Student Guide to Computational Fluid Dynamics

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出版者:Engineering Education System
作者:Klaus A. Hoffmann
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2001-02
价格:USD 42.00
装帧:Paperback
isbn号码:9781931222006
丛书系列:
图书标签:
  • 计算流体动力学
  • 流体动力学
  • 学生指南
  • CFD
  • 数值方法
  • 工程流体
  • 传热
  • 计算方法
  • 流体力学
  • 模拟
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具体描述

《流体动力学导论:基础与应用》 这是一本面向初学者的流体动力学入门读物,旨在为那些希望理解流体(包括液体和气体)运动规律的读者提供坚实的基础。本书不涉及计算流体力学(CFD)中的复杂数值方法和计算技术,而是专注于流体动力学核心的物理原理、理论模型以及如何在实际工程和科学问题中应用这些概念。 本书首先从流体的基本概念入手,详细阐述了流体的定义、性质(如密度、粘度、表面张力、压缩性等)以及流体的分类(如牛顿流体与非牛顿流体)。我们深入探讨了描述流体状态的宏观参数,如压力、温度和速度,并介绍了单位制在流体力学中的应用。 随后,本书转向流体静力学,即研究静止流体的力学行为。您将学习到帕斯卡原理,理解静止流体中压力的传递方式,并掌握浮力(阿基米德原理)及其在浮体设计中的重要作用。泊努利方程的推导和应用是本书的重点之一,我们将详细解释这一描述流体能量守恒的关键方程,并展示其在航空、航道设计和简单的流体测量仪器中的应用。 接着,本书进入流体动力学领域,探讨运动流体的行为。我们将引入连续性方程,它反映了质量守恒定律在流体流动中的表现。对于粘性流体的研究,我们将详细介绍纳维-斯托克斯方程的简化形式(如欧拉方程和斯托克斯方程),并解释其物理意义。层流和湍流是流体动力学中两个截然不同的流动状态,本书将清晰地界定它们的特征,并介绍判定流动类型的关键参数,如雷诺数。 在介绍完基本理论后,本书将重点关注流体动力学的实际应用。我们将探讨管道中的流动,包括理想流体的流动和粘性流体的流动,分析流动阻力、压降以及如何计算泵和风机的功耗。翼型理论是航空航天领域的核心内容,本书将介绍升力和阻力的产生机制,并解释翼型形状对气动性能的影响。 此外,本书还将涵盖一些重要的流体力学现象和应用,例如: 边界层理论: 介绍流体在固体表面附近的行为,以及边界层对流动和传热的影响。 流体测量技术: 简要介绍如皮托管、文丘里管等常用的流体速度和流量测量仪器的工作原理。 多相流基础: 初步介绍包含两种或多种不同相(如气液、固液)的流体系统,并讨论其在化工、石油等领域的应用。 开放渠道流: 讨论河流、水渠等没有完全封闭边界的流体流动特点。 本书的语言力求清晰易懂,每章都配有大量的插图和例题,帮助读者直观地理解抽象的流体力学概念。此外,每章末尾都附有练习题,涵盖了从基本概念到实际应用的各个层面,以巩固读者的学习成果。 《流体动力学导论:基础与应用》适合机械工程、航空航天工程、土木工程、化学工程、环境工程以及任何对流体运动及其相关科学和工程问题感兴趣的学生和专业人士。通过阅读本书,您将能够建立起对流体力学坚实的理论认知,为进一步深入学习更高级的流体力学课程或专业知识打下坚实的基础。本书将引导您逐步领略流体世界的奥秘,并激发您将其应用于解决现实世界挑战的热情。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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坦白说,我一开始对《流体力学计算导论》并没有抱太高的期望,以为它和其他CFD入门书一样,就是讲讲算法和软件操作。但读完之后,我完全被它的系统性和深度所折服。这本书的架构设计非常巧妙,从最基础的流体动力学概念讲起,逐步过渡到数值方法,再到具体的CFD求解器实现,逻辑清晰,层层递进。作者在介绍每一种数值方法时,都会从其数学基础出发,详细推导离散方程,并对其精度和稳定性进行分析。这一点对于真正理解CFD的原理至关重要,我之前看过的很多书都只是简单地介绍方法,而没有深入探究其背后的数学原理。 这本书在网格生成和边界条件处理方面也提供了非常详尽的指导。作者不仅介绍了不同类型的网格(结构、非结构、混合),还讨论了它们在不同几何形状和流动特性下的适用性。更重要的是,书中详细讲解了如何根据物理问题设置合适的边界条件,并对常见的边界条件(如入口、出口、壁面、对称)进行了深入的剖析。这对于获得准确可靠的模拟结果至关重要。这本书让我对CFD的建模过程有了更全面、更深入的理解,它不仅仅是一个工具的使用,更是一种严谨的科学研究方法。

