可壓縮流的大渦模擬方法 [Large Eddy Simulation for Compressible Flows（Scientific Computation）] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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E.加尼爾（E.Garnier） 著

圖書標籤:

• 大渦模擬
• 可壓縮流
• 計算流體力學
• 數值方法
• 科學計算
• 湍流
• CFD
• LES
• 高分辨率方法
• 氣動學

齣版社： 世界圖書齣版公司

ISBN：9787510058202

版次：1

商品編碼：11314926

包裝：平裝

外文名稱：Large Eddy Simulation for Compressible Flows（Scientific Computation）

開本：16開

齣版時間：2013-05-01

用紙：膠版紙

頁數：276

正

內容簡介

　　可壓縮流的les是一個函待開發的領域，《可壓縮流的大渦模擬方法》旨在講述les基礎及其在實踐中的應用。為瞭最大程度地縮小理論框架之間的銜接，緩解les研究和日益增長的工程模型應用中的需求之間的矛盾，《可壓縮流的大渦模擬方法》最大程度地將和該領域有關論題囊括其中，用全新的方式全麵講述瞭les理論及其應用。

目錄

1 introduction
2 les governing equations
2.1 preliminary discussion
2.2 governing equations
2.2.1 fundamental assumptions
2.2.2 conservative formulation
2.2.3 alternative formulations
2.3 filtering operator
2.3.1 definition
2.3.2 discrete representation of filters
2.3.3 filtering of discontinuities
2.3.4 filter associated to the numerical method
2.3.5 commutation error
2.3.6 favre filtering
2.3.7 summary of the different type of filters
2.4 formulation of the filtered governing equations.
2.4.1 enthalpy formulation
2.4.2 temperature formulation
2.4.3 pressure formulation
2.4.4 entropy formulation
2.4.5 filtered total energy equations
2.4.6 momentum equations
2.4.7 simplifying assumptions
2.5 additional relations for les of compressible flows
2.5.1 preservation of original symmetries
2.5.2 discontinuity jump relations for les
2.5.3 second law of thermodynamics
2.6 model construction
2.6.1 basic hypothesis
2.6.2 modeling strategies

3 compressible turbulence dynamics
3.1 scope and content of this chapter
3.2 kovasznay decomposition of turbulent fluctuations
3.2.1 kovasznay's linear decomposition
3.2.2 weakly nonlinear kovasznay decomposition
3.3 statistical description of compressible turbulence
3.4 shock-turbulence interaction
3.4.1 introduction to the linear interaction approximation theory
3.4.2 vortical turbulence-shock interaction
3.4.3 mixed-mode turbulence-shock interaction
3.4.4 consequences for subgrid modeling
3.5 different regimes of isotropic compressible turbulence
3.5.1 quasi-isentropic-turbulence regime
3.5.2 nonlinear subsonic regime
3.5.3 supersonic regime
3.5.4 consequences for subgrid modeling

4 functional modeling
4.1 basis of functional modeling
4.1.1 phenomenology of scale interactions
4.1.2 basic functional modeling hypothesis
4.2 sgs viscosity
4.2.1 the boussinesq hypothesis
4.2.2 smagorinsky model
4.2.3 structure function model
4.2.4 mixed scale model
4.3 isotropic tensor modeling
4.4 sgs heat flux
4.5 modeling of the subgrid turbulent dissipation rate
4.6 improvement of sgs models
4.6.1 structural sensors and selective models
4.6.2 accentuation technique and filtered models
4.6.3 high-pass filtered eddy viscosity
4.6.4 wall-adapting local eddy-viscosity model
4.6.5 dynamic procedure
4.6.6 implicit diffusion and the implicit les concept

5 explicit structural modeling
5.1 motivation of structural modeling
5.2 models based on deconvolution
5.2.1 scale-similarity model
5.2.2 approximate deconvolution model
5.2.3 tensor-diffusivity model
5.3 regularization techniques；.
5.3.1 eddy-viscosity regularization
5.3.2 relaxation regularization
5.3.3 regularization by explicit filtering
5.4 multi-scale modeling of subgrid-scales
5.4.1 multi-level approaches
5.4.2 stretched-vortex model
5.4.3 variational multi-scale model

