高等工程传热学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力

作者:黄素逸

出品人:

页数:326

译者:

出版时间:2006-12

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787508348711

丛书系列:

图书标签:

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好的，这是一份关于一本名为《高等工程传热学》的图书的详细简介，旨在不包含该书内容的任何信息，而是描绘一个完全不同领域的专业书籍。 --- 《现代流体力学与湍流控制导论》 图书简介 本书旨在为航空航天、土木工程、化学工艺以及气象学等领域的科研人员、高级工程师和研究生提供一个全面而深入的视角，聚焦于流体力学这一复杂且至关重要的学科分支，特别是湍流现象的解析、建模与主动/被动控制技术。 在全球工程实践中，流体运动的有效预测和精确控制是实现高效率、低能耗和结构安全性的核心瓶颈。《现代流体力学与湍流控制导论》摒弃了对基础流体力学原理（如纳维-斯托克斯方程的简单推导）的冗长叙述，而是直接切入当代研究的前沿领域，致力于提供解决实际工程难题的先进工具和理论框架。 全书共分为五大部分，结构紧凑，逻辑严密，强调理论深度与工程应用之间的无缝衔接。 --- 第一部分：高阶流场解析与非线性动力学基础（约 300 字） 本部分首先回顾了在极端物理条件下（如高超音速流动、微尺度效应显著的内部流）对纳维-斯托克斯方程组进行简化和修正的必要性。重点探讨了延迟弗拉德拉夫（Lagrangian-Eulerian Hybrid）方法在处理复杂边界条件下的优势。 随后，书籍深入剖析了湍流的相干结构（Coherent Structures）理论，特别是湍流边界层中的“准周期性”涡旋列（Quasi-Periodic Vortical Structures）的识别与量化。引入了动态模态分解（Dynamic Mode Decomposition, DMD）及其扩展形式（如平衡态DMD和高阶SVD）在识别系统主导模态（Dominant Modes）上的应用，为后续的控制策略奠定基于数据驱动的分析基础。章节中详细阐述了如何利用时间序列分析技术，区分流场中的背景噪声与真正的物理不稳定模态。 第二部分：湍流模型的数值构建与验证（约 400 字） 本部分聚焦于当前主流工业界和学术界广泛使用的湍流建模技术，重点不在于基础的RANS（雷诺平均纳维-斯托克斯）模型，而是其高精度和高保真度的修正与扩展。 详细介绍大涡模拟（Large Eddy Simulation, LES）的离散化技术，包括混合模型（Hybrid RANS-LES）的选择标准和界面处理的数值稳定性问题。特别针对浮力驱动流动和旋转流场中的亚网格尺度（Subgrid Scale, SGS）模型进行了深入比较，提出了适用于非均匀网格分布下SGS模型参数的自适应校准方法。 对于计算成本极高的直接数值模拟（Direct Numerical Simulation, DNS），本书精选了若干典型的、具有教学意义的算例（如平板边界层回弹现象、槽道流的通道反转），展示了如何利用高性能计算集群（HPC）高效求解，并强调了网格质量与时间步长对湍流能谱捕获精度的影响。此外，还引入了概率密度函数（PDF）方法在处理化学反应流中湍流混合不确定性时的优势分析。 第三部分：主动流场控制的反馈机制设计（约 400 字） 这是本书的核心应用部分，系统地探讨了如何通过外部干预手段，对目标流场进行精确的扰动与抑制。控制策略的选取基于第二部分对流场主导模态的识别结果。 详细阐述了基于线性反馈的控制（Linear Feedback Control），包括H-无穷（H-infinity）控制在保证系统稳定裕度下的设计流程。对于非线性流场，重点讨论了模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）的应用，通过滚动优化预测未来短时间内的流场演化，并实时调整执行器输入。执行器技术方面，详细分析了等离子体激励器（Plasma Actuators）和吹吸（Synthetic Jet Actuators）的物理机制、有效作用范围及其在减小飞机机翼阻力方面的具体工程部署方案。 书中包含了一章专门关于传感器融合技术，讨论如何整合皮托管阵列、PIV（粒子图像测速）数据和热电偶阵列，以提供鲁棒且低延迟的流场状态反馈信号，确保控制闭环的有效性。 第四部分：被动控制与结构耦合效应（约 250 字） 本部分关注结构几何形状和表面修饰对流场特性的影响。重点分析了超材料（Metamaterials）在声学和流体控制中的新兴应用。 深入探讨了仿生学设计，特别是模仿鲨鱼皮肤纹理（Riblet Structures）以减小摩擦阻力的机理，并提供了从微米级几何参数到宏观减阻性能的定量关系模型。在结构动力学方面，讨论了流固耦合（Fluid-Structure Interaction, FSI）问题中，柔性结构振动如何反作用于流动，以及如何利用这种耦合现象来实现被动减振或涡流抑制（如利用柔性尾翼抑制尾流摆动）。 第五部分：先进计算方法的未来展望（约 150 字） 最后一部分展望了流体力学计算的前沿方向。重点介绍了物理信息神经网络（PINNs）在求解逆问题（如从部分边界测量反推内部速度场）中的潜力。讨论了如何将传统求解器与深度学习方法相结合，以加速迭代过程并提高复杂边界条件下的求解精度。本书鼓励读者将所学的高级分析工具应用于下一代航空器设计、高效换热器（此处为概念而非具体传热内容）和环境气流模拟等领域。 --- 适用对象： 机械工程、航空航天、应用数学、计算物理等专业的研究生、博士后以及从事复杂流动控制研究的资深工程师。本书假设读者已具备扎实的经典流体力学和数值分析基础。

