具体描述
本书从电磁兼容性的基本原理出发，充分考虑其工程应用背景，系统地介绍了电磁兼容的基
础知识，控制电磁兼容性的策略和方法。抑制电磁干扰的相关技术．书中既有理论分析与基本原
理阐述，又有预测示例和工程应用。全书内容丰富。深入浅出。具有较强的实用性和可读性。
本书适合电子工程、电气工程、无线电和通信工程、仪器和测试技术等专业的师生使用，也
可供涉及电磁兼容性工作的工程技术人员参考。
好的，这是一本名为《现代计算流体力学原理与应用》的图书简介，内容将聚焦于计算流体力学（CFD）的理论基础、数值方法、软件实现以及在不同工程领域的实际应用，完全避开《工程电磁兼容》的内容。 --- 现代计算流体力学原理与应用 作者： 知名流体力学与计算科学专家团队 出版社： 权威科技出版社 ISBN： [此处留空或假设一个编号] 页数： 约 800 页 定价： [此处留空或假设一个价格] --- 内容概述 《现代计算流体力学原理与应用》是一部全面、深入且注重实践的专著，旨在系统地介绍计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）的核心理论框架、先进的数值算法、高效的求解技术以及在航空航天、能源、环境、生物医学等前沿工程领域的广泛应用。本书面向高年级本科生、研究生、科研人员以及需要将CFD作为工具应用于复杂工程问题的工程师，提供了一个从基础物理到前沿建模的完整知识体系。 本书的独特之处在于其平衡了理论的严谨性与工程实践的可操作性。它不仅详述了纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程的数学本质和守恒律的表达形式，更细致剖析了当前主流的离散化技术，包括有限体积法（FVM）、有限差分法（FDM）和有限元法（FEM）在处理复杂几何和多相流问题时的优缺点及具体实施细节。 全书结构严谨，层层递进，力求使读者不仅掌握“如何使用”商业软件，更能理解“为何如此求解”，从而具备自主开发或优化CFD求解器的能力。 详细章节内容导览 第一部分：流体力学基础与数值方法导论 第 1 章：流体力学基本原理回顾 本章首先回顾了流体力学的基础概念，包括流体的分类（牛顿流与非牛顿流）、运动学与动力学描述（物质导数、应力张量），并详细推导了不可压缩和可压缩流动的守恒方程组——连续性方程、动量方程（N-S方程）和能量方程。特别强调了边界条件（如无滑移、透射、周期性边界）在物理问题定义中的关键作用。 第 2 章：CFD的数学本质与模型选择 深入探讨了描述流动的偏微分方程（PDEs）的特性，如椭圆型、抛物线型和双曲型方程。重点分析了N-S方程的对流项、扩散项和压力梯度项的数学特征，并解释了为什么湍流问题必须引入额外的湍流模型（如RANS、LES或DNS）来封闭方程组。 第 3 章：离散化技术：从连续到离散 本章是全书的核心之一，详细介绍了将连续方程转化为代数方程组的数值技术。 有限体积法（FVM）： 详细阐述了FVM的守恒性优势，网格划分（结构网格、非结构网格）的生成，以及通量（Flux）的计算策略，如迎风格式、中心格式和高阶插值格式（MUSCL）。 有限差分法（FDM）： 介绍其在规则几何体上的应用，并讨论了其在处理复杂边界时的局限性。 有限元法（FEM）： 概述了FEM在流体问题中的基本框架，特别适用于复杂几何变形和高阶精度要求的场合。 第二部分：求解算法与收敛性控制 第 4 章：压力-速度耦合算法 本章专门解决不可压缩流动的核心难题：如何耦合连续性方程（无显式压力方程）与动量方程。详细解析了SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations) 算法的演化过程，包括PISO、SIMPLEC及其在瞬态问题中的应用。