传热学学习指导及典型习题分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力出版社

作者:周根明

出品人:

页数:211

译者:

出版时间:2004-8

价格:21.0

装帧:平装

isbn号码:9787508323992

丛书系列:

图书标签:

• 试题
• 传热学
• 传热
• 学习指导
• 习题
• 工程热物理
• 传导
• 对流
• 辐射
• 热工
• 教材

好的，这是一份不包含《传热学学习指导及典型习题分析》内容的图书简介： --- 《现代工程流体力学：从理论到应用》 导言：流体世界的奥秘与工程实践的基石 在现代工程科学与技术的广阔图景中，流体力学无疑占据着核心地位。它不仅是理解自然现象如天气变化、血液流动的基础，更是驱动工业进步的关键技术支撑，从航空航天器的气动设计到微纳尺度的流体控制，无处不在。 本书《现代工程流体力学：从理论到应用》，旨在为工程师、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且具有高度工程实践指导意义的流体力学知识体系。我们摒弃了纯理论推导的冗长与枯燥，而是将重点聚焦于如何利用成熟的流体力学理论框架，解决真实世界中遇到的复杂工程问题。 全书共分为七大部分，结构严谨，逻辑清晰，力求在理论的深度与应用的广度之间达到完美的平衡。 --- 第一部分：流体力学基础与控制方程的建立 本部分是构建读者对流体力学理解的基石。我们从流体运动学的基本概念入手，清晰界定了连续介质假设的适用范围。重点在于雷诺输运定理 (Reynolds Transport Theorem) 的深入剖析及其在宏观系统分析中的关键作用。 随后，我们将详细推导和讨论流体运动的三个核心控制方程： 1. 连续性方程 (Conservation of Mass)：从微分形式到积分形式的完整演绎，强调了流场守恒性的物理意义。 2. 动量方程 (Conservation of Momentum)：以牛顿第二定律为基础，详细解析了牛顿流体和非牛顿流体的应力张量表达，并引入了欧拉方程和纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes Equations, N-S 方程）的完整形式及其在笛卡尔、圆柱和球坐标系下的表达。 3. 能量方程 (Conservation of Energy)：聚焦于流体热力学过程，讨论了粘性耗散项和机械能耗散项的引入，为后续的流热耦合分析奠定基础。 本部分特别设置了“方程的物理诠释”章节，通过大量的工程实例说明，如何根据实际工况（如不可压缩性、定常流、等熵流等）对方程进行恰当的简化，这是从复杂数学模型回归工程可解性的关键一步。 --- 第二部分：无粘流体与经典流场分析 在处理复杂的粘性效应之前，本部分首先探讨了理想化的无粘流体模型。尽管是简化模型，但它在许多高超声速流动和高速外部流动的初步设计中仍具有不可替代的价值。 伯努利方程的普适性与局限性：不仅仅是形式上的罗列，而是深入讨论了其适用的严格条件和在实际工程中如何进行修正以应对摩擦和能量损失。 势流理论 (Potential Flow Theory)：详细介绍了速度势和流函数，以及如何利用共形映射（Conformal Mapping）技术来求解复杂边界下的二维流动问题，例如翼型绕流的初始设计分析。 升力和阻力计算：基于经典的库塔-儒科夫斯基（Kutta-Joukowski）定理，演示了如何快速估算机翼和叶片的升力特性。 --- 第三部分：粘性流体基础与边界层理论 粘性效应是现代工程流体力学中最具挑战性也最关键的部分。本部分深入剖析了粘性流体的本构关系，并将重点放在了边界层理论上。 牛顿粘性流体：细致分析了剪切应力的产生机制，并引入了流线上的摩擦阻力概念。 普朗特边界层理论：这是本书的核心贡献之一。我们不仅推导了边界层内的简化N-S方程，还深入讲解了积分形式的动量积分方程（Karman Integral Equation）。 典型边界层分析：详细演示了如何利用普朗特-布劳修斯（Blasius）的解析解来处理平板上的层流边界层，以及如何运用湍流边界层经验关系式来估算混合层和完全湍流区域的流动特性，特别是针对工程中常见的粗糙表面效应。 --- 第四部分：流动机动性：层流与湍流的控制 本部分专门用于解决流场稳定性与过渡问题，这是从光滑流动过渡到高效能设计的关键。 层流的特征与稳定性：以平行板间的Couette流和Poiseuille流为模型，详细分析了瑞利利（Rayleigh）和泰勒-库特（Taylor-Couette）不稳定性，阐明了无量纲参数（如雷诺数、瑞利数）如何决定流动的稳定性。 湍流的本质与建模：湍流的随机性要求我们采用统计学方法。本书重点介绍了雷诺平均N-S方程（RANS）的推导，并详细比较了零阶模型（如Mixing Length Model）、一方程模型（如 Spalart-Allmaras）以及两点模型（如 $k-epsilon$ 和 $k-omega$ SST 模型）的适用场景、优点与局限性，为计算流体力学（CFD）的应用打下坚实基础。 --- 第五部分：可压缩流动的原理与应用 随着飞行器速度的提高，气体的可压缩性成为决定性能的关键因素。本部分聚焦于高马赫数流动现象。 等熵流与激波：系统阐述了等熵膨胀和压缩的特性，重点讲解了激波管理论及其在气动设计中的应用。 正激波与斜激波：基于质量、动量和能量守恒，详细推导了正激波关系式，并展示了斜激波在翼型绕流中产生的高效升力特性。 稀薄气体效应：初步介绍了克努德森数（Knudsen Number）的概念，为读者理解从连续介质到稀疏介质的过渡提供了视角。 --- 第六部分：多相流与特殊流体现象 现代工业过程往往涉及多种相态的共同流动。本部分拓宽了流体力学的应用范围。 空化现象 (Cavitation)：针对水力机械和海洋工程，详细分析了液体内部气泡的形成、生长和溃灭过程，以及空化对设备性能的破坏机制。 多孔介质流动：基于达西定律（Darcy's Law），结合渗透率和流动阻力，探讨了地下水流动、过滤和土壤力学中的应用。 微尺度与微流控：引入低雷诺数流动的概念，讨论了表面张力和毛细现象在微通道中的主导作用，为生物医学工程中的流体控制提供了理论支撑。 --- 第七部分：计算流体力学（CFD）基础与实践 本书的实践导向在最后一部分得到集中体现。我们不侧重于算法的数学证明，而是侧重于CFD模型的建立、求解器的选择与结果的后处理。 离散化方法概述：简要介绍了有限差分法（FDM）和有限体积法（FVM）的核心思想，重点说明为何FVM是处理守恒律方程的首选。 网格生成与质量评估：强调了网格质量（正交性、光滑度、均匀性）对数值解精度的决定性影响，并提供了工程中常用网格类型的优缺点分析。 工程案例分析：本书包含多个详尽的CFD案例演示，涵盖： 复杂管网的压力损失计算。 内部流动的换热增强设计。 外部绕流的阻力与升力优化。 结语 《现代工程流体力学：从理论到应用》力求成为一本“会说话”的教科书，它不仅传授知识，更培养读者运用流体力学思维解决实际问题的能力。通过严谨的理论推导、丰富的工程实例和前沿的建模方法，本书将指导读者跨越理论与实践之间的鸿沟，在工程领域取得实质性的进展。 ---

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