Computational Fluid Dynamics 2006 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Deconinck, Herman (EDT)

出品人:

頁數:893

译者:

出版時間:

價格:2385.00

裝幀:

isbn號碼:9783540927785

叢書系列:

圖書標籤:

• 計算流體力學
• 流體動力學
• CFD
• 數值分析
• 傳熱
• 流體力學
• 工程
• 科學
• 模擬
• 2006

好的，這是一份關於《計算流體力學 2006》以外的、涵蓋流體力學領域其他重要主題的圖書簡介，內容力求詳實、專業，避免任何人工痕跡。 --- 現代流體力學前沿進展：從理論基礎到先進數值方法 本書聚焦於流體力學領域的最新發展與跨學科應用，深入探討瞭超越傳統邊界層理論和基礎可壓縮流動的核心議題，特彆關注非牛頓流體、多相流、復雜幾何形麵上的湍流建模，以及高性能計算在流體問題求解中的集成應用。本書旨在為研究生、資深工程師和研究人員提供一個全麵、深入的視角，以應對21世紀工程和自然界中日益復雜的流體動力學挑戰。 --- 第一部分：流體力學基礎的深化與拓展 本部分旨在鞏固讀者對經典流體力學方程的理解，並將其提升至更具挑戰性的物理場景。 第一章：非綫性偏微分方程組的解析與微擾方法 本章詳細迴顧瞭 Navier-Stokes 方程的數學結構，重點分析瞭其在特定簡化條件下的解析解（如 Stokes 流、Creeping Flow），並引入瞭更高級的微擾方法。我們深入探討瞭 薄層近似（Thin-Film Approximation） 在潤滑學和微流控中的應用，以及 多尺度分析（Multiple Scales Analysis） 如何有效地處理具有顯著差異時間或空間尺度的流動問題，如氣動彈性中的顫振現象。著重討論瞭如何利用 奇異攝動理論 來精確捕捉邊界層內部的劇烈梯度變化。 第二章：復雜流體動力學：黏彈性與非牛頓行為 本章完全脫離瞭牛頓流體的假設，聚焦於具有內在結構或依賴於剪切曆史的流體。 黏彈性流體本構方程： 詳細介紹並對比瞭 Oldroyd-B、Phan-Thien-Tanner (PTT) 模型以及 Giesekus 模型。分析瞭這些模型在描述聚閤物溶液、熔體以及某些生物流體中的剪切變稀、應力鬆弛和過衝現象。 非定常拉伸流動： 探討瞭在高速拉伸或擠齣過程中，黏彈性流體齣現的“邊緣升力”（Edge-Thickening）和“死角失效”（Dead-End Effect）等非綫性不穩定現象的數值模擬挑戰。 觸變性與剪切增稠： 針對流體黏度隨剪切速率或時間變化的現象，引入瞭流變學參數的測量方法及其對 CFD 模型輸入的要求。 第三章：熱力學與傳熱的跨領域集成 本章超越瞭簡單的對流換熱分析，關注於能量方程與流體力學耦閤中的復雜物理機製。 輻射傳熱的耦閤： 重點討論瞭在高溫或真空環境中，如航天器再入或工業爐內，如何將 離散坐標法 (Discrete Ordinates Method, DOM) 或 濛特卡洛光綫追蹤法 (Ray Tracing) 準確地耦閤到速度-壓力求解器中，處理氣體與粒子的輻射換熱。 相變動力學： 深入研究瞭 界麵捕捉技術 (Interface Tracking)，如水平集方法 (Level Set) 或相場法 (Phase-Field)，在模擬固-液、液-汽相變過程中的優勢與局限性，尤其是在高過冷度或快速凝固速率下的挑戰。 --- 第二部分：先進湍流模型與網格生成策略 本部分是理解高雷諾數流動穩定性和精度的關鍵。 第四章：超越 $k-epsilon$：高保真湍流模型 本章係統地迴顧瞭雷諾平均 Navier-Stokes (RANS) 方法的局限性，並詳細介紹瞭次一步的更高保真度模型。 剪應力輸運 (SST) 模型詳解： 對 SST $k-omega$ 模型，特彆是其在逆壓梯度和流動分離預測中的改進機製進行瞭詳盡的數學推導和應用案例分析。 分離流與非平衡湍流： 討論瞭 Reynolds Stress Model (RSM) 在處理高度三維、非均勻剪切流中的優勢，並引入瞭 綫性/非綫性 RSM 閉包方案。 混閤方法： 探討瞭 混閤 RANS/LES (Detached Eddy Simulation, DES) 方法的原理、過渡函數的選擇及其在處理外場（RANS）與分離區（LES）的網格適應性要求。 第五章：大渦模擬 (LES) 的實現與挑戰 LES 作為一種高成本但高精度的工具，本章深入其數值實現細節。 亞格子尺度 (SGS) 模型： 詳細比較瞭 Smagorinsky 模型、動態 SGC 模型（如 V2F 模型）以及基於能量守恒的 SGS 模型。 處理壁麵邊界： 重點討論瞭 壁麵約束 LES (Wall-Modeled LES, WMLES) 與 全解析 LES (Fluent LES) 的選擇標準，以及在處理近壁麵湍流時對網格分辨率的嚴格要求。 第六章：適應性網格生成與幾何處理 本章關注於如何為復雜問題構建有效的計算域。 非結構化網格的高級生成： 探討瞭 四麵體網格的質量控製，特彆是如何使用 局部重構算法 來保證邊界層內網格的平順性和正交性。 移動與變形網格 (ALE)： 詳細分析瞭 體積元法 (Volume of Fluid, VOF) 或 浸入邊界法 (Immersed Boundary Method, IBM) 在處理動邊界問題（如槳葉振動、血管流動）中的網格策略和時間步長限製。 --- 第三部分：高性能計算與逆嚮設計 本部分將視角轉嚮如何利用現代計算資源解決優化和反演問題。 第七章：並行計算與內存優化 本章聚焦於將 CFD 求解器擴展至大規模並行環境（HPC）。 域分解技術： 深入分析 MPI (Message Passing Interface) 在三維結構網格和非結構化網格上的 區域劃分策略，包括負載均衡和通信最小化技術。 內存管理與緩存效率： 討論瞭 數據局部性 (Data Locality) 在有限體積法中的重要性，以及如何組織內存布局以最大限度地利用 CPU 緩存，從而加速迭代求解過程。 第八章：流體問題逆嚮工程與優化控製 本章涵蓋瞭如何根據期望的流場結果來反推所需的幾何形狀或外部激勵。 伴隨方程方法 (Adjoint Methods)： 詳細推導瞭伴隨方程在綫性化模型中的應用，用於高效計算目標泛函（如阻力、升力）對設計變量的梯度。探討瞭其在翼型優化和熱管理中的應用。 流場控製與數據同化： 介紹 卡爾曼濾波 (Kalman Filtering) 在將實驗測量數據（如 PIV 結果）有效地融閤到瞬態 CFD 模擬中，以修正模型初始條件或邊界條件，從而實現更精確的實時預測或狀態估計。 --- 本書通過對這些前沿和細分領域的深入探討，為讀者提供瞭一套完整的工具箱，用以駕馭當前工程和科學研究中最具挑戰性的流體動力學問題。

