高聚物的结构与性能 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:陈平

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:2005-7

价格:28.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502567163

丛书系列:

图书标签:

• 高分子科学
• 高分子材料
• 聚合物结构
• 聚合物性能
• 材料科学
• 高分子物理
• 高分子化学
• 工程塑料
• 橡胶
• 塑料

现代计算流体力学在航空航天工程中的应用 书籍简介 本书旨在为航空航天领域的工程师、研究人员和高级学生提供一本全面而深入的指南，聚焦于现代计算流体力学（CFD）方法在解决复杂气动、热力学和燃烧问题中的前沿应用。我们避开了对基础微分方程的冗长推导，转而强调CFD模型如何与实际工程需求对接，以及如何有效利用高性能计算资源来应对跨尺度、多物理场耦合的挑战。 第一部分：CFD基础与现代求解器架构 本部分首先对CFD的核心理论进行了精炼回顾，重点放在了对非线性偏微分方程的数值离散方法（如有限体积法、有限元法及其混合方法）的适用性分析。我们深入探讨了亚音速、跨音速和高超音速流动的特定数值挑战，例如激波捕捉、边界层分离的处理，以及网格质量对收敛性和精度的决定性影响。 一个关键章节专门讨论了现代工业级CFD求解器的设计哲学。这包括对并行计算（MPI、OpenMP）的效率考量，以及如何构建能有效利用GPU加速的计算内核。我们详细分析了定常与非定常问题的求解策略，特别是针对大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）的特定时间积分方案和时间步长控制机制。此外，本书还对湍流模型进行了批判性评估，超越了标准的$k-epsilon$和$k-omega$模型，深入讲解了剪切应力可输运（SST）模型、雷诺应力模型（RSM）以及基于非线性RANS方程的先进模型在复杂流动分离和再附着区域的性能差异。 第二部分：高超音速空气动力学与稀薄气体效应 高超音速飞行（马赫数$Ma > 5$）对流体力学提出了前所未有的挑战。本部分集中讨论了如何处理由高焓、化学反应和热力弛豫效应引起的问题。我们详细阐述了化学反应流动的求解策略，包括有限速率化学模型（如Zeldovich机制、Grime机制）与Navier-Stokes方程的耦合方法。对于极高马赫数或稀薄大气层中的飞行器（如再入飞行器），分子动理学方法变得至关重要。本书对标准的Euler/Navier-Stokes方程的适用性界限进行了清晰界定，并重点介绍了气体动力学（DSMC）方法在过渡流（Knudsen数介于0.1到10之间）中的实际操作和结果解读。 在几何构型方面，本书包含了详细的案例研究，涵盖了激波/边界层干扰、钝体再入过程中的分离流动控制，以及吸气式高超音速推进系统（如冲压发动机）的内流场分析。特别关注了由高热流密度导致的材料热防护系统（TPS）的耦合分析，即气动加热与固体传热的紧密结合。 第三部分：先进推进系统中的燃烧与多相流模拟 现代航空发动机的效率提升越来越依赖于对燃烧过程的精确模拟。本部分转向了推进系统内部的复杂流动。对于火焰稳定性和污染物排放控制，本书侧重于火焰面模型（如FSDM、G-Equation模型）与RANS方法的结合，以及对更精细的火焰结构解析（如使用详细化学动力学和谱方法）。 在涡轮机械内部，叶片载荷分布和温度场的准确预测至关重要。我们探讨了如何处理高压涡轮叶片周围的高密度、高转速带来的旋转效应（如离心力和科里奥利力）对边界层流动的影响，以及如何通过CFD优化叶片气动/热力学设计以提高效率并降低热载荷。 此外，本部分对复杂的多相流问题进行了深入探讨，这在火箭发动机的喷雾燃烧和涡轮风扇的防喘振裕度分析中至关重要。涵盖了欧拉-欧拉（Euler-Euler）框架下的颗粒或液滴离散相模型，以及更精细的欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）方法，特别是在处理液滴雾化、蒸发和燃烧的相互作用时。 第四部分：网格生成、数据可视化与后处理的工程实践 即使是最先进的求解器，也无法弥补糟糕的输入数据。本书的最后一部分着重于CFD工作流程中的关键工程环节。我们详细对比了结构网格、非结构网格、混合网格（Chimera/Overset）以及基于CAD数据的体积分步网格（Cartesian/Cut-Cell）的优缺点，并提供了构建高品质网格的实用技巧，尤其是在处理复杂几何体和解析界面（如旋转机械与静子之间的接触面）时。 数据可视化和不确定性量化（UQ）是现代工程决策的核心。我们介绍了先进的后处理技术，包括基于拓扑数据分析（TDA）的流动特征提取、涡核识别算法（如$lambda_2$判据），以及如何利用高维数据降维技术来有效地呈现和解释TB级别模拟结果。最后，本书强调了如何将CFD结果与实验数据（如PIV、热电偶阵列）进行严格对比和验证，从而建立可靠的工程预测模型。 目标读者 本书适合于具有流体力学或航空工程背景的研究生、博士后研究人员，以及在航空航天、汽车设计、能源工程领域中从事气动布局优化、推进系统设计和热管理工作的专业工程师。掌握基础的数值方法知识将有助于更好地理解和应用书中的高级内容。

