溫差剪切分層流運動特性試驗與數值模擬

溫差剪切分層流運動特性試驗與數值模擬 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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頁數:163
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出版時間:2008-4
價格:30.00元
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isbn號碼:9787030203281
叢書系列:
圖書標籤:
  • 模擬
  • 溫差流
  • 剪切分層
  • 湍流
  • 數值模擬
  • 流體動力學
  • 熱力學
  • 試驗研究
  • 邊界層
  • 傳熱學
  • CFD
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具體描述

《溫差剪切分層流運動特性試驗與數值模擬》主要內容:分層流研究是環境水力學的一個重要研究分支,《溫差剪切分層流運動特性試驗與數值模擬》介紹瞭溫差剪切分層流運動特性試驗及數值模擬方麵的研究成果。內容涉及直段水槽、不同彎段水槽溫差剪切分層流流速、溫度、湍流動能和雷諾應力的變化規律,分析瞭彎段溫差剪切分層流的橫斷麵環流結構、摻混特性和穩定性等。同時也介紹瞭直段水槽、彎段分層流的數值模擬,以及針對實際天然河道不規則邊界情形的正交麯綫坐標下的三維代數應力數學模型。

《溫差剪切分層流運動特性試驗與數值模擬》可供從事水利、環境保護、市政、能源等領域的科研與設計人員閱讀,亦可作為大專院校、相關專業的高校教師、研究生的參考用書。

好的,這是一份根據您的要求撰寫的圖書簡介,內容聚焦於熱力學、流體力學、材料科學和數值模擬等相關領域,但完全避開瞭您提到的《溫差剪切分層流運動特性試驗與數值模擬》的具體內容。 --- 圖書名稱: 《復雜介質中的多場耦閤與界麵現象研究》 內容提要: 本書深入探討瞭在復雜多尺度體係中,熱力學、流體力學、電磁學以及材料結構變化等多物理場相互作用所産生的界麵現象及其動力學行為。全書結構嚴謹,理論推導與實驗觀察相結閤,旨在為研究人員和工程技術人員提供一個理解和預測復雜係統行為的綜閤性框架。 第一部分:熱-流體相互作用的基礎理論 本書開篇係統迴顧瞭能量、動量和質量在多相介質中傳輸的基本原理。重點闡述瞭擴散、對流和輻射在不同溫度梯度和壓力梯度下的耦閤效應。內容涵蓋瞭非均勻熱場對流體運動的誘導機製,特彆是當溫度差異達到一定閾值時,流體宏觀特性的非綫性變化。 我們詳細分析瞭熱邊界層與流場之間的相互依賴關係。通過對能量方程和動量方程的耦閤求解,揭示瞭熱力學不平衡狀態下,界麵附近流體速度場的精細結構。引入瞭局域熱力學平衡(LTE)和非平衡態熱力學(NTE)的理論框架,用以描述跨越界麵時的能量傳遞過程。 第二部分:界麵結構的演化與穩定性分析 復雜介質中的界麵並非靜止不變,其形態和演化直接影響著宏觀傳輸效率。本部分聚焦於界麵失穩機製的研究,特彆是當外部激勵(如溫度梯度或剪切應力)作用於界麵時,界麵如何從光滑狀態過渡到起伏、振蕩乃至破碎的過程。 研究內容包括經典Rayleigh-Taylor不穩定性和Marangoni效應的拓展應用。我們利用綫性穩定性理論對界麵演化速率進行瞭量化分析,並結閤非綫性動力學理論,探討瞭界麵湍流的産生與維持機製。特彆關注瞭具有相變或化學反應的界麵,闡述瞭相變潛熱和反應熱在維持界麵結構動態平衡中的作用。 第三部分:先進材料中的微觀尺度機製 復雜介質的研究離不開對材料本徵屬性的深入理解。本部分將視角聚焦於多孔介質、顆粒懸浮液以及高分子溶液等非牛頓流體。在這些介質中,宏觀流動規律受到微觀顆粒排列、孔隙結構和分子間作用力的顯著影響。 詳細討論瞭流體在約束空間(如多孔結構)中的流動阻力,引入瞭修正的Darcy定律和Brinkman方程,以更準確地描述粘性力和慣性力在微觀尺度上的平衡。對於顆粒懸浮體係,重點分析瞭顆粒沉降、團聚與重排對整體流場的影響,以及溫度變化對顆粒錶麵電荷和相互作用力的調製作用。 第四部分:多場耦閤的數值模擬方法 為驗證理論模型和實驗觀察,本書提供瞭一套成熟的數值模擬方法體係。我們側重於求解強耦閤、多物理場問題的計算流體力學(CFD)技術。 1. 有限體積法與有限元法的應用: 針對不同幾何復雜度的邊界條件,對比瞭有限體積法(FVM)和有限元法(FEM)在處理對流項和梯度項時的優勢與局限性。重點討論瞭處理界麵自由邊界(如Level Set法和Volume of Fluid (VOF)方法)的穩定性與精度。 2. 求解器與離散化策略: 闡述瞭針對非綫性方程組的迭代求解策略,例如SIMPLE算法的變體以及時間推進方法的選擇。對於高精度要求的區域,如界麵附近,采用瞭高階空間離散格式,並探討瞭如何確保數值解的物理閤理性。 3. 耦閤算法與並行計算: 詳細介紹瞭將熱力學模塊、流體力學模塊和固體變形模塊(如涉及流固耦閤時)進行信息交換的耦閤算法,包括單嚮、雙嚮和完全隱式耦閤方案。最後,給齣瞭在高性能計算平颱(HPC)上實現大規模並行模擬的關鍵技術要點,確保計算效率與模型精度同步提升。 結論與展望: 本書整閤瞭從基本物理定律到復雜工程應用的全鏈條研究方法。通過對多場耦閤與界麵現象的係統研究,為解決能源轉換、環境汙染控製、生物醫學工程中的關鍵傳輸問題提供瞭堅實的理論基礎和可靠的計算工具。未來的研究方嚮將著重於多尺度耦閤的自動化建模和極端條件下的材料響應預測。 關鍵詞: 多場耦閤;界麵動力學;非牛頓流體;數值模擬;熱力學傳輸;流固耦閤;計算流體力學。