评分☆☆☆☆☆

我近期有幸拜读了《流体力学计算导论》,这本书给我留下了深刻的印象,尤其是它对CFD理论的深度和广度的涵盖。这本书不仅仅是一本入门指南,它更像是一位严谨的学者,带领读者深入探索流体力学计算的精髓。它没有回避CFD中那些最具挑战性的概念,比如数值稳定性、收敛性分析以及各种湍流模型的优缺点,并且对这些内容进行了深入浅出的阐释。我特别喜欢书中关于求解器选择和数值格式设计的章节,它详细分析了不同方法的数学原理和适用范围,让我对如何在实际工程问题中做出明智的决策有了更清晰的认识。 书中对高级话题的介绍也相当令人称道,比如多相流、传热以及动网格技术等。这些内容通常在其他入门书籍中被一笔带过,但这本书却给予了充分的篇幅,并且提供了相关的理论框架和应用实例。这对于我这样希望在CFD领域有所建树的读者来说,无疑是极大的福音。它能够帮助我理解更复杂问题的建模思路,并为我进一步深入研究打下坚实的基础。我感觉这本书的作者对CFD有着非常扎实的理解,并且善于将复杂的知识体系化、结构化,以一种清晰有序的方式呈现给读者。

评分☆☆☆☆☆

这本书《流体力学计算导论》给了我一种耳目一新的感觉,它不像市面上很多教材那样枯燥乏味,而是充满了启发性和趣味性。作者在讲解CFD概念时,经常会穿插一些生动的比喻和日常生活中的例子,让我能够更容易地理解抽象的物理原理。比如,在解释流体边界层时,作者将其比作空气动力学中飞机翅膀周围的“粘滞层”,非常形象。而且,书中还引用了很多历史上的经典实验和科学家们的研究成果,让我了解CFD的发展历程,以及这些理论是如何一步步形成的,这不仅增加了学习的趣味性,也让我对CFD的科学本质有了更深的体会。 我特别喜欢书中关于“CFD建模策略”的章节,它并没有简单地列出步骤,而是引导读者思考如何在实际问题中进行合理的简化和假设,如何选择合适的网格密度和求解器精度,以及如何评估模拟结果的可靠性。这是一种“授人以渔”的教学方式,让我学会了独立思考和解决问题的能力,而不是仅仅被动地接受信息。此外,书中还鼓励读者积极探索不同的CFD软件,并提供了一些常用的开源软件的学习资源,这对我这样希望能够熟练运用各种工具的初学者来说,提供了非常宝贵的指导。这本书让我觉得CFD的学习过程是充满乐趣和挑战的,并且让我对接下来的学习充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本《流体力学计算导论》(Student Guide to Computational Fluid Dynamics)真的让我受益匪浅!作为一名初涉CFD领域的学生,我曾经被各种复杂的理论和庞杂的软件弄得头晕眼花,总感觉像是在迷宫里打转,不知道从何下手。然而,这本书就像一位经验丰富的向导,一步一步地为我指明了方向。它的语言非常平实易懂,没有过多的专业术语堆砌,而是循序渐进地讲解了CFD的基本概念、核心算法以及实际应用。我尤其欣赏它在解释数学模型时,没有直接抛出艰深的公式,而是通过清晰的比喻和直观的图示,让我能够真正理解方程背后的物理意义,而不是死记硬背。 书中对于不同离散化方法的比较分析也十分到位,让我不再对有限差分、有限体积和有限元这些概念感到困惑,而是能够根据具体问题选择最合适的数值方法。更重要的是,它不仅仅停留在理论层面,还提供了丰富的案例研究,从简单的二维流动模拟到复杂的湍流模型应用,都进行了详细的步骤解析和代码示例。我尝试跟着书中的例子操作,真的感觉自己一步步掌握了CFD的实践技巧,从网格生成到边界条件设置,再到后处理分析,每一个环节都讲解得非常细致。这本书真的为我打开了CFD世界的大门,让我对未来的学习和研究充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

《流体力学计算导论》这本书最让我惊喜的是它对CFD在工程实践中的应用进行了非常广泛而深入的探讨。它并没有将CFD仅仅局限于学术研究的象牙塔,而是将其与航空航天、汽车工业、能源工程、环境科学等多个工程领域紧密结合,通过大量实际案例,展示了CFD是如何解决现实世界中的工程难题的。我看了书中关于飞机翼型设计、汽车空气动力学优化、换热器性能分析等案例,这些案例不仅详细介绍了问题的背景和挑战,还逐步展示了如何利用CFD技术进行数值模拟,分析流动现象,并最终提出改进方案。 这种“问题-方法-解决方案”的模式,让我深刻体会到CFD的实际价值和应用潜力。书中对于案例的讲解也非常细致,从几何建模、网格划分,到模型选择、求解器设置,再到结果后处理和验证,每一个环节都进行了详细的描述,并且配有相关的图表和数据。这让我能够清晰地了解CFD工程师在实际工作中是如何工作的,也为我未来的职业规划提供了重要的参考。这本书让我觉得CFD不仅仅是一门学科,更是一种强大的工程分析工具,能够为解决各种复杂的工程问题提供有效的手段。

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