6 relation between sgs model and numerical discretization
6.1 systematic procedures for nonlinear error analysis
6.1.1 error sources
6.1.2 modified differential equation analysis
6.1.3 modified differential equation analysis in spectral space
6.2 implicit les approaches based on linear and nonlinear discretization schemes
6.2.1 the volume balance procedure of schumamm
6.2.2 the kawamura-kuwahara scheme
6.2.3 the piecewise-parabolic method
6.2.4 the flux-corrected-transport method
6.2.5 the mpdata method
6.2.6 the optimum finite-volume scheme
6.3 implicit les by adaptive local deconvolution
6.3.1 fundamental concept of aldm
6.3.2 aldm for the incompressible navier-stokes equations.
6.3.3 aldm for the compressible navier-stokes equations

7 boundary conditions for large-eddy simulation of compressible flows
7.1 introduction
7.2 wall modeling for compressible les
7.2.1 statement of the problem
7.2.2 wall boundary conditions in the kovasznay decomposition framework： an insight
7.2.3 turbulent boundary layer： vorticity and temperature fields
7.2.4 turbulent boundary layer： acoustic field
7.2.5 consequences for the development of compressible wall models
7.2.6 extension of existing wall models for incompressible flows
7.3 unsteady turbulent inflow conditions for compressible les
7.3.1 fundamentals
7.3.2 precursor simulation： advantages and drawbacks
7.3.3 extraction-rescaling techniques
7.3.4 synthetic-turbulence-based models

8 subsonic applications with compressibility effects
8.1 homogeneous turbulence
8.1.1 context
8.1.2 a few realizations
8.1.3 influence of the numerical method
8.1.4 sgs modeling
8.2 channel flow
8.2.1 context
8.2.2 a few realizations
8.2.3 influence of the numerical method
8.2.4 influence of the sgs model
8.3 mixing layer
8.3.1 context
8.3.2 a few realizations
8.3.3 influence of the numerical method
8.3.4 influence of the sgs model
8.4 boundary-layer flow
8.4.1 context
8.4.2 a few realizations
8.5 jets
8.5.1 context
8.5.2 a few realizations
8.5.3 influence of the numerical method
8.5.4 influence of the sgs model
8.5.5 physical analysis
8.6 flows over cavities
8.6：1 context
8.6.2 a few realizations
8.6.3 influence of the numerical method
8.6.4 influence of the sgs model
8.6.5 physical analysis

9 supersonic applications
9.1 homogeneous turbulence
9.2 channel flow
9.2.1 context
9.2.2 a few realizations
9.2.3 influence of the numerical method
9.2.4 influence of the grid resolution
9.2.5 influence of the sgs model
9.3 boundary layers
9.3.1 context
9.3.2 a few realizations
9.3.3 influence of the numerical method
9.3.4 influence of the grid resolution
9.3.5 sgs modeling
9.4 jets
9.4.1 context
9.4.2 a few realizations
9.4.3 influence of the numerical method
9.4.4 influence of the sgs model
9.4.5 physical analysis

10 supersonic applications with shock-turbulence interaction
10.1 shock-interaction with homogeneous turbulence
10.1.1 phenomenology of shock-interaction with homogeneous turbulence
10.1.2 les of shock-interaction with homogeneous turbulence
10.2 shock-turbulence interaction in jets
10.2.1 phenomenology of shock-turbulence interaction in jets
10.2.2 les of shock-turbulence interaction in jets
10.3 shock-turbulent-boundary-layer interaction
10.3.1 phenomenology of shock-turbulent-boundary-layer interaction
10.3.2 les of compression-ramp configurations
references
index

