具体描述
《实用计算流体力学基础》对CfD软件的基本方程、数值方法和软件使用中的基本问题进行了系统阐述。共分4编。第一编着重解决实际问题的基本技能，CFD的常识性基础。第二编在有限容积法基础上。对CFD偏微分方程、数值方法和边界条件进一步深化理解，以及非稳态流场数值解应注意的问题。第三编是对湍流物理基础和湍流模型的介绍，同时，给出了在工业和工程中常用的湍流模型及其特点，并给出了一些典型算例和程序设计。第四编介绍了7个有代表性的与湍流相关的工程实际算例。
流体力学：理论与工程应用 --- 内容概述 本书旨在为读者提供一个全面、深入且贴近实际工程应用的流体力学知识体系。内容涵盖了从流体力学的基本概念、控制方程的建立与求解，到各类实际工程问题的分析与解决策略。本书特别注重理论深度与工程实践的结合，旨在培养读者严谨的科学思维和解决复杂流动问题的能力。全书结构清晰，逻辑严密，力求使初学者能够稳扎稳打地建立起坚实的理论基础，同时为有经验的工程师提供先进的分析工具和参考视角。 第一部分：流体力学的基本原理与物质本构 本部分是全书的基石，系统阐述了流体力学研究对象的基本性质和描述流体运动的数学工具。 第一章 流体运动学的基本概念： 详细介绍了流体与固体的本质区别，流体的微元分析方法（拉格朗日和欧拉描述）。引入了流场的基本描述量，如速度场、加速度场、应变率。深入探讨了流体的分类（牛顿流体与非牛顿流体），并从微观角度阐述了粘性的物理本质。本章着重于构建读者对流体运动的直观感受和数学框架的初步认识。 第二章 守恒定律与控制方程的推导： 这是全书的核心理论部分。首先，基于伽利略相对性原理和微元分析，系统地推导了流体力学的三个基本守恒定律： 1. 质量守恒方程（连续性方程）： 在不同坐标系下的表达形式及其物理意义。 2. 动量守恒方程（纳维-斯托克斯方程）： 详细剖析了其中各项的物理含义，包括惯性力、压力梯度力、粘性力与外力（如重力）。对不可压缩流体和可压缩流体的方程形式进行了区分讨论。 3. 能量守恒方程： 考虑了热传导、粘性耗散和外加做功，推导了适用于不同条件（如等熵、等温）下的能量方程。 第三章 流体的本构关系与流态分析： 深入探讨流体的应力张量与应变率张量之间的关系。详细分析了牛顿流体的线性粘性本构关系，并扩展讨论了如幂律流体、双粘度流体等常见非牛顿流体的本构模型，强调了这些模型在处理聚合物、泥浆等复杂流体时的重要性。此外，引入了流函数和涡度方程，为后续的无散流分析奠定基础。 第二部分：经典流动问题与解析解法 本部分侧重于解决具有解析解或在工程中具有里程碑意义的经典流动问题，以深化读者对控制方程物理意义的理解。 第四章 无粘流与势流理论： 考察了粘性可以忽略不计情况下的流动，即欧拉方程。重点讲解了伯努利方程的严格推导及其应用范围。系统阐述了势流理论，包括速度势和流函数，以及如何利用共形映射（如莫比乌斯变换）来解决二维定常不可压缩流动的边界值问题，特别是对翼型绕流的早期分析方法。 第五章 粘性流动的分析： 针对粘性不可避免的流动，分析了两种极端情况： 1. 层流： 详细求解了平行板间Couette流动和Poiseuille流动，分析了压力梯度对速度剖面的影响。 2. 完全发展流动： 讨论了管道中的充分发展层流，引入了摩擦因子和雷诺数概念，为管道阻力计算奠定基础。 第六章 边界层理论基础： 边界层是现代流体力学研究的核心。本章介绍了普朗特边界层理论的假设前提，推导了简化后的边界层方程。利用积分法（如卡门动量积分方程）求解了平板上的边界层厚度、摩擦力系数，并讨论了边界层分离现象及其工程意义。 第三部分：流体力学中的关键物理现象与高级课题 本部分聚焦于流体流动中几个至关重要的物理现象，并介绍了处理这些复杂问题的初步方法。 第七章 流动稳定性与湍流导论： 阐述了从层流转捩为湍流的机制，包括米尔霍夫不稳定性分析。详细介绍了湍流的统计学描述方法，如雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程的推导，以及湍流模型（如零阶、一阶模型）的基本思想，为后续的数值模拟做好铺垫。 