作者簡介

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讀後感

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用戶評價

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這本書的封麵設計就透著一股嚴謹的氣息,深邃的藍色背景,配閤著簡潔有力的標題,一下子就抓住瞭我的眼球。我一直對流體力學中的一些復雜現象很感興趣,尤其是當涉及到溫差這個關鍵因素時。溫差引起的密度變化,自然而然地會導緻流體內部産生不均勻的力和運動,而“剪切”這個詞又暗示著邊界層的存在,這種多重耦閤的物理過程,往往是科學研究中最具挑戰性的部分。我期待這本書能夠深入淺齣地解析溫差剪切分層流的形成機製,例如,在自然界中,海洋中的洋流,大氣層中的風場,甚至地幔中的岩漿流動,都可能存在類似的現象。這些宏觀尺度的運動,其根本原理可能就隱藏在微觀的流體力學方程之中。我希望作者能夠從最基本的物理原理齣發,一步步構建起溫差剪切分層流的理論框架,並且在描述過程中,不會過多地堆砌晦澀難懂的數學公式,而是能夠用清晰的語言,配閤恰當的比喻和圖示,來幫助讀者理解其中的邏輯。特彆是“運動特性”這個關鍵詞,它直接點齣瞭本書的核心內容,我非常想知道作者是如何定義和量化這些特性的,是通過速度分布、渦鏇結構、能量耗散,還是其他更深層次的指標?而且,當提到“試驗”和“數值模擬”時,我看到瞭本書的科學嚴謹性,這不僅是對理論研究的驗證,更是對實際問題的解決提供瞭一種可行的方法。我很好奇作者是如何設計實驗的,所采用的測量手段有哪些,以及數值模擬所使用的模型和算法是否具有創新性。總而言之,這本書在我心中已經勾勒齣瞭一幅關於復雜流體運動的宏偉圖景,充滿瞭科學探索的魅力。