前言/序言

好的，下麵是根據您的要求撰寫的圖書簡介，力求詳實、自然，且完全不涉及《可壓縮流的大渦模擬方法 [Large Eddy Simulation for Compressible Flows（Scientific Computation）]》這本書的內容。 --- 書名：流體力學中的先進數值方法與應用 作者：[此處留空，或填寫虛構作者名，例如：張華，李明] 齣版社：[此處留空，或填寫虛構齣版社名，例如：科技計算齣版社] 第一部分：緒論與基礎理論 本書聚焦於現代計算流體力學（CFD）領域中一係列關鍵的、具有廣泛應用前景的數值方法及其在復雜流動問題中的應用。全書結構清晰，從理論基礎齣發，逐步深入到前沿的算法設計與工程實踐。 第一章：流體力學基礎迴顧 本章首先係統迴顧瞭不可壓縮與弱可壓縮流動的控製方程，包括Navier-Stokes方程的張量形式、守恒律錶達以及在不同坐標係下的具體形式。重點闡述瞭流體運動的物理本質，如動量守恒、質量守恒和能量守恒的數學錶達。同時，簡要介紹瞭湍流的統計描述，包括雷諾平均（RANS）的基本概念及其在低速流動中的局限性，為後續章節引入更精細的模擬方法奠定基礎。本章強調瞭物理模型與數學模型之間的嚴密聯係。 第二章：有限體積法的幾何與代數構造 作為本書數值方法的核心，有限體積法（FVM）被詳細介紹。我們從最基本的控製體積的離散化入手，探討瞭如何將偏微分方程積分到任意形狀的控製體積上。章節重點闡述瞭通量計算的精確性與穩定性問題，包括界麵通量的一階、二階及其以上精度的插值格式（如迎風格式、中心差分格式的修正）。尤其深入分析瞭對流項的離散化，討論瞭源項和擴散項的綫性化處理方法，為求解復雜方程組做好準備。 第二章的重點是： 討論瞭非結構化網格上的數據插值技術，包括基於梯度重建的求解器在處理非均勻網格時的誤差控製策略。 第二部分：求解非綫性方程組的核心算法 求解Navier-Stokes方程的核心難點在於處理速度與壓力的耦閤問題，以及對流項帶來的非綫性特性。本部分將詳細剖析當前主流的壓力-速度耦閤算法。 第三章：壓力-速度耦閤算法：SIMPLE族方法 本章係統梳理瞭壓力修正（PISO）、半隱式（SIMPLE）及其改進算法（如SIMPLE-C、PIMPLE）的理論框架。詳細推導瞭SIMPLE算法的控製方程，解釋瞭壓力泊鬆方程的構造過程，並探討瞭該方程的求解效率與穩定性。我們不僅關注算法的穩定收斂性，還著重分析瞭不同修正步驟對計算速度的影響，並對比瞭它們在穩態與瞬態問題中的適用性。 第四章：高分辨率對流項求解策略 為瞭準確捕捉流動中的高梯度區域和間斷結構，高分辨率格式至關重要。本章深入探討瞭基於通量差分格式（FDM）和有限體積法（FVM）的對流項離流求解技術。詳細介紹瞭諸如QUICK、MUSCL 等高階迎風重構格式，並重點講解瞭TVD（Total Variation Diminishing）格式的原理，包括限製器函數（Flux Limiters）的設計，以確保計算結果既具有高精度，又避免數值耗散或振蕩。 第三章和第四章的交匯點： 討論瞭在求解壓力泊鬆方程時，如何使用迭代求解器（如代數多重網格法AMG）與高分辨率格式相結閤，以加速整體收斂速度。 第三部分：湍流建模與混閤尺度的模擬 本部分將目光投嚮瞭湍流現象，這是工程流體力學中最具挑戰性的部分之一。本書將從傳統方法的局限性齣發，引嚮更精細的模擬範式。 第五章：雷諾平均納維-斯托剋斯（RANS）方程與標準湍流模型 盡管RANS方法計算成本相對較低，但其對湍流應力的建模仍然是關鍵。本章詳細介紹瞭RANS方程的推導，並係統梳理瞭主流的兩方程模型，包括 $k-epsilon$ 模型（標準、重整化群）、$k-omega$ 模型及其混閤形式（如SST模型）。我們著重分析瞭這些模型在處理壁麵邊界層、分離流和復雜應力遷移時的適用性和局限性。 第六章：混閤尺度的建模：分離渦模擬（DES）與壁麵函數 為彌補RANS在解析細微湍流結構上的不足，本章介紹瞭混閤模型策略。首先，探討瞭如何將特定區域的雷諾平均模型與更精細的亞音速渦鏇捕捉方法結閤。隨後，重點講解瞭基於尺度的分離模擬（DES）的基本思想，包括其在過渡區域如何自動切換模式。此外，還詳細討論瞭壁麵邊界層處理中的壁麵函數技術，分析瞭其對近壁區流動分辨率的影響。 第四部分：高級應用與麵嚮對象編程實踐 本書的最後部分將理論與實踐相結閤，展示如何構建一個高效、靈活的CFD求解器框架。 第七章：瞬態流動模擬與時間推進策略 對於渦鏇脫落、燃燒波傳播等非穩態問題，時間積分方案的選擇至關重要。本章對比瞭全隱式、半隱式和顯式時間推進方法。詳細分析瞭後嚮歐拉法、Crank-Nicolson法在不同問題的應用條件，並探討瞭如何結閤壓力耦閤算法實現高效的瞬態求解，包括多時間步進策略。 第八章：麵嚮對象的CFD求解器設計與並行化 本章探討瞭現代CFD軟件工程的實踐。介紹如何使用麵嚮對象的方法（OOP）來封裝幾何模型、離散算子和求解器組件，以增強代碼的可維護性和可擴展性。最後，簡要介紹瞭基於MPI（消息傳遞接口）和OpenMP的並行計算策略，展示瞭如何在大規模並行計算環境中高效地部署和運行復雜的CFD模擬。 全書旨在為研究生、科研人員和高級工程師提供一個全麵、深入的技術參考，使其不僅能理解當前CFD方法背後的數學原理，還能掌握構建和應用先進數值模擬工具的能力。全書包含豐富的數學推導和僞代碼示例，但側重於物理機製的理解與算法選擇的判斷。

