非定常空气动力计算 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:管德

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:1991-11

价格:5.50

装帧:平装

isbn号码:9787810122757

丛书系列:

图书标签:

• 空气动力学
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• 非定常流动
• 计算流体力学
• CFD
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• 航空工程
• 气动外形
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• 翼型设计
• 数值模拟

好的，这是一份关于一本名为《湍流边界层物理与数值模拟》的图书的详细简介，旨在涵盖与空气动力学、流体力学紧密相关但内容上不涉及《非定常空气动力计算》特定主题的领域。 --- 图书简介：《湍流边界层物理与数值模拟》 导论：流动复杂性的核心——湍流边界层 在流体力学和空气动力学领域，理解和精确预测湍流边界层是实现高效、可靠气动外形设计的基石。湍流不仅仅是流体运动的随机性表现，它是一种包含多尺度、多物理耦合的复杂现象。湍流边界层，作为物体表面附近流体的核心区域，直接决定了物面阻力、传热效率以及气动噪声等关键性能指标。 本书《湍流边界层物理与数值模拟》聚焦于湍流边界层这一核心挑战，旨在系统梳理其深厚的理论基础、精密的实验测量技术，并深入探讨现代计算流体力学（CFD）在解析此类复杂流动中的前沿方法。本书旨在为航空航天工程师、机械工程师、应用数学家以及从事前沿流体力学研究的研究生和专业人员提供一本全面、深入的参考手册。 第一部分：湍流边界层的基本物理机制 本部分将从最基础的流体力学原理出发，构建读者对湍流现象的宏观与微观认识。 第一章：从层流到湍流的过渡与识别 详细讨论了雷诺数在流动转捩中的关键作用，区分了自然转捩、受扰动转捩和自激湍流的机制。内容涵盖了米尔斯湍流（Mieses Turbulence）、普朗特数的边界层概念，以及边界层分离、再附着现象的物理驱动力。重点分析了流动不稳定性的李雅普诺夫指数和特征值问题在预测转捩点上的应用。 第二章：湍流统计理论与平均化方法 深入探讨了雷诺平均化（RANS）的理论框架，详细阐述了雷诺应力项的物理意义和数学描述。内容包括湍流的瞬时波动分解、各向异性分析，以及湍流能量级串理论（Kolmogorov 1/3 幂律）在惯性子区的应用。本章还对比了时间平均与空间平均方法的优劣，为后续的数值建模奠定统计基础。 第三章：湍流结构的识别与测量 聚焦于边界层内相干结构的研究，包括拟序结构（Quasi-Streamwise Vortices）、发卡涡（Hairpin Vortices）和湍流脉动。详细介绍了几种先进的实验测量技术，如粒子图像测速（PIV）和激光多普勒测速（LDV）在三维空间捕捉湍流相干结构时的原理、数据处理方法及局限性。此外，还讨论了热膜流速计（Hot-Wire Anemometry）在高频湍流脉动测量中的应用。 第四章：湍流模型基础：零阶与代数模型 系统介绍了RANS框架下最基础的湍流模型，如零阶代数模型（Baldwin-Barth, Spalart-Allmaras），着重分析了这些模型如何通过引入人工“涡粘度”来封闭雷诺应力方程。