列後期的厚翼型、後掠翼段以及多剖麵復閤翼型（如用於直升機鏇翼或風力機葉片的復雜截麵）在不同迎角（Angle of Attack, $alpha$）下的流緻失速（Stall）過程。我們精細刻畫瞭流動從附著流到分離流的臨界點，並分析瞭分離泡的形成、發展、再附著或完全脫離的全過程。特彆關注瞭動態失速（Dynamic Stall）現象，即當迎角隨時間快速變化時，結構上瞬時載荷的劇烈變化，這對於高機動飛行器和低速大扭矩風力機設計至關重要。 第三章：尖銳邊緣效應與載荷集中 尖銳的幾何邊緣是許多工程結構（如薄翼、導流闆或建築立麵）的特徵。本章深入研究瞭流體在這些尖銳點處的奇點效應和局部高應力區域。通過數值網格的精細化處理，我們模擬瞭流綫在尖銳前緣的急劇偏轉，分析瞭由此産生的分離角和初始渦鏇核的形成機製，並量化瞭這種幾何特徵對總升力、阻力係數以及局部壁麵剪切應力的貢獻。 第二部分：三維效應與多孔/格柵結構流動 本部分將研究從二維二維擴展到真實的三維環境，並探討流體穿過多孔介質或格柵結構時的宏觀特性。 第四章：有限展嚮角效應與三維尾流擴散 對於有限長度的結構，如短的鈍體或有限展弦比的翼型，三維效應（如翼尖渦的形成和演化）變得不可忽視。本章詳細分析瞭流體在結構兩側通過端麵效應（End Effects）形成的三維流場結構。通過三維RANS和LES模擬，我們量化瞭這些三維效應如何影響整體阻力係數和尾流的橫嚮擴散速度，特彆是在低速大尺寸結構周圍。 第五章：多孔介質與穿流結構：阻力與滲透率 針對具有復雜內部通道或錶層多孔結構的物體，如用於聲學或熱交換的結構件，我們研究瞭穿流（Flow-through）效應。本章結閤瞭宏觀的達西定律（Darcy’s Law）與微觀的孔隙尺度分析。我們建立瞭描述結構孔隙率、形狀因子與等效阻力係數之間的關係模型，用於預測流體穿過具有復雜內部幾何體的結構時所産生的體積平均壓力損失。 第六章：陣列結構（柵格與管束）的相互作用 在換熱器或某些海洋工程（如導管架）中，結構物通常以陣列形式存在。本章研究瞭排管束（Tube Bundle）或格柵陣列中相鄰結構物之間的流體動力學乾擾。我們分析瞭排列方式（如並列、交錯）對係統總阻力的影響，並探討瞭流體團聚和再循環區域在陣列內部的形成機製，揭示瞭如何通過優化陣列間距來最小化非定常載荷。 第三部分：流固耦閤動力學響應（Hydroelasticity） 本部分是全書的核心，將流體動力載荷與結構動力學響應相結閤，分析係統的不穩定性和振動特性。 第七章：非對稱載荷激勵下的結構振動模態 當流體作用於非圓柱截麵結構上時，産生的周期性或隨機載荷不再是對稱的。本章利用有限元方法（FEM）與流體動力學計算結果耦閤，分析瞭在側嚮脈動流場激勵下，結構物（如高層建築或橋塔）的跨流嚮（Cross-Flow）和順流嚮（In-Line）振動響應。我們著重分析瞭在不同雷諾數下，流緻振動（Vortex-Induced Vibration, VIV）的鎖頻範圍和振幅飽和機製。 第八章：結構柔順性對流場的影響（雙嚮耦閤） 本書強調瞭結構變形對流場反作用的分析。對於柔性結構，如海洋立管或纜索，其微小側嚮位移會顯著改變局部迎角和有效截麵形狀，從而改變流體載荷的幅值和頻率。本章采用流固耦閤（FSI）的迭代方法，精確計算瞭結構彎麯和扭轉變形對尾流結構的影響，特彆是對顫振（Flutter）和失速振動（Stall Flutter）等危險不穩定現象的觸發條件進行辨識。 結論與展望 本書的結論性章節總結瞭非圓柱結構流體力學研究的當前挑戰，特彆是高湍流、高密度比和極端非綫性耦閤問題。我們展望瞭基於機器學習和數據驅動模型在預測復雜幾何體動態載荷方麵的潛力，為結構工程師和流體力學傢提供瞭應對下一代復雜工程挑戰的堅實理論基礎和實用工具。本書內容豐富、圖錶詳盡，是深入理解非對稱繞流物理現象的權威參考資料。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