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當我看到這本書的標題——“溫差剪切分層流運動特性試驗與數值模擬”——時,我的腦海中立刻浮現齣許多相關的科學問題。溫差是流體力學中一個非常重要的因素,它可以引起密度的變化,從而産生浮力,驅動流體的運動。而“剪切”則暗示著流體層之間的相對滑動,這在很多實際場景中都存在,例如管道內的流動,或者大氣和海洋中的洋流。當這兩者結閤,形成“分層流”時,其動力學特性無疑會變得異常復雜。我非常想知道作者是如何定義和刻畫這種“運動特性”的。這是否包括瞭速度分布的規律,溫度梯度的影響,渦鏇結構的形成與演化,以及能量的傳輸和耗散等?書中提及“試驗”和“數值模擬”,這錶明作者采用的是一種結閤理論、實驗和計算的綜閤研究方法,我非常期待看到具體的細節。例如,在試驗部分,作者是如何搭建實驗裝置,如何精確控製溫差和剪切速率,以及使用瞭哪些先進的測量技術來獲取流場數據。在數值模擬部分,作者又會采用哪些數值方法,如何進行網格劃分和邊界條件設置,以及如何驗證模擬結果的可靠性。這本書的齣版,對於那些從事相關領域研究的學者和工程師來說,無疑將是一份寶貴的參考資料,能夠幫助我們更深入地理解和預測這類復雜流體的行為。

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這本書的標題讓我聯想到許多我曾經在科學文獻中接觸到的案例,例如,在某些工業反應器中,由於溫度分布不均,會産生復雜的流體混閤和傳熱過程,而邊界層的存在又會顯著影響傳質效率。而“溫差剪切分層流”正是描述瞭這種帶有溫度梯度和速度梯度的流體運動狀態。我非常期待書中能夠詳細闡述溫差是如何影響流體的穩定性的,是否存在某個臨界溫差或剪切速率,會導緻流體從一種相對平穩的狀態轉變為湍流,或者産生特定的渦鏇結構?“運動特性”這個詞匯,我覺得涵蓋的範圍很廣,可能包括流體的宏觀運動趨勢,例如整體的流動方嚮和速度分布,也可能包括微觀層麵的細節,例如速度脈動、湍動能耗散率等。尤其是在“試驗”部分,我希望能看到作者是如何通過精心的實驗設計,來驗證這些理論預測的。他們可能使用瞭先進的測速技術,比如PIV,來可視化流場,或者使用熱敏電阻來精確測量溫度分布。而“數值模擬”則為我們提供瞭一個在計算機中重現這些復雜現象的窗口,我期待作者能夠分享他們所采用的數值方法,例如有限體積法或有限元法,以及如何處理求解方程組的算法。這本書的內容,無疑對於理解和優化那些涉及溫差和剪切效應的工程過程,例如管道輸送、熱交換器設計,甚至是一些大氣和海洋環 ক্রমাগত研究,都具有重要的參考價值。

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當我翻開這本書,立刻就被其嚴謹的學術風格所吸引。作為一名對流體力學領域有一定瞭解的讀者,我深知“溫差”和“剪切”這兩個詞匯的組閤,往往意味著一個充滿挑戰的研究方嚮。溫差導緻的密度變化是流體運動的內在驅動力之一,而剪切力則常常齣現在流體與固體壁麵接觸,或者不同層流體相互滑動的地方。當這兩者疊加,形成“溫差剪切分層流”時,其動力學特性必然會變得異常復雜。我非常好奇作者是如何從基礎的納維-斯托剋斯方程齣發,推導齣適用於這種特定流動的控製方程的,並且是如何處理其中的非綫性項和耦閤效應的。書中對“運動特性”的探討,我想應該會涉及速度場、溫度場、壓力場之間的相互作用,以及可能齣現的各種不穩定現象,比如對流、渦鏇的生成與演化等等。特彆是“試驗”部分,我非常期待作者能夠詳細介紹其實驗裝置的設計理念,如何精確控製溫差和剪切速率,以及采用的測量手段,是否能捕捉到微觀尺度的流動細節。另外,“數值模擬”是現代流體力學研究不可或缺的工具,我希望作者能夠分享他們在數值模型選擇、離散格式、網格技術以及並行計算等方麵的經驗,並且能夠詳細闡述模擬結果與實驗數據之間的比對和驗證過程。這本書的齣現,無疑為我們理解和預測這類復雜流體行為提供瞭寶貴的參考,對於相關的工程設計和科學研究都具有重要的理論和實踐意義。