探讨了模型在处理零压力梯度（ZPG）和有限压力梯度（FPG）平板边界层时的适用性与失效点，特别关注其在预测边界层厚度和动量厚度上的精度。 第二部分：先进湍流模型与计算方法 本部分将视野从基础物理转向了高阶的数值模拟技术，特别是如何通过更复杂的输运方程来更精确地描述湍流的各向异性。 第五章：两方程湍流模型深度解析（$k-epsilon$ 与 $k-omega$） 详细剖析了基于能量和耗散率的两方程模型。对于 $k-epsilon$ 模型，着重分析了其在处理壁面附近（近壁区）的数学奇异性和修正方法（如低雷诺数修正）。对于 $k-omega$ 模型，重点讨论了其在处理壁面剪切层和具有强烈逆压梯度条件下的优越性，并引入了Menter的剪切力修正（SST）模型，解释其如何实现近壁区采用 $k-omega$ 结构，远场采用 $k-epsilon$ 结构的无缝过渡。 第六章：雷诺应力模型（RSM）的构建与挑战 RSM是求解湍流各向异性效应最直接的方法，本章深入探讨了其封闭方程的推导，包括湍流动能输运、耗散率输运以及最重要的——湍流应力运输方程。分析了RSM在处理非均匀、非平衡流动（如曲率效应、旋转效应）时的优势，同时也剖析了其在湍流扩散项建模上的困难，以及如何通过线性或非线性“ চাপের扩散项”模型进行改进。 第七章：大涡模拟（LES）与分离涡模拟（DES） 本书对高精度模拟方法进行了详尽的介绍。LES部分，重点讲解了亚网格尺度（SGS）模型的理论基础，如Smagorinsky模型及其动态模型的发展。随后，深入探讨了混合RANS/LES方法的代表——分离涡模拟（DES）。详细解析了DES如何通过引入“混合函数”在近壁区切换到RANS模式，而在自由剪切层采用LES模式来解析大尺度涡结构，极大地扩展了CFD的应用范围。 第三部分：边界层实验、流动控制与工程应用 最后一部分将理论和数值方法与实际的工程问题相结合，探讨了先进的实验诊断和主动控制策略。 第八章：实验技术在边界层诊断中的前沿应用 除了基础的PIV/LDV外，本章还讨论了更先进的实验手段，如时间分辨 PIV（TR-PIV）在捕捉瞬态流动特性方面的能力，以及高空间分辨率的表面荧光技术在识别壁面摩阻分布上的应用。特别讨论了如何利用这些技术来验证和校正CFD模型，尤其是针对流动分离点的精确识别。 第九章：湍流边界层的流动控制策略 针对减阻和气动性能提升的需求，本章详细梳理了主动与被动流动控制技术。被动控制包括表面粗糙度、梳齿结构（Riblets）的减阻机理与优化设计。主动控制则聚焦于吹吸气技术（Suction/Blowing）对边界层再附着和维持层流的效应，以及等离子体激励器（Plasma Actuators）在小尺度扰动控制中的应用机理。 第十章：工程案例分析与前沿展望 本章通过具体的工程案例，如翼型在高升阻比条件下的湍流边界层演化、压缩机叶片上的流动分离与再附着问题，展示了湍流模拟在实际工程决策中的价值。最后，对未来湍流研究的方向进行了展望，包括数据驱动的湍流建模（Machine Learning for Turbulence Modeling）和全解析直接数值模拟（DNS）在获取基础规律方面的持续作用。 --- 《湍流边界层物理与数值模拟》旨在提供一个结构严谨、内容深厚的知识体系，帮助读者跨越从理论物理到工程应用的鸿沟，掌握解析和驾驭复杂湍流流动的核心能力。