讨论了线性方程组的求解策略，如代数多重网格（AMG）方法。 第 5 章：高精度与瞬态求解技术 针对高马赫数（可压缩流）和需要解析湍流细节的场合，本章介绍了： 时间离散化： 显式、隐式和混合式时间推进方法，以及CFL条件对稳定性的影响。 高精度空间离散： 不易处理激波和边界层的高分辨率格式，如ENO/WENO格式的原理。 算子分裂法： 如何有效地将对流、扩散和压力项分开求解。 第 6 章：网格生成与适应性 网格质量对CFD结果的准确性和收敛性至关重要。本章涵盖了： 网格生成技术： 结构网格、非结构网格（四面体/多面体网格）和混合网格的生成流程。 边界层处理： $y^+$值的精确控制和$y^{+}$无关的湍流模型应用。 网格自适应（Adaptive Mesh Refinement, AMR）： 基于误差指示函数动态加密网格的实现方法。 第三部分：高级物理模型与多相流 第 7 章：湍流建模的深度解析 本章超越基础的$k-epsilon$模型，深入探讨更先进的湍流封闭方法： $k-omega$ SST 模型： 及其在预测复杂分离流中的优势。 混合RANS/LES方法： 如何在关键区域采用大涡模拟（LES）提高精度，同时在远场保持RANS的计算效率。 壁面函数与低雷诺数模型： 针对不同工程需求的壁面处理策略。 第 8 章：多相流的数值模拟 多相流是现代工程中的常见挑战。本章系统比较了不同方法的适用性： 欧拉-欧拉模型（E-E）： 适用于颗粒浓度不高的分散相系统，重点介绍相间动量和能量交换的耦合。 欧拉-拉格朗日模型（E-L）： 适用于轨迹跟踪，如稀相颗粒物和污染物扩散。 界面捕捉技术： 详细介绍VOF（Volume of Fluid）、Level Set方法在处理自由液面流动（如倾倒、波浪）中的原理与数值实现。 第 9 章：化学反应流与燃烧模拟 探讨如何将化学反应动力学融入流体力学框架。包括反应速率方程的求解、火焰的数值模拟方法（如有限速率化学模型、混合比例扩散模型）以及在燃气轮机和内燃机中的应用实例。 第四部分：工程应用与后处理 第 10 章：热力学与传热传质 关注辐射、对流和传导的耦合计算。讨论如何将能量方程与流场、化学反应耦合，以及在复杂几何中精确计算表面辐射换热的方法。 第 11 章：工业CFD案例分析 精选多个具有代表性的工程案例进行深入剖析，展示CFD在实际问题解决中的效能： 航空航天： 翼型绕流的升阻力预测与气动噪声分析。 能源工程： 换热器内部流动优化与核反应堆冷却剂流动分析。 环境工程： 城市通风模拟与污染物扩散预测。 生物医学： 血液动力学（如动脉瘤建模）与呼吸道流动模拟。 第 12 章：结果验证、评估与不确定性量化（UQ） 强调CFD应用的科学严谨性。详细介绍如何通过实验数据（PIV, LDA）或解析解进行解的验证（Verification） 和模型的确认（Validation）。引入不确定性量化（UQ）的概念，评估输入参数和模型选择对最终预测结果的影响范围。 本书特色 1. 理论深度与实践广度并重： 既有对N-S方程数值解法的深入推导，又有大量篇幅讲解主流商业软件（如Ansys Fluent, OpenFOAM）背后的算法逻辑。 2. 算法实现导向： 提供了多种核心算法的伪代码或简化的C++结构，便于读者理解和尝试自行编程实现。 3. 面向前沿： 涵盖了LES、VOF、自适应网格等当前CFD研究的热点方向。 4. 图表丰富： 配有大量流场截图、网格质量图和收敛性曲线，辅助读者直观理解抽象的数值概念。 通过学习本书，读者将能够熟练地驾驭现代CFD工具，并具备独立分析和解决复杂工程流动问题的能力。
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