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當我拿到這本書的時候,最吸引我的就是它聚焦於“溫差剪切分層流”這樣一個具體而又極具研究價值的物理現象。我一直對流體內部的能量和動量傳遞過程非常感興趣,而溫差正是導緻流體密度變化,進而引發流動的主要原因之一。同時,“剪切”則意味著流體層之間存在相對運動,這種相互作用往往會産生復雜的動力學行為。我非常好奇作者是如何從理論上推導齣描述這種流動的數學模型,並且如何分析其“運動特性”的。書中對“運動特性”的深入探討,我想必然會包含對速度場、溫度場以及壓力場之間相互作用的詳盡分析,甚至可能涉及到一些能量轉化和耗散機製的揭示。特彆是“試驗”和“數值模擬”相結閤的研究方法,這正是現代科學研究的精髓。我非常期待看到作者是如何設計和進行具體的實驗,如何精確控製溫差和剪切條件,並使用何種先進的測量技術來捕捉流體的動態行為。同時,對於數值模擬部分,我希望作者能夠分享他們是如何選擇閤適的數值方法,例如有限差分、有限體積或有限元方法,以及如何對模型進行驗證和誤差分析。這本書的價值,不僅在於它對這一特定流體現象的深入研究,更在於它所提供的一種嚴謹的科研思路和方法論,對於我今後的學習和研究有著重要的啓示作用。

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這本書的標題,首先就吸引瞭我作為一名對流體力學有濃厚興趣的讀者的目光。“溫差”作為流體運動的內在驅動力之一,其引起的密度變化是研究的重點。“剪切”則暗示著流體層之間的相互作用,這種力的疊加往往會産生復雜的動力學行為。“分層流”則指齣瞭流體並非均勻混閤,而是具有明顯的層狀結構,這在許多實際工程問題中都非常常見。因此,深入研究“溫差剪切分層流”的“運動特性”,具有重要的理論和實踐意義。我非常期待書中能夠詳細介紹作者是如何從基礎理論齣發,建立起描述這種復雜流動的數學模型,並且是如何分析其速度場、溫度場以及能量耗散等關鍵特性的。特彆是“試驗”和“數值模擬”的結閤,這體現瞭科學研究的嚴謹性和全麵性。我非常想瞭解作者是如何設計實驗的,采用瞭哪些先進的測量技術來捕捉流體的微觀運動,以及如何精確控製實驗參數。在數值模擬方麵,我期待作者能夠分享他們所采用的數值方法、算法,以及如何對模擬結果進行驗證和評估。這本書的齣現,無疑為我們提供瞭一個深入理解和預測這類復雜流體行為的有力工具,對於相關的工程設計和科學研究都有著重要的價值。

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我拿到這本書的時候,首先被它的厚重感所吸引,這通常意味著裏麵蘊含瞭相當深入的研究內容。標題中的“分層流”是另一個讓我産生濃厚興趣的詞匯。在很多工程應用場景下,流體並非均勻混閤,而是存在明顯的層狀結構,比如在熱交換器中,或者在某些化工生産過程中。而“溫差”的存在,更是加劇瞭這種分層的復雜性。想象一下,當不同溫度的流體接觸時,由於密度的差異,必然會産生一個相互作用的界麵,這個界麵上的運動狀態,以及它如何隨著時間推移而演變,是這本書的核心看點。我特彆關注“剪切”這個概念,它在流體力學中通常與速度梯度和摩擦力有關,當溫差引起的密度梯度與速度梯度疊加時,會産生多麼奇特的流動現象?我希望能在這本書中找到關於這些現象的詳細描述,甚至可能是一些反直覺的結論。作者是如何將理論推導與實驗觀測結閤起來的?我猜想,在試驗部分,作者很可能通過精心設計的實驗裝置,在可控的條件下,模擬溫差剪切分層流的發生,並利用先進的測量技術來捕捉流體的運動細節。例如,粒子圖像測速(PIV)技術、激光多普勒測速(LDV)等,都可能在這本書的試驗環節中有所應用。而“數值模擬”部分,則意味著作者會運用計算機來重現這些復雜的流體行為,我非常期待看到作者是如何選擇數值算法、網格劃分以及邊界條件的,這些都直接影響著模擬結果的準確性和可靠性。這本書對我來說,不僅是一次學術上的學習,更可能是一次對工程實踐中復雜流體問題的深入洞察。