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“非定常空气动力计算”这个书名，对于我来说，代表着一种向更深层次流体力学探索的召唤。我一直认为，对流体运动的理解，离不开时间这个维度。很多关键的物理现象，如气动弹性、声振耦合、以及复杂的气动操纵，都与流动的非定常特性息息相关。如果一本教材能够系统地阐述如何进行非定常空气动力学的计算，那将极大地拓宽我的研究视野，并为我今后的研究方向提供重要的支撑。我非常关注书中在数值模拟技术方面的深度，比如它是否会涉及高精度数值格式、高效求解器、以及并行计算策略等内容。此外，一个好的学术著作，应该能够清晰地梳理清楚非定常流动背后的物理机制，并将其与具体的计算方法有机结合。我希望这本书能够成为我的一个重要参考，帮助我解决在研究中遇到的相关难题，并为我在该领域取得突破打下坚实的基础。

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当我在书架上看到一本名为《非定常空气动力计算》的书时，我的内心涌起一股莫名的激动。作为一名对航空工程充满热情的研究生，我深知在现代飞行器设计中，非定常气动力计算的重要性日益凸显。从气动弹性分析到控制系统设计，对瞬态气动载荷的精确预测，是确保飞行器安全性和性能的关键。我一直苦于找不到一本能够全面、系统地讲解这一主题的教材。这本书的名字，让我看到了希望。我期待它能够深入浅出地介绍非定常流动的基本概念，如涡动力学、瞬态边界层行为等，并在此基础上，详细阐述各种数值方法，包括但不限于有限差分法、有限体积法、有限元法在处理非定常问题时的优劣及适用性。此外，如果书中能包含一些实际工程算例，比如飞机失速、导弹掠海飞行等，并详细展示计算流程和结果分析，那将极大地提升这本书的实践价值。

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“非定常空气动力计算”这个书名，让我想起了我在大学期间接触过的流体力学课程，其中涉及到了很多关于瞬态流动的概念，比如激波、涡流的产生和演化。当时我就对这些动态过程产生了浓厚的兴趣，但受限于当时的知识水平和计算工具，我无法深入探究。现在，看到这本书的名字，仿佛打开了一扇通往更深层次研究的大门。我非常好奇这本书将如何处理非定常流动的复杂性，它是否会介绍更先进的数值方法，比如求解 Navier-Stokes 方程的隐式或显式方法，以及如何有效地处理不同尺度下的流动现象。另外，我也期待书中能提供一些关于如何进行非定常气动力分析的案例研究，例如分析直升机旋翼在不同工况下的气动特性，或者研究汽车在不同驾驶条件下产生的气动噪声。这些实际应用的探讨，将使理论知识更具指导意义。

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对于我这样一个在气动仿真领域摸爬滚打多年的工程师来说，一本关于“非定常空气动力计算”的书，其意义不亚于在一片迷雾中找到了一盏指路明灯。我们日常工作中常常会遇到各种动态的气动问题，从短暂的脉动载荷到长时间的结构振动，这些都直接关系到设计的可靠性和安全性。而传统的定常分析方法，在面对这些瞬态变化时，显得力不从心，甚至会带来误导性的结果。因此，掌握一套高效、准确的非定常气动力计算技术，是我们急需解决的痛点。我非常关注这本书在数值方法上的阐述，比如它是否会深入讲解如时间推进算法、网格自适应技术、以及如何有效地处理高频振荡等关键问题。同时，我也期待它能提供一些实际的应用案例，通过具体的工程问题，来展示非定常气动力计算的强大威力，以及如何将其转化为可操作的设计依据。这本书的名字本身就带有强烈的学术和工程价值，我希望能从它那里获得解决实际难题的新思路和新方法。

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作为一名对航空航天领域充满热情的学生，我对“非定常空气动力计算”这个标题感到由衷的兴奋。在我现有的知识体系中，对定常流动的理解已经相对深入，但对于那些瞬息万变的动态过程，我感到知识上的欠缺。例如，为什么飞机在某些特定飞行状态下会产生不稳定的振动？为什么风力机会在阵风中承受巨大的冲击？这些问题的答案，无疑都隐藏在非定常流动的复杂性之中。这本书的名字直接点明了这一研究方向，让我看到了深入探索这些迷人现象的希望。我期待它能够从最基础的物理概念出发，逐步引导读者理解非定常流动的本质，并在此基础上，深入探讨相关的数值计算方法。尤其是在算法的选取、离散化技术的应用、以及后处理分析方面，我希望能获得清晰的指导。如果书中能够包含一些经典的非定常流动算例，并进行详细的讲解，那将是极大的福利。

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读到“非定常空气动力计算”这个书名，我脑海中立刻浮现出各种动态的物理场景。想象一下，当一阵强风袭来，桥梁会如何摇摆？当飞机紧急避险时，机翼承受的载荷变化是怎样的？这些都是我一直以来充满好奇心的领域。定常流动模型虽然在很多基础研究中仍然重要，但现实世界的复杂性往往超越了这种简化。非定常流动，顾名思义，意味着流动状态会随着时间不断变化，这种变化可能发生在微观的涡结构层面，也可能体现在宏观的载荷波动上。因此，要真正理解和预测这些现象，我们就必须掌握一套能够捕捉时间演化的计算工具。这本书的名字如此直接地切中了这个核心，让我对接下来的内容充满了期待。我希望它能系统地介绍非定常流动的基本原理，以及在计算方面需要克服的技术挑战，比如如何有效地离散时间和空间，如何处理边界条件的变化，以及如何评估计算的收敛性和稳定性。