評分☆☆☆☆☆

《可壓縮流的大渦模擬方法》[Large Eddy Simulation for Compressible Flows（Scientific Computation）] 這個標題立刻勾起瞭我對空氣動力學領域深入探索的興趣。作為一名對飛行器設計和性能預測有濃厚興趣的工程師，我深知準確模擬復雜流動場的重要性，而可壓縮流的 LES 正是實現這一目標的強大工具。我設想這本書會詳細講解 LES 在處理超音速、高超聲速流動時的獨到之處，比如如何有效地處理激波、膨脹波等不連續結構，以及湍流耗散與壓縮性效應之間的復雜耦閤。我特彆好奇書中會如何闡述亞格子模型（SGS）的設計，因為在可壓縮流動中，能量耗散和熱量傳遞的機製與不可壓縮流有顯著差異。是否會有專門的章節討論針對激波-湍流相互作用的 S G S 模型，或者如何通過引入額外的方程來捕捉可壓縮性帶來的影響？我期待這本書能提供一些實用的指導，例如在選擇數值格式、網格分辨率以及 S G S 模型時，應該考慮哪些關鍵因素，纔能獲得既準確又經濟高效的模擬結果。總而言之，這本書對我而言，是通往更精確、更深入理解高速空氣動力學現象的一扇窗口。

評分☆☆☆☆☆

讀到《可壓縮流的大渦模擬方法》[Large Eddy Simulation for Compressible Flows（Scientific Computation）] 的書名，我的第一反應是它可能是一本非常“硬核”的書，適閤那些已經具備相當流體力學和數值計算基礎的研究者。我雖然對計算流體力學（CFD）有一定瞭解，但要深入到大渦模擬（LES）這個層麵，特彆是應用於可壓縮流，對我來說還是一個不小的挑戰。我預想這本書會從最基本的守恒律齣發，詳細介紹如何將這些方程進行濾波，從而推導齣LES的基本方程組。更重要的是，我期望書中能夠深入探討不同類型的亞格子模型（SGS），尤其是在可壓縮流動環境下，如何選擇和發展能夠捕捉溫度、密度和壓力波動效應的SGS模型。我想象書中會提供大量的數學推導和理論分析，也許還會包含一些經典的案例研究，展示LES在預測復雜可壓縮流動現象（例如爆震波、高速射流穩定性等）時的能力。對我而言，最大的吸引力在於它提供瞭一個深入理解高精度模擬高超聲速流動、燃燒以及航空航天領域關鍵問題的途徑。如果這本書能清晰地解釋這些復雜的數值方法和理論框架，那我將受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

《可壓縮流的大渦模擬方法》[Large Eddy Simulation for Compressible Flows（Scientific Computation）] 的書名讓我眼前一亮，尤其是在“Scientific Computation”這個係列齣版的背景下，我預感這本書將是一本理論紮實、方法先進的學術專著。我目前正在學習和研究數值模擬技術，而 LES 是我一直想深入瞭解但又覺得門檻較高的一個領域，特彆是可壓縮流的 LES，聽起來就充滿瞭挑戰。我期待書中能夠提供一個清晰且邏輯嚴謹的理論框架，從基礎的動量、能量守恒方程齣發，講解如何通過空間濾波或時間濾波來導齣 LES 的基本控製方程。更吸引我的是，我想瞭解書中會如何解決可壓縮性帶來的亞格子尺度（SGS）建模難題。例如，在處理激波、剪切層以及密度梯度顯著的流動時，傳統的 SGS 模型是否需要修正，或者是否存在專門針對可壓縮流的、更具物理普適性的 SGS 模型。我希望書中不僅會介紹理論，還能提供一些數值實現的細節，比如如何選擇閤適的離散格式來捕捉高馬赫數流動中的關鍵物理現象，以及如何進行有效的網格收斂性分析。這本書無疑為我打開瞭通往更前沿計算流體力學研究的大門。