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這本書的標題就直擊瞭我一直以來對流體物理學中一些復雜現象的興趣點。“溫差”本身就能引發密度變化,從而産生對流等運動。“剪切”則意味著流體層之間存在速度梯度,這種力學上的作用同樣能影響流體的行為。當這兩個因素疊加,並在“分層流”的背景下進行研究時,其復雜性和研究價值就顯而易見瞭。我特彆好奇作者是如何從理論層麵剖析溫差和剪切力如何共同作用,進而影響流體的“運動特性”的。這些特性可能包括瞭流體的宏觀形態,例如層狀結構的穩定性,微觀層麵的渦鏇動力學,以及能量的傳遞和轉化過程。我期待書中能夠提供詳細的理論推導和分析,幫助我理解這些復雜的物理過程。同時,“試驗”和“數值模擬”的結閤,更是讓我看到瞭研究的嚴謹性和全麵性。我希望能在這本書中找到關於實驗設計的詳細描述,例如如何精確控製溫差和剪切速率,以及使用瞭哪些先進的測量技術。在數值模擬方麵,我期待作者能夠分享他們所采用的數值模型、算法以及網格劃分策略,並詳細闡述他們如何驗證模擬結果的準確性。這本書的價值,不僅僅在於其對基礎科學問題的深入探索,更在於它為我們提供瞭一個解決復雜工程問題的有力工具。

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這本書的封麵和標題就透露齣一種高度專業化的學術氣息。我對流體在受到多重因素耦閤作用下的行為一直充滿好奇,而“溫差剪切分層流”恰恰是這樣一個典型的例子。溫差引起的密度梯度是驅動流體運動的重要因素,而剪切應力則常常發生在流體界麵或者邊界層附近。我非常期待這本書能夠深入剖析這兩種因素是如何相互作用,從而形成復雜的“分層流”運動。特彆是“運動特性”的定義和分析,這對我來說是關鍵。我希望作者能夠清晰地闡述,在這樣的流體體係中,速度分布、溫度分布、渦鏇結構以及能量傳遞等方麵會展現齣哪些獨特的規律。書中提到“試驗”和“數值模擬”,這讓我看到瞭研究的嚴謹性和全麵性。我非常想知道作者是如何設計他們的實驗的,使用瞭哪些先進的測量設備來捕捉流體的細微變化,並且在數值模擬方麵,他們采用瞭怎樣的數值模型和求解算法,以及如何驗證模擬結果的準確性。這本書的內容,在我看來,不僅是對基礎科學問題的探索,也可能對解決實際工程問題,例如管道輸送、換熱設備設計,甚至是一些地球物理現象的研究,提供重要的理論指導和技術參考。

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我拿到這本書時,就被其標題中“溫差剪切分層流”所吸引。這幾個關鍵詞組閤在一起,立刻勾勒齣一種充滿復雜性和研究價值的物理場景。溫差的存在必然導緻流體密度的變化,進而引發運動。而“剪切”則意味著流體層之間存在相對運動,這種相互作用往往會産生能量耗散和動量傳遞。我非常期待書中能夠詳細闡述,在溫差和剪切力共同作用下,“分層流”的“運動特性”是如何錶現齣來的。這是否包括瞭速度分布的非綫性變化,溫度分布的復雜梯度,以及可能齣現的各種不穩定現象,例如湍流的産生和演化?“試驗”和“數值模擬”的結閤,更是凸顯瞭這本書的科學嚴謹性。我非常希望看到作者是如何設計實驗來驗證他們的理論模型的,例如,他們可能采用瞭哪些先進的測量技術來捕捉流場的細節,以及如何精確地控製實驗參數。在數值模擬方麵,我期待作者能夠分享他們所使用的數值方法、網格劃分技術以及邊界條件的處理方式,並且詳細解釋他們是如何進行模型驗證和誤差分析的。這本書的內容,對於我理解和解決在工程實踐中遇到的復雜流體問題,例如管道輸送、熱交換器設計,甚至是一些地球物理現象的研究,都將具有重要的參考意義。

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