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在气动学领域，“非定常”这个词汇本身就带有一种挑战性，它暗示着流动不是静止的，而是随着时间推移而发生变化。这让我立刻联想到很多工程上的实际问题，比如飞机起降过程中的气动载荷变化，高速列车在隧道中运行时产生的气动压力波，甚至是鸟类在飞行中翅膀的复杂运动。这些都属于非定常气动力的范畴。我一直希望能够更深入地理解这些动态过程背后的物理原理，并掌握计算这些现象的有效方法。这本书的名字恰好切中了我的兴趣点。我期待它能够为我提供一个系统性的框架，来理解非定常流动为何以及如何发生，并在此基础上，详细介绍各种数值计算的理论基础和实践操作。如果书中能包含一些关于如何处理复杂边界条件、如何选择合适时间步长、以及如何验证计算结果的讨论，那将是非常有价值的。

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我对“非定常空气动力计算”这个书名感到非常好奇，因为它触及了流体力学领域一个非常核心且复杂的方面。在我看来，很多现实世界中的气动现象，如风力涡轮机叶片在湍流中的响应，或者车辆在不规则路面上的行驶，都涉及到了流动的瞬时变化，而非简单的稳态。因此，掌握非定常气动力计算的方法，对于理解和预测这些现象至关重要。我希望这本书能够提供一个清晰的理论框架，解释为什么流动会变得非定常，以及哪些物理因素会导致这种现象的发生。同时，我也对书中所介绍的数值计算技术非常感兴趣，比如它是否会深入讲解如何离散方程，如何处理时间积分，以及如何保证计算的稳定性和精度。如果书中能够包含一些关于如何将这些计算结果应用于实际工程设计，例如优化结构或改进性能的讨论，那将是锦上添花。

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这本书的名字听起来就充满了挑战，尤其是“非定常”这个词，立刻勾起了我对流体动力学深处奥秘的好奇心。我一直对那些瞬息万变的流动现象，比如飞机起降时的气动载荷变化，或者风力涡轮机在阵风中的响应，有着浓厚的兴趣。传统上，我们接触的大多是定常流动，计算相对直接，但现实世界中的很多复杂问题，都离不开对非定常流动的深入理解。这本书的出现，无疑为我们提供了一个深入探索这个领域的绝佳机会。我期待它能够揭示那些隐藏在时间维度下的复杂气动行为，让我能够更清晰地把握诸如涡脱落、失速翻转、以及声波传播等现象背后的物理机制。在工程实践中，对非定常气动力的精确预测，往往是提升飞行器安全性、性能以及降低噪声的关键，而这本书的名字精准地指向了这一核心技术难题。我希望它不仅能提供理论上的指导，更能在算法、数值方法以及实际算例方面有所突破，帮助我们跨越理论与实践的鸿沟，真正掌握非定常气动力计算的精髓。

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这本《非定常空气动力计算》的名字，立刻吸引了我，因为它直击了流体力学研究中的一个重要挑战。我一直对那些随着时间变化而表现出复杂行为的流动现象非常着迷，比如飞机在经历强烈的颠簸时机翼承受的载荷，或是高速列车进出车站时产生的气压变化。这些都属于非定常气动力的范畴。我希望这本书能够系统地梳理非定常流动的基本原理，并深入讲解如何通过数值计算来模拟这些现象。我尤其关注书中在算法和模型选择上的建议，例如在面对不同尺度和时间的非定常现象时，应该采用什么样的数值方法才能保证计算的效率和准确性。此外，如果书中能够提供一些实际工程案例，展示非定常气动力计算在解决实际问题中的应用，例如如何通过计算优化设计来减少结构疲劳，或者如何通过仿真来预测飞机的动态响应，那将极大地提升这本书的价值。

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