Biomedical Signal and Image Processing

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出版者:CRC Pr I Llc
作者:Najarian, Kayvan (EDT)/ Splinter, Robert (EDT)
出品人:
页数:448
译者:
出版时间:2005-12
价格:$ 124.24
装帧:HRD
isbn号码:9780849320996
丛书系列:
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  • 生物医学信号处理
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具体描述

All of the biomedical measurement technologies, which are now instrumental to the medical field, are essentially useless without proper signal and image processing. "Biomedical Signal and Image Processing" is unique in providing a comprehensive survey of all the conventional and advanced imaging modalities and the main computational methods used for processing the data obtained from each. This book offers self-contained coverage of the mathematics and biology/physiology necessary to build effective algorithms and programs for biomedical signal and image processing applications. The first part of the book details the main signal and image processing, pattern recognition, and feature extraction techniques along with computational methods from other fields such as information theory and stochastic processes.Building on this foundation, the second part explores the major one-dimensional biological signals, the biological origin and importance of each signal, and the commonly used processing techniques with an emphasis on physiology and diagnostic applications, while the third section does the same for imaging modalities. Throughout the book, the authors rely on practical examples using real data from biomedical systems. They supply several programming examples in MATLAB[registered] to provide hands-on experience and insight Integrating all major modalities and computational techniques in a single source, "Biomedical Signal and Image Processing" is a perfect introduction to the field as well as an ideal reference for the established professional.

好的,这是一本名为《高级流体力学与湍流模型:理论与应用》的图书简介: 《高级流体力学与湍流模型:理论与应用》 内容简介 本书是一部面向高年级本科生、研究生以及从事计算流体力学(CFD)、航空航天、能源工程、环境科学等领域的研究人员和工程师的综合性教材与参考手册。它深入探讨了流体力学,特别是复杂流动现象背后的核心理论基础,并系统性地介绍了当前最前沿的湍流建模技术及其在实际工程问题中的应用。 本书的结构设计旨在为读者构建一个从经典理论到现代数值方法的完整知识体系。全书分为四个主要部分,共计十六章,层层递进,确保读者能够扎实掌握每一关键概念。 第一部分:流体力学基础的深化与扩展 本部分重新审视了不可压缩和可压缩流动的基本控制方程——纳维-斯托克斯(Navier-Stokes, N-S)方程。我们不仅推导了这些方程,更侧重于分析其在不同物理条件下的简化形式,如欧拉方程、边界层方程等。 第1章:连续介质假设与运动学分析: 详细阐述了流体的基本概念、物质导数、流线、迹线与等位线的区别,并引入了流场中应力与应变率的张量表示法。 第2章:守恒律的张量形式: 从质量、动量和能量的守恒原理出发,推导了粘性流体的完整控制方程组,并讨论了固壁边界条件和自由表面条件的数学表达。 第3章:无粘流与势流理论: 深入分析了欧拉方程,并重点介绍了流函数和速度势函数的概念,利用共形映射方法解决二维定常不可压缩绕流问题,包括达朗贝尔佯谬的讨论。 第4章:粘性流动的特征分析: 重点关注雷诺数(Reynolds Number, Re)对流动的决定性影响。对层流的经典解(如Poiseuille流、Couette流)进行详尽解析,并为进入湍流章节奠定理论基础。 第二部分:湍流的本质、统计描述与经典理论 湍流是流体力学中最具挑战性的课题之一。本部分致力于揭示湍流的内在结构及其统计学特性,为后续的数值模拟方法提供理论支撑。 第5章:湍流的起源与特征: 深入探讨了湍流的随机性、各向同性、能量级串机制(K41理论的引入)以及湍流脉动量的定义。 第6章:雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程: 通过对N-S方程进行雷诺平均化处理,导出RANS方程组。重点分析了雷诺应力项的引入及其对模型选择的必要性。 第7章:湍流的二维结构与涡度输运: 探讨了湍流中的准二维结构(如 परत状结构),并分析了涡度在湍流场中的产生、输运和耗散过程。 第8章:湍流边界层与壁面律: 详细分析了湍流边界层内部的结构,包括粘性底层、缓冲层和惯性外层,推导并验证了经典的速度对数律(Log-law)。 第三部分:主流湍流模型与建模技术 这是本书的核心部分,系统地介绍了从零方程模型到最高阶模型的发展脉络和具体数学框架,为工程CFD应用提供精确的工具箱。 第9章:零阶与单方程模型: 讲解了代数模型(如Baldwin-Lomax模型)和单方程模型(如 Spalart-Allmaras 模型)的构建逻辑、适用范围及其在简单剪切流中的表现。 第10章:标准$k-epsilon$ 模型: 详细推导并分析了能量耗散率 $epsilon$ 的输运方程。重点讨论了标准、稳健(Realizable)和重命定(RNG)$k-epsilon$ 模型的差异,并讨论了其在分离流中的局限性。 第11章:$k-omega$ 模型及其改进: 介绍了基于近壁面处理的 $k-omega$ 模型,特别是 Menter 提出的剪切应力输运(SST)模型。SST 模型如何结合 $k-omega$ 在近壁面区域的精度和 $k-epsilon$ 在自由流场的鲁棒性,是本章的重点。 第12章:更高阶模型——雷诺应力模型(RSM): 深入讲解了 RSM 的理论基础,即直接求解六个雷诺应力分量的输运方程。分析了 RSM 在处理复杂应变率、非平衡流和强烈曲率流时的优越性与计算成本。 第四部分:高级应用与现代计算方法 本部分将理论与实践相结合,介绍了处理极端非平衡流动、瞬态湍流模拟以及先进计算技术。 第13章:非平衡流动与转捩建模: 探讨了湍流转捩(Transition)现象。介绍了如 $gamma-Re_{ heta}$ 转捩模型等先进方法,这些方法对于预测低雷诺数或复杂气动外形上的性能至关重要。 第14章:大涡模拟(LES)基础: 介绍了 LES 的基本思想——对大尺度涡进行直接模拟,对小尺度涡进行亚网格尺度(Subgrid-Scale, SGS)建模。详细分析了Smagorinsky模型及动态SGS模型的建立与应用。 第15章:瞬态与分离流的数值处理: 讨论了瞬态湍流模拟(如DES和IDDES)在处理流动分离、再附着等时间依赖性问题中的优势。强调了网格质量和时间步长选择对瞬态解的敏感性。 第16章:工程案例分析与模型选型指南: 通过多个实际工程案例(如机翼翼型绕流、管道内充分发展流、燃气轮机叶片冷却流),指导读者根据物理场景的特点,合理、高效地选择最合适的湍流模型,并评估模型的系统性误差。 本书的特色在于其严谨的数学推导、对模型物理背景的深入剖析以及大量的工程实例佐证。书中配有丰富的图表和习题,旨在培养读者对复杂流动的深刻洞察力和运用现代CFD工具解决实际工程难题的能力。通过对本书的学习,读者将能够熟练掌握从基础理论到前沿湍流模拟方法的全流程技术链。

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