評分☆☆☆☆☆

這本《可壓縮流的大渦模擬方法》[Large Eddy Simulation for Compressible Flows（Scientific Computation）] 的封麵設計就散發齣一種嚴謹而深刻的學術氣息，其書名直擊瞭計算流體力學領域中一個極具挑戰性的前沿課題——可壓縮流的大渦模擬。我尚未深入閱讀，但從其標題和齣版方（Scientific Computation）的定位來看，我預感這將是一部重量級的著作，可能會詳盡闡述大渦模擬（LES）技術在處理高速、高馬赫數流動時的獨特挑戰和解決方案。我猜想書中會花費大量篇幅來討論可壓縮性對亞格子模型（SGS）選擇和設計的影響，比如如何準確捕捉壓縮性耗散、激波與湍流的相互作用等。同時，對於求解器方麵，想必也會有深入的介紹，例如高精度格式在處理激波和湍流結構時如何權衡穩定性和精度。我個人在湍流模擬領域頗有興趣，但對於可壓縮流的LES，尤其是其中涉及到的理論細節和數值算法，一直感覺是個相對晦澀的領域。這本書的齣現，讓我看到瞭一個係統性學習並掌握這一復雜技術的絕佳機會。我期待它能幫助我理解如何構建有效的、能夠準確預測可壓縮流動現象（如噴氣發動機內部流動、高超聲速飛行器周圍氣流等）的LES模型。

評分☆☆☆☆☆

對於《可壓縮流的大渦模擬方法》[Large Eddy Simulation for Compressible Flows（Scientific Computation）] 這本書，我抱著極大的期待。我的研究方嚮涉及到湍流控製，而大渦模擬（LES）是目前最有效的湍流模擬技術之一。然而，將 LES 應用於可壓縮流，其中涉及的數學和物理挑戰遠超不可壓縮流。我猜想這本書會非常深入地探討可壓縮性對 LES 框架帶來的影響，比如濾波過程如何改變瞭動量、能量和質量的守恒律，以及亞格子應力張量和亞格子能量耗散的建模。我特彆關注書中是否會介紹一些先進的 S G S 模型，例如能夠捕捉可壓縮湍流中的渦粘性、熱擴散以及激波引起的耗散等效應的模型。此外，對於求解可壓縮 Navier-Stokes 方程的數值方法，我也希望書中能夠有詳盡的介紹，比如高分辨率格式在處理強烈的壓縮性效應和激波時如何保持穩定性和準確性。如果這本書能夠提供關於 LES 在不同雷諾數、馬赫數以及熱力學條件下應用的案例分析，那就更完美瞭。這本書對我來說，是進一步提升湍流模擬能力，特彆是應對復雜工程問題的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

本書是在現有的國內外一些復閤材料結構設計、復閤材料力學相關教材和資料的基礎上，結閤編者10餘年為飛行器設計專業學生主講飛行器復閤材料結構設計基礎課程的體會編撰而成，希望它能為飛行器設計及其他相關的工程結構設計專業的學生掌握這方麵的知識發揮一定的作用。

評分☆☆☆☆☆

書要掉庫存～有點慢瞭～正品不錯

評分☆☆☆☆☆

本書承濛中國科學院力學研究所武曉雷研究員審閱全稿，並提齣瞭寶貴意見，在此錶示衷心的感謝。

評分☆☆☆☆☆

很好，已經在看瞭，好評

評分☆☆☆☆☆

送貨速度快，值得擁有

評分☆☆☆☆☆

實用的一本書，學習中

評分☆☆☆☆☆

物流很快，教材很好，價格便宜。

評分☆☆☆☆☆

很不錯，很有用

評分☆☆☆☆☆

本書承濛中國科學院力學研究所武曉雷研究員審閱全稿，並提齣瞭寶貴意見，在此錶示衷心的感謝。