Semiconductor Photonics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Chua, S. J. (EDT)/ Teng, J. H. (EDT)/ Wada, O. (EDT)/ Rue, R. De La (EDT)/ Tang, X. H. (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:166

装帧:

isbn号码:9780878494712

丛书系列:

图书标签:

• 半导体光子学
• 光电子学
• 光通信
• 半导体器件
• 光学
• 材料科学
• 纳米光子学
• 集成光子学
• 激光
• 探测器

好的，这是一份关于《半导体光子学》之外的、内容翔实的图书简介，请注意，这份简介将完全侧重于其他领域，并且力求详尽，旨在避免任何提及“半导体光子学”的痕迹。 --- 《高级计算流体力学与多尺度建模：湍流、非平衡态与复杂系统仿真》 图书概述 本书是一部深入探讨现代计算流体力学（CFD）前沿理论、先进数值方法与复杂系统建模的综合性著作。它并非仅仅关注于基础的Navier-Stokes方程求解，而是聚焦于当前工程与科学领域中最具挑战性的问题：高雷诺数湍流的精确模拟、非平衡态流动现象的描述，以及跨尺度相互作用的有效集成。本书旨在为研究生、高级研究人员和工业工程师提供一套系统的理论框架和实用的计算工具集，以应对从微观分子尺度到宏观工程尺度上的复杂流动现象。 全书共分八个核心章节，内容结构严谨，逻辑递进。从基础理论的重述与拓展，到先进算法的开发与应用，再到对前沿研究方向的深入剖析，力求全面覆盖当前CFD领域的研究热点与难点。 第一部分：理论基础的深化与拓展 (Chapters 1-3) 第一章：经典流体力学理论的再审视与高阶修正 本章首先回顾了经典的连续介质假设及其在宏观尺度上的适用性。随后，引入了更高阶的流体力学理论，如Chapman-Enskog展开的更高阶项，讨论了其在描述具有显著温度梯度或高密度梯度的介质流动中的必要性。重点分析了非牛顿流体本构方程的演变，特别是粘弹性流体和剪切增稠/稀化流体的数学描述，为后续的复杂流体建模奠定基础。同时，对能量方程的边界条件处理进行了深入探讨，特别是涉及相变和辐射传热的耦合问题。 第二章：湍流建模：从雷诺平均到大涡模拟的桥梁 本章是全书的理论核心之一。我们首先对湍流的统计特性进行了详尽的阐述，包括概率密度函数、湍流矩量和尺度分离理论。在雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型方面，本书着重分析了先进的二阶矩模型（如$k-omega$ SST的局限性）及其在分离流和逆压梯度下的修正策略。 随后，我们将重点转向大涡模拟（LES）。详细介绍了亚格子尺度（SGS）模型的最新进展，包括基于物理模型的动态SGS方法和基于数据驱动的SGS模型。特别地，本章深入探讨了混合RANS/LES（如Detached Eddy Simulation, DES）的理论基础、网格依赖性问题及其在工程湍流控制中的应用潜力。 第三章：非平衡态流动的数值描述 本章处理的是超越经典平衡态假设的流动问题。我们将引入玻尔兹曼方程及其矩展开方法，如低质量数流体动力学（LMFD）和格子玻尔兹曼方法（LBM）。LBM作为一种介于分子动力学和宏观CFD之间的有效工具，其在处理复杂边界条件和多相流中的优势被详细阐述。我们讨论了LBM在动理学尺度上捕捉过渡区行为（如气体-固体界面处的滑移效应）的数学框架和数值实现细节。 第二部分：高级数值方法与计算架构 (Chapters 4-6) 第四章：高精度与高分辨率数值格式 本章聚焦于确保计算结果准确性的数值方法。我们详细分析了高阶空间离散格式，如紧致有限差分（Compact Finite Difference）、谱方法和高阶有限体积法。对于冲击波和不连续性问题，本章深入探讨了守恒律方程的熵守恒格式，如迎风格式（AUSM+, HLLC）的演进及其在高马赫数流动中的鲁棒性。此外，对非结构化网格上的高精度重建算法（如WENO、CWENO）的收敛性和精度损失进行了比较分析。 第五章：自适应网格与多分辨率技术 在处理具有精细特征或多尺度特征的问题时，固定网格的效率低下。本章系统介绍了网格自适应技术（Adaptive Mesh Refinement, AMR）。我们将讨论基于误差估计（如梯度指示函数和四阶误差估计）的局部加密策略。更进一步，本章探讨了多分辨率分析在CFD中的应用，如何有效地在不同尺度上存储和处理数据，以实现计算资源的优化分配。 第六章：大规模并行计算与GPU加速 现代CFD求解器必须依赖高性能计算（HPC）。本章专门讨论了如何将复杂的CFD算法高效地映射到大规模并行架构上。内容涵盖了领域分解技术、通信开销最小化的并行策略（如MPI的优化应用），以及利用GPU（图形处理器）加速的策略。我们将详细介绍CUDA/OpenCL编程模型在求解稀疏矩阵系统（如线性求解器）和处理网格数据结构上的优势与挑战。 第三部分：复杂系统的集成与应用 (Chapters 7-8) 第七章：多相流与界面捕获技术 本章处理涉及不同物质相（气体、液体、固体颗粒或液滴）的流动问题。我们对比了四大主流多相流模型：欧拉-欧拉模型、欧拉-拉格朗日模型、相场模型（Phase-Field）和水平集方法（Level Set）。特别关注了界面/接触线的精确追踪技术，例如，如何结合高分辨率格式来避免界面处的数值扩散或振荡。本章还包含对颗粒床流化、气液喷雾雾化等工程实例的详细建模案例。 第八章：数据驱动建模与逆向问题求解 本章将CFD与现代数据科学相结合，展望了未来的研究方向。我们探讨了如何利用高保真（Hi-Fi）仿真数据来训练低阶代理模型（Reduced Order Models, ROMs），例如基于本征正交分解（POD）和基于神经网络的ROMs。最后，讨论了如何应用贝叶斯方法和卡尔曼滤波技术，将实验或传感器数据融入到CFD模拟中，以实现对系统状态的实时校正和逆向问题（如未知源项或边界条件的确定）的求解。 目标读者 本书适合于： 计算流体力学、航空航天工程、机械工程、化学工程等领域的研究生（硕士与博士）。 从事复杂流动模拟、高保真仿真、多物理场耦合分析的工业研发工程师。 希望深入理解湍流、非平衡态物理以及HPC在科学计算中应用的科研人员。 通过本书的学习，读者将掌握从经典理论到尖端数值技术的一整套知识体系，为解决下一代工程挑战做好准备。

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