第八章 可压缩流动基础： 针对高速流体现象，系统分析了激波、膨胀波等非等熵现象。重点讨论了等熵流动、管道中的等熵膨胀与缩流（喉道效应）。引入了马赫数概念，详细分析了亚音速、跨音速和超音速流动的基本特征，以及激波的斜激波和正激波的几何关系与能量损失。 第九章 浮力驱动流动与分层流： 探讨了密度差异对流场的影响。包括自然对流（自由对流）的基本机制，如Boussinesq近似的适用性。针对海洋学和大气科学中的分层流，引入了浮力频率和埃克曼螺旋等概念，分析了密度界面附近的流动特性。 第十/十一/十二章（应用专题）： 选取了几个重要的工程应用方向进行深入探讨： 多相流基础： 气体、液体和固体在同一系统中的相互作用，包括气液两相流的流型分类（泡状流、段塞流等）和质量守恒的应用。 流动测量与实验技术： 介绍常用的流场测量方法，如皮托管测量、皮拉尼热线风速仪、粒子图像测速（PIV）的基本原理和数据处理。 流动控制导论： 简要介绍主动与被动流控技术的基本思路，如增加表面粗糙度、利用射流等手段对边界层和分离的干预。 --- 本书特点 1. 理论的严谨性： 严格遵循守恒定律和张量分析，确保理论推导的自洽性与深度。 2. 工程的关联性： 每一基本理论的引入都伴随着至少一个明确的工程实例分析，例如水力设计中的压力损失计算、空气动力学中的阻力分析等。 3. 内容的广度： 覆盖了从经典层流到现代湍流、从低速不可压缩到高超音速可压缩流动的基础知识，为读者构建了一个多维度的流体力学认知图景。 4. 习题设置： 每章末尾配有难度适中的习题，涵盖解析计算和概念理解两方面，便于读者巩固学习效果。 本书是流体力学专业本科生、研究生，以及从事航空航天、机械、土木、环境等工程领域研究与设计人员的理想参考教材。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
用户评价
一直以来，我总觉得CFD学习的道路上充满了“坑”，稍有不慎就会陷入计算不收敛、结果不合理的怪圈。这本《实用计算流体力学基础》就像一位经验丰富的向导，为我指明了前方的道路。它在讲解CFD流程的每一个环节，都充满了作者的“血泪经验”。我最喜欢的部分是关于“收敛性与稳定性”的章节。作者详细解释了影响CFD计算收敛性的各种因素，比如时间步长、网格分辨率、数值格式的选择，甚至求解器的迭代策略，并且给出了很多实用的调试技巧。他并没有回避CFD计算中经常出现的困难，而是直面问题，并提供解决思路。例如，在讨论时间离散方法时，他会对比全隐式、半隐式、显式方法的优劣，以及如何根据流动特性选择合适的方案，避免数值不稳定性。此外，书中还专门开辟了一个章节，讲解了如何对CFD结果进行“物理合理性判别”。这对我来说太重要了！很多时候，即使计算收敛了，但得到的解却与实际物理现象相去甚远。作者通过一些经典的案例，比如冯·卡门涡街，来演示如何通过分析速度场、压力场、涡量场等来判断计算结果的可靠性，并给出了一些常用的验证方法。这本书真正做到了“授人以渔”，让我不仅学会了如何“算”，更学会了如何“判”，如何去真正理解CFD计算的物理意义。
评分作为一名在工作中经常需要接触CFD模拟的研究人员，我总是在寻找一本既能巩固基础知识，又能快速掌握实际应用技巧的书籍。这本《实用计算流体力学基础》给了我很大的惊喜。它非常注重工程实际应用，在讲解理论知识的同时，始终围绕着“如何用CFD解决实际问题”展开。例如，在讨论湍流模型时，作者并没有泛泛而谈，而是系统地介绍了RANS、LES等主流模型的原理，并详细阐述了它们各自的适用范围和局限性。更重要的是，书中提供了大量基于实际工程案例的分析，从飞机翼型的气动性能预测，到管道内的流动阻力计算，再到热交换器的传热分析，这些案例都非常贴近工业界的实际需求。作者在讲解这些案例时，不仅展示了模型搭建、网格划分、求解器设置等关键步骤，还重点强调了如何对计算结果进行后处理和验证，如何根据仿真结果进行工程优化。这对我来说非常有价值，因为在实际工作中，很多时候我们不仅仅需要得到一个数字，更需要理解这个数字背后的物理意义，以及如何基于这些结果做出明智的工程决策。书中提供的很多“技巧”和“经验之谈”，都是作者多年实践积累的宝贵财富，这在其他教材中是很难找到的。
