Modeling of Materials and Structures for Crash Applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Automotive Engineers

作者:Not Available (NA)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:59.95

装帧:Pap

isbn号码:9780768011906

丛书系列:

图书标签:

• Crashworthiness
• Material Modeling
• Structural Analysis
• Finite Element Analysis
• Impact Dynamics
• Vehicle Safety
• Computational Mechanics
• Simulation
• Engineering
• Automotive

好的，下面是关于一本不同于您提到的《Modeling of Materials and Structures for Crash Applications》的图书简介，该书专注于描述一个完全不同的领域：《Advanced Techniques in Computational Fluid Dynamics for Aerospace Propulsion Systems》。 --- 《Advanced Techniques in Computational Fluid Dynamics for Aerospace Propulsion Systems》 书籍简介 本书深入探讨了现代计算流体动力学（CFD）在航空航天推进系统设计与分析中的前沿应用与核心理论。随着全球对更高效率、更低排放以及更可靠推进系统的需求日益增长，传统的实验测试已无法完全满足现代工程对精度和速度的要求。CFD技术，特别是那些针对复杂多相流、高超声速流动以及燃烧不确定性量化的先进算法，已成为推动航空航天技术进步的关键驱动力。 本书旨在为具有流体力学、数值分析或相关工程背景的研究人员、高级学生和行业专业人士提供一个全面而深入的指南，侧重于如何将先进的数学模型转化为可靠的工程解决方案。 第一部分：CFD 基础与高保真建模挑战 本书的开篇部分奠定了坚实的理论基础，并迅速过渡到推进系统特有的复杂性。 第1章：推进系统流动的物理复杂性 本章详细梳理了喷气发动机、火箭发动机和先进概念推进系统（如脉冲爆震发动机或电推进系统）所面临的独特流体力学挑战。重点分析了边界层分离、强激波与边界层的相互作用（Shock-Boundary Layer Interaction, SBLI）、流动不稳定性以及高马赫数下气体动力学效应的显著性。讨论了亚声速、跨声速和超声速流场中数值方法的适用性差异。 第2章：高分辨率数值方法与网格生成策略 本章聚焦于如何精确捕捉推进系统中的关键物理现象。我们详细介绍了高阶精度有限体积（Finite Volume）和有限元（Finite Element）方法，特别是针对守恒律方程组的构建。随后，重点探讨了非结构化网格和混合网格在处理复杂几何体（如涡轮叶片、燃烧室入口和喷口）时的优势与挑战。特别关注了网格质量对数值耗散和色散误差的影响，以及自适应网格加密（Adaptive Mesh Refinement, AMR）技术在捕获瞬态现象（如燃烧波传播）中的应用。 第3章：湍流模型的高级应用与局限性 湍流建模是推进系统CFD的核心难题。本章超越了标准的 $k-epsilon$ 和 $k-omega$ 模型，深入剖析了雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型的最新发展，例如基于各向异性压力梯度修正的RSM模型。更重要的是，本书提供了对大涡模拟（Large Eddy Simulation, LES）和混合RANS/LES（如 $ ext{DES}$ 和 $ ext{IDDES}$）策略的详尽比较。我们通过案例分析，展示了 LES 如何更准确地预测转子/定子间的非定常流动分离和叶片载荷脉动。 第二部分：多相流、燃烧与热传递模拟 推进系统的核心功能涉及燃料的雾化、混合与燃烧，这要求进行复杂的多相流和化学反应耦合模拟。 第4章：燃料喷雾与雾化过程的欧拉-拉格朗日方法 本章专注于燃料喷射系统的精确建模。详细介绍了欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）方法，用于跟踪离散的液滴轨迹，并讨论了液滴破碎、合并、蒸发和壁面撞击的物理模型。重点阐述了先进的破碎模型（如 $ ext{TAB}$ 或 $ ext{CLD}$ 模型）如何适应高压、高剪切的喷雾环境，并分析了雾化质量对后续混合效率的影响。 第5章：反应流与化学动力学集成 深入探讨了如何将细致的化学动力学机制（Chemical Mechanisms）嵌入到CFD求解器中。本章涵盖了层流火焰速度的计算、辐射传热模型的引入（如 $ ext{P-N}$ 或 $ ext{DO}$ 模型）以及对化学反应和湍流混合相互作用的精确表述（如 $ ext{FDF}$ 或 $ ext{PDF}$ 方法）。对于火箭发动机的燃烧室模拟，本章还讨论了高化学反应速率带来的数值稳定性挑战和相应的隐式求解策略。 第6章：热物理与固体结构耦合 推进系统的高温环境要求精确的热载荷预测。本章介绍了求解固-气界面传热的耦合技术。详细阐述了热壁边界条件的处理，包括通过数值方法解析流体与固体结构之间的热边界层传递。此外，还引入了流固耦合（Fluid-Structure Interaction, FSI）的基本概念，特别是在预测涡轮叶片因热应力和气动载荷导致的振动响应时的应用。 第三部分：不确定性量化与优化设计 现代工程设计不再是单一工况点的模拟，而是要求对设计空间进行系统性的评估和优化。 第7章：瞬态现象与非定常分析（Unsteady Analysis） 针对喘振（Surge）、喘振（Pogo Oscillation）或涡轮叶片颤振等关键不稳定现象，本章侧重于时间精确的求解器和数据后处理技术。探讨了傅里叶分析和模态分解技术在识别流动结构固有频率中的应用。 第8章：不确定性量化（Uncertainty Quantification, UQ） 本章是本书的前沿内容之一，详细介绍了将CFD模型应用于真实世界性能评估的必要性。我们探讨了如何使用概率方法（如 $ ext{Polynomial Chaos Expansion, PCE}$ 或 $ ext{Stochastic Collocation}$）来量化由于制造公差、燃料特性波动或湍流模型选择不确定性对系统最终性能指标（如推力、比冲）的影响。 第9章：集成式优化框架 最后，本书将CFD模型嵌入到设计循环中。详细介绍了基于伴随方法（Adjoint Methods）的灵敏度分析，这使得在不重新运行整个前向模拟的情况下，快速计算设计变量对目标函数的影响。讨论了多目标优化算法（如 $ ext{NSGA-II}$）在权衡效率、重量和热负荷之间的应用，以指导下一代推进系统的迭代设计。 适用读者： 本书适合于航空航天、机械工程、化学工程的研究生及博士生；从事燃气轮机、火箭发动机、喷气发动机研发的工程师；以及致力于开发或应用先进数值方法的科研人员。对CFD基础有基本了解是理想的先决条件。 ---

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