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本书在对高分子形态学，特别是结晶行为的描述上，展现了深厚的功力。从拉伸诱导的双轴取向到深冷条件下的链段弛豫，作者对不同加工工艺如何影响最终材料微观形貌的阐述，达到了令人信服的深度。书中对于X射线衍射和红外光谱在确定结晶度及取向度上的应用，提供了详尽的谱图解读指南，这些内容对于材料表征工作者来说，是极其宝贵的实操参考。美中不足的是，在处理高分子共混物的相容性问题时，理论框架似乎主要集中在热力学驱动力上，而对于界面张力、链段缠结以及动态混合过程中的流变学效应的关联性探讨，显得略为单薄。在实际工业生产中，共混物的界面行为往往是决定最终宏观性能的关键，期待未来版本能更深入地整合这些多尺度的耦合机制。

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阅读体验上，这本书的行文风格非常冷静、客观，几乎没有使用任何煽情或主观的修辞，这对于需要精准获取信息的工程师和研究人员来说无疑是优点，它保证了信息的纯净度。每一个概念的定义都极为严谨，生怕产生任何歧义。但坦白讲，对于那些刚刚踏入高分子科学领域的年轻读者而言，这种过于“干燥”的表达方式，可能会成为一个不小的门槛。例如，在解释“拓扑异构性”时，作者的描述虽然精确无误，但缺少了一种能够帮助读者建立直观感知的桥梁。我常常需要在脑海中反复构建这些抽象的分子排列模型，才能真正“看见”作者笔下的世界。如果能在关键理论点后，穿插一些简短的、比喻性的阐述，哪怕只是一个精妙的小插曲，想必能大大提升阅读的流畅性和知识的留存率，避免读者在细节的海洋中迷失方向。

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这本书的装帧设计相当考究，封面选用了哑光处理的深蓝色纸张，手感厚实而富有质感，中央的烫金书名在光线下闪烁着低调的光芒，透露出一种严谨的学术气息。内页的纸张选择也颇为用心，米白色泽有效减轻了长时间阅读带来的视觉疲劳，字体的排版清晰疏朗，即使是复杂的化学结构式也能一目了然。不过，我注意到在一些涉及高分子链段运动的章节中，插图的精细度似乎略有不足，部分示意图的线条略显粗糙，对于初学者来说，可能需要结合其他图谱资料才能完全领会其微观动态。尤其是在讨论玻璃化转变温度（Tg）与分子量分布关系的那一部分，如果能增加一些更具立体感的模拟图像，或许能让理论的阐述更为生动有力。总体而言，这是一本在物理层面具有很高制作水准的教材，看得出出版方在实体书的呈现上下了真功夫，让人愿意捧在手里细细品味。

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这本书的叙事逻辑构建得如同精密的工程蓝图，从最基础的单体结构单元讲起，层层递进，逐步剖析到复杂大分子体系的宏观性能表现。作者在铺陈理论时，似乎有一种强烈的匠人精神，每一个公式的推导都力求详尽无遗，每一个实验现象的解释都追溯到了最本质的物理化学原理。我尤其欣赏它对“结构决定性能”这一核心思想的贯彻始终，没有流于空泛的描述，而是通过大量的定量分析和对比实验数据来支撑观点。然而，在涉及现代高分子材料的应用案例部分，内容略显保守，更多地聚焦于经典的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等传统材料的深入探讨。对于近年来迅速崛起的新型功能高分子材料，例如自修复聚合物或者智能响应性水凝胶的最新进展，讨论深度稍显不足，这使得这本书在紧跟材料科学前沿步伐上，稍稍落后了一步，更像是一部扎实的“奠基之作”而非“前沿导览”。

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我必须承认，这本书的参考文献列表极其详尽且权威，几乎涵盖了该领域过去几十年最重要的奠基性文献，这体现了作者深厚的学术积累和严谨的治学态度。每一章末尾的推荐阅读清单，都是一份精心筛选的“必读”书单，为读者指明了深入探索的路径。然而，在某些涉及计算化学模拟的部分，比如分子动力学模拟在预测高分子松弛时间上的应用，书中的介绍更偏向于对结果的展示和宏观物性的关联，而对底层算法和参数设置的敏感性分析着墨不多。这使得对于希望掌握先进模拟工具的学生来说，这本书更像是一个“结果报告”，而非“方法论教学”。要真正掌握这些前沿的计算技术，读者可能需要转向更专业的软件手册或专著，这本书在连接理论与尖端计算工具的过渡环节上，尚有提升空间。

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