Computation of Unsteady Internal Flows pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Tucker, Paul G.

出品人:

页数:374

译者:

出版时间:2001-5

价格:$ 375.16

装帧:HRD

isbn号码:9780792373711

丛书系列:

图书标签:

计算流体力学
非定常流
内流
数值方法
湍流模型
有限体积法
CFD
传热
流体动力学
工程应用

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具体描述

Computation of Unsteady Internal Flows provides an in-depth understanding of unsteady flow modeling and algorithms. This understanding enables suitable algorithms and approaches for particular fields of application to be selected. In addition, the understanding of the behavior of algorithms gained allows practitioners to use them more safely in existing codes, enabling meaningful results to be produced more economically. Features of Computation of Unsteady Internal Flows: * Specialized unsteady flow modeling algorithms, their traits, and practical tips relating to their use are presented. * Case studies considering complex, practically significant problems are given. * Source code and set-up files are included. Intended to be of a tutorial nature, these enable the reader to reproduce and extend case studies and to further explore algorithm performances. * Mathematical derivations are used in a fashion that illuminates understanding of the physical implications of different numerical schemes. Physically intuitive mathematical concepts are used. * New material on adaptive time stepping is included. GBP/LISTGBP Audience: Researchers in both the academic and industrial areas who wish to gain in-depth knowledge of unsteady flow modeling will find Computation of Unsteady Internal Flows invaluable. It can also be used as a text in courses centered on computational fluid dynamics.

好的，以下是一份图书简介，内容不涉及《Computation of Unsteady Internal Flows》这本书的任何信息，专注于流体力学、计算方法和相关领域的其他主题： --- 《湍流模型与高精度数值模拟：湍流方程的求解与应用》图书简介本书深入探讨了湍流流动的复杂性、现代湍流模型的发展及其在复杂工程问题中的应用，并聚焦于高精度数值计算方法在模拟这类复杂流动中的关键作用。湍流，作为流体力学中最具挑战性的现象之一，其随机性、多尺度性和对动量与能量输运的显著影响，使得准确预测和控制湍流行为成为航空航天、能源、环境等多个工程领域的核心难题。第一部分：湍流流动的物理基础与基本方程本书首先系统回顾了湍流流动的基本特征，包括速度脉动、涡旋结构、能量级串以及统计学描述方法。我们将详细分析雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程的推导过程，重点阐述湍流应力项带来的封闭性问题，这是所有湍流模型构建的起点。随后，将深入介绍大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）的基本原理、适用范围及其在捕捉不同尺度湍流结构上的优劣。第二部分：现代湍流模型的构建与评估本部分是全书的核心，旨在为读者提供一套全面的湍流模型知识体系。我们将分类阐述主流的RANS模型，包括零方程模型（如混合长度模型）、一方程模型（如 Spalart-Allmaras 模型）和两方程模型（如 $k-epsilon$ 模型及其改进型 $k-omega$ SST 模型）。对于这些模型的数学结构、对数律层和壁面近区处理方法的细节进行深入剖析，并讨论它们在处理分离流、再附着和强烈压力梯度条件下的局限性。此外，本书对更先进的LES模型进行了详尽的讨论，特别是亚网格尺度（SGS）模型的构建，例如 Smagorinsky 模型、动态Smagorinsky模型以及基于滤波的局部模型。我们将比较这些模型在处理壁面边界层湍流和自由剪切流时的表现差异。第三部分：高精度数值方法与求解策略湍流模拟的准确性在很大程度上依赖于所采用的数值方法。本部分将介绍用于求解 Navier-Stokes 方程的高精度空间离散技术。重点讨论有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）在处理对流项时的稳定性与精度权衡。在时间积分方面，本书详细介绍了隐式与显式时间步进方案，特别关注处理大时间步长下的稳定性问题，以及如何利用分离式求解器（如 SIMPLE 或 PISO 算法的变体）处理流场中速度与压力的耦合。对于 LES 等需要更精细时间分辨率的模拟，我们还将探讨基于特征线的投影法和高阶Runge-Kutta方法的应用。第四部分：边界处理与网格生成技术准确模拟湍流流动需要精确处理固壁边界。本书将区分处理层流边界层和湍流边界层的不同策略。对于 RANS 模拟，我们将详细讨论壁面函数（Wall Functions）的理论基础、适用条件及其误差来源。对于 LES 和 DNS，则必须采用贴壁网格，本书将介绍如何构建满足 $y^+ approx 1$ 要求的近壁网格，并讨论边界条件（如无滑移条件、周期性边界条件）的精确施加。在网格生成方面，本书将重点介绍适应复杂几何的非结构化网格生成技术，以及如何利用基于梯度的重构技术提高数值解的精度，同时探讨网格质量对收敛性和物理结果保真度的影响。第五部分：应用案例与前沿研究方向本书的最后一部分将通过具体的工程案例展示所介绍模型的实际威力。我们将涵盖内部绕流（如管道内完全发展湍流的压力损失预测）、外部气动布局（如翼型上表面的湍流边界层分离预测）以及热交换器中的流动混合增强等主题。最后，本书展望了湍流建模的前沿发展，包括混合RANS/LES方法（如 $ ext{DES}$ 和 $ ext{IDDES}$）、基于数据驱动（机器学习）的湍流模型修正方法，以及在可压缩与化学反应流中的湍流模拟挑战。本书特点：理论与实践并重：深入阐述各种湍流模型的数学推导，并配以大量的数值算例分析，帮助读者理解模型选择的物理依据。覆盖面广：从经典的RANS到前沿的LES，为研究人员和工程师提供了完整的湍流模拟工具箱。强调高精度：详细讲解了确保数值解可靠性的关键技术，如高阶空间离散和稳健的时间积分策略。本书适合高等院校研究生、从事计算流体力学（CFD）研发的工程师、科研人员以及希望深入理解湍流物理和数值模拟技术的专业人士阅读。 ---