评分说实话，市面上关于CFD的书籍车载斗量，但真正能让我读下去并有所收获的却寥寥无几。很多书要么过于偏重理论，公式推导看得人头晕眼花，要么就是直接跳到软件操作，让我感觉像是被塞了一堆“黑科技”，却不明白它们是如何工作的。而这本《实用计算流体力学基础》则找到了一个完美的平衡点。它在理论深度上恰到好处，既不会让初学者望而却步，又能让有一定基础的读者感受到其严谨性。我特别喜欢书中关于网格生成部分的讲解，这部分通常被很多人忽视，但它却是CFD计算中最关键的步骤之一。作者没有仅仅介绍几种常见的网格类型，而是深入探讨了网格质量对计算精度的影响，以及如何根据几何形状和流动特性选择合适的网格策略。他甚至还引用了一些实际案例，展示了不同网格划分方式下计算结果的巨大差异，这让我深刻意识到“垃圾进，垃圾出”的道理。此外，书中对于各种数值算法的介绍，如求解器、迎风格式、通量限制器等，也是循序渐进，层层递进。在讲解这些算法时，作者总会引用通俗易懂的例子，比如将求解器比作一个“侦探”，不断地去逼近方程的真实解；将迎风格式比作“提前预判”，从而更好地捕捉流动中的信息。这种生动的讲解方式，让原本抽象的算法变得触手可及，大大降低了学习难度。
评分我一直认为，学习CFD最大的障碍在于其数学公式的复杂性和算法的抽象性。这本书的出现，简直是为我这样的“普通人”量身定做的。它以一种非常接地气的方式，将CFD的核心概念娓娓道来。我特别欣赏作者在介绍数值方法时所采用的“可视化”手段。很多抽象的数学概念，比如泰勒展开、权函数、雅可比矩阵等，在书中都配有精美的图示，让我能够直观地理解它们在数值离散过程中的作用。例如，在讲解有限差分格式时，作者用不同阶数的差分格式在不同网格密度下的误差变化趋势图来说明数值精度的问题，这比单纯的数学推导要有效得多。另外，书中对边界条件的处理也相当到位。很多初学者在设置边界条件时常常感到困惑，不知道如何正确地施加，这本书则详细讲解了不同类型边界条件（如速度入口、压力出口、壁面等）的物理含义和数学表达，并且提供了实际应用中的注意事项。在讲解求解不可压缩流体和可压缩流体时，作者也明确指出了两者在数值求解上的不同侧重点，让我对CFD的适用范围有了更清晰的认识。
评分这本书我拿到手的时候，其实并没有抱太大的期望，总觉得“基础”这两个字有时候就意味着浅尝辄止，难以深入。但读下来之后，我发现自己大错特错。作者在开篇就非常巧妙地将一些看似枯燥的数学公式与实际的物理现象紧密地联系起来，让我一下子就提起了兴趣。比如，他在讲解Navier-Stokes方程时，并没有像很多教科书那样直接丢出方程然后让你硬背，而是花了很长篇幅去解释方程的每一个项代表什么物理意义，例如惯性力、压力梯度、粘性力的作用等等，甚至还用了一些非常生动形象的比喻，就像是在描述一个微观世界的“舞者”在如何被各种力量推拉，从而产生各种流动形态。这对于我这种数学基础不算特别扎实，但又想真正理解CFD原理的人来说，简直是雪中送炭。更让我惊喜的是，书中对离散化方法的介绍，比如有限差分法和有限体积法，不是简单地罗列算法步骤，而是深入剖析了这些方法背后的数学原理，以及它们在处理不同类型问题时各自的优缺点。例如，在讲解守恒性时，作者用图示和简洁的语言说明了为什么有限体积法在CFD中如此受欢迎，因为它能够天然地保证物理量的守恒，这在工程计算中是至关重要的。读到这里，我仿佛看到了CFD计算的“黑箱”逐渐被打开，里面的逻辑变得清晰可见。
评分 评分 评分 评分 评分相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有