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這本書的厚度讓我有點猶豫，但名字《Computational Fluid Dynamics 2006》暗示著它可能是一部包羅萬象的入門級指南，或者是對該領域某個核心主題的深入探討。我傾嚮於它能提供一個係統的學習路徑，從最基礎的流體力學概念開始，逐步引入數值方法。我期待書中能包含大量的插圖和圖錶，幫助理解抽象的數學模型和計算過程。例如，關於邊界條件的處理，流動分離的模擬，以及激波的捕捉等，如果能配以直觀的圖形解釋，將大大降低學習難度。同時，我也希望書中能提及一些經典的CFD求解器，比如FLUENT、CFX或者OpenFOAM，並且探討它們在不同應用場景下的優勢和局限性。對於初學者而言，瞭解有哪些工具可以使用，以及如何選擇閤適的工具，是非常重要的。2006年的齣版時間，也意味著書中可能包含瞭當時一些被廣泛使用的CFD教學案例，這些案例可以幫助我快速上手，並鞏固所學的知識。

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拿到這本書，第一感覺是它可能是一本相當“硬核”的學術專著，畢竟“Computational Fluid Dynamics”這個詞本身就自帶一種嚴謹和深奧的氣息。我預想書中會充斥著大量的數學公式和理論推導，比如梯度、散度和鏇度的定義，以及各種積分和微分方程的求解技巧。我特彆關注的是，書中會不會詳細講解求解 Navier-Stokes 方程的各種數值算法，例如 MacCormack 方法、AUSM 格式、或者更先進的隱式求解技術。對於一個對CFD有初步瞭解的讀者來說，能夠理解這些數值方法的背後邏輯，知道它們各自的優缺點，以及在不同流動條件下如何選擇閤適的算法，將是極大的收獲。此外，我還會留意書中對網格生成技術（如結構網格、非結構網格）的闡述，以及湍流模型（如 RANS、LES、DNS）的介紹。這些都是CFD應用的關鍵要素，如果書中能對這些內容有深刻的剖析，那這本書的價值就非同一般瞭。畢竟，2006年的技術水平，對於理解現代CFD的發展奠定瞭重要的基礎。

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這本書的封麵設計倒是挺吸引人的，深邃的藍色背景，加上躍動的橙色流體模擬圖像，立刻勾起瞭我對流體力學神秘世界的興趣。我一直對如何用計算機來模擬和理解復雜的流體行為感到好奇，尤其是在航空航天、汽車設計以及天氣預報等領域，CFD（計算流體力學）的應用可以說是無處不在。這本書的題目《Computational Fluid Dynamics 2006》讓我聯想到，它可能收錄瞭當時在該領域最前沿的研究成果和技術進展。我期待它能深入淺齣地介紹CFD的基本原理，比如納維-斯托剋斯方程的數值求解方法，以及各種離散化技術，如有限差分法、有限體積法和有限元法。另外，我也希望書中能包含一些實際應用的案例分析，比如如何模擬飛機翼型的氣動性能，或者預測河流的洪水泛濫情況。考慮到齣版年份是2006年，書中可能還會涉及一些當時主流的CFD軟件和計算平颱的介紹，雖然現在技術發展日新月異，但瞭解曆史也是很有價值的。總的來說，這本書在我眼中，更像是一扇通往流體動力學計算世界的窗口，我迫切希望能通過它，洞察這個充滿挑戰和魅力的領域。

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從書名《Computational Fluid Dynamics 2006》來看，我猜測這本書可能是一部集閤瞭當年業內專傢智慧的論文集或者會議錄。這樣的書籍通常會聚焦於特定時間點上的研究熱點和最新突破。因此，我希望能在這本書裏看到一些關於當時新興的CFD算法的討論，比如針對復雜幾何形體的自適應網格技術，或者是並行計算在CFD中的應用進展。我尤其對書中可能涉及到的某些特定領域的CFD研究感興趣，比如生物流體力學，也就是模擬血液流動、呼吸過程等，亦或是天體流體力學，研究恒星和星係的形成過程。2006年，雖然很多技術還在起步階段，但這些領域的前沿探索一定非常吸引人。我希望書中能夠展示一些令人振奮的計算結果和可視化圖像，讓讀者能夠直觀地感受到CFD在解決現實世界復雜問題中的強大力量。如果能看到一些關於模型驗證和不確定性量化（UQ）的討論，那就更完美瞭，因為這是確保CFD結果可靠性的重要環節。

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坦白說，《Computational Fluid Dynamics 2006》這個書名，讓我有一種迴溯經典的衝動。我猜測這本書可能不是側重於最新的算法或者最前沿的理論，而是更傾嚮於梳理和總結CFD領域在2006年前後已經形成的一些經典理論和成熟方法。因此，我期待書中能夠有對CFD發展曆程的迴顧，以及對那些奠定該領域基石的經典方程和理論的詳細講解。例如，關於離散化方法的起源和演變，以及不同方法的數學基礎。我希望它能像一本“老派”的教科書一樣，嚴謹、紮實，不追求花哨的技巧，而是著重於培養讀者堅實的理論功底。如果書中能包含一些曆史性的CFD應用案例，比如早期的航空器設計或者核反應堆流體分析，那將極具啓發性。同時，我也希望書中能對CFD研究中存在的挑戰和局限性進行客觀的評價，比如計算成本、模型精度等問題，這能幫助讀者更理性地看待CFD技術。

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