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我花了相当长的时间去研究这本书的逻辑结构和章节过渡，发现它在知识体系的构建上，有着极为深厚的功力。它并非简单地罗列公式和定义，而是采用了一种“由宏观现象入手，逐步深入到微观机理”的递进式教学方法。开篇对传热基本定律的阐述，非常注重历史背景和物理直觉的培养，而不是直接抛出傅里叶定律，这种循序渐进的方式极大地降低了初学者的心理门槛。后续章节对流传热的讨论，更是将经验关联式和理论分析模型糅合得天衣无缝，让人明白工程实践中的权衡艺术。特别是对于复杂边界条件下的求解，作者没有采用那种一笔带过的处理方式，而是详细拆解了每一步的物理假设和数学推导，这使得读者能够真正理解“为什么”会得到这样的解，而不是死记硬背一个结论。这种严密的逻辑链条，让我在面对实际工程问题时，能够自信地构建自己的分析模型。

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这本书的习题设计简直是“魔鬼级别”的精妙，我必须承认，很多习题的难度远超我们学校期末考试的要求，但正是这种挑战性，才真正磨炼了我们的能力。它巧妙地设置了大量的“概念应用型”和“参数敏感性分析型”题目。前者要求你不仅仅是代入数值，而是要深入思考某个参数变化如何影响传热效率，比如，改变材料的热导率对整个系统的稳态温度分布有何本质影响。后者则更侧重于数值计算和结果的工程解释。我尤其欣赏其中几道关于非均匀热源和瞬态响应的题目，它们迫使我必须跳出标准的解析解框架，去思考更具现实意义的数值模拟思路。做完这些习题，我感觉自己对热力学和流体力学的交叉理解又上了一个台阶。对于想在传热学领域深耕的读者来说，这本书的习题部分价值堪比一门高级研讨课。

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阅读体验中，我对作者行文的“语气”和“态度”印象非常深刻，它仿佛不是一个冷冰冰的知识传递者，而是一位经验极其丰富、对学科充满热情的资深工程师在跟你对话。作者在解释一些复杂的物理现象时，会不自觉地流露出一种对自然规律的赞叹，这种人文情怀的融入，极大地提升了阅读的趣味性。他会用一些形象的比喻来解释抽象的概念，比如将热流密度比作水流的急迫程度，将边界层厚度比作信息传播的范围。这种“人情味”让原本枯燥的工程计算变得生动起来。而且，书中对于公式的推导常常附带有“工程师的注释”，指出在哪些工况下这个近似是安全的，在哪些情况下必须谨慎使用，这种基于实践经验的提醒，远比教科书上那些标准化的警告要有效得多，让人感觉自己正在学习的不仅是科学，更是宝贵的工程智慧。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，硬壳精装，纸张的质感也相当不错，那种沉甸甸的感觉，拿在手里就有一种对知识的敬畏感。封面设计简洁而不失大气，淡雅的色调配上精密的工程图样，一下子就抓住了核心——严谨与深度。我个人比较看重书籍的物理呈现，毕竟是需要反复翻阅的工具书，良好的装帧能大大提升阅读体验。内页的排版也相当清晰，公式用醒目的黑体字突出显示，图表的清晰度和分辨率都达到了专业水准，这对于理解复杂的物理过程至关重要。很多教材在图表细节上偷工减料，导致我们必须对照原文才能勉强看懂，但这本书在这方面做得非常到位，即便是第一次接触这些内容的读者，也能很快找到重点。而且，书脊的粘合处理得很牢固，完全不用担心翻开大角度时会散页，这点对于需要摊开来对照笔记和习题的理工科学生来说，简直是福音。这本书的整体观感，已经超越了一本普通的教材，更像是一件值得收藏的工程学典籍。

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从内容覆盖的广度来看，这本书的表现绝对是超乎预期的全面。它不仅囊括了导热、对流、辐射这三大传热模式的经典内容，还对一些前沿或交叉领域进行了扎实的介绍。例如，关于微纳尺度的传热问题，书中用了专门的章节进行了探讨，虽然深度可能不如专门的微纳传热书籍，但作为一本综合性的工程教材，它给出了一个非常清晰的入门视角，让我们知道在这些新兴领域，传统的宏观理论需要进行怎样的修正。此外，对换热器设计与优化方面的讨论，也结合了实际工业案例，这使得书中的知识不再是孤立的理论，而是可以直接指导工程实践的工具。这种兼顾基础深度与应用广度的平衡感，是很多专业书籍难以做到的。

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