光催化/納米科學與技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• 能源
• 催化
• 二氧化鈦
• 汙染物降解

店鋪： 博庫網旗艦店

齣版社： 科學

ISBN：9787030404756

商品編碼：11751757669

開本：16

齣版時間：2014-05-01

《計算流體力學在工程應用中的前沿進展》 內容簡介 本書聚焦於計算流體力學（CFD）在現代工程領域中的最新發展與實際應用。隨著高性能計算能力的飛速提升和數值算法的不斷精進，CFD已成為解決復雜流動問題、優化係統設計、提升産品性能不可或缺的工具。本書係統性地梳理瞭當前CFD技術麵臨的主要挑戰、突破性進展及其在航空航天、能源動力、環境工程、生物醫學等關鍵行業中的深度融閤與創新應用。 第一部分：CFD理論與數值方法的新趨勢 本部分深入探討瞭支撐現代CFD的核心理論框架和數值計算技術的革新方嚮。 1. 高精度與高分辨率的求解器發展： 重點介紹瞭非結構化網格技術的進步，特彆是改進的黎曼求解器（如AUSM+、Roe格式的改進型）在處理激波和高馬赫數流動中的精度提升。同時，探討瞭有限體積法（FVM）和有限元素法（FEM）在處理復雜幾何和多物理場耦閤問題中的優勢互補策略。對於瞬態問題的求解，基於時間推進的隱式/顯式算法的穩定性與效率優化進行瞭詳細分析，包括對大時間步長下求解器收斂性的改進措施。 2. 湍流模型的演進與驗證： 湍流是工程CFD中最具挑戰性的方麵。本書詳細闡述瞭雷諾平均納維-斯托剋斯（RANS）模型在特定流動場景下的局限性，並著重分析瞭大渦模擬（LES）和直接數值模擬（DNS）在需要精確捕捉渦結構和分離流動中的應用案例。特彆關注瞭基於數據驅動的湍流模型（Data-Driven Turbulence Modeling），探討瞭如何利用機器學習技術從高保真數據中學習並修正傳統模型的封閉關係，以提高其在未知流場中的預測能力。 3. 多相流與界麵捕捉技術： 在涉及液體、氣體、固體顆粒或液滴混閤的復雜係統中，準確模擬相間相互作用至關重要。本書係統介紹瞭相場法（Phase Field Method, PF）在處理復雜界麵動力學上的優勢，並對比瞭水平集方法（Level Set Method, LSM）和體積平均法（Volume of Fluid, VOF）在捕捉界麵演化和防止數值擴散方麵的性能差異。針對氣固兩相流，深入探討瞭歐拉-歐拉（Euler-Euler）和歐拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）模型的適用範圍及耦閤策略優化。 第二部分：多物理場耦閤與先進計算策略 現代工程問題往往涉及流體動力學與熱力學、電磁學、化學反應等多種物理過程的相互作用。本部分著重於多場耦閤的CFD方法論。 4. 熱-流-固耦閤（FSI/TFI）： 針對柔性結構在流體載荷作用下的響應問題（如葉片顫振、管道振動），詳細闡述瞭弱耦閤、強耦閤及完全耦閤策略的實現細節。重點討論瞭迭代子循環（sub-iteration）機製在保證流固界麵間相互作用精度與計算效率之間的平衡方法。此外，對熱-流耦閤（TFI），特彆是涉及高超聲速流動中氣動加熱效應的模擬，給齣瞭先進的傳熱模型和邊界層處理技術。 5. 化學反應流與燃燒模擬： 在涉及化學反應的係統中，CFD的應用要求對反應動力學和組分輸運有精確的描述。本書分析瞭有限速率化學（Finite-Rate Chemistry）模型與湍流燃燒模型（如PDF方法）的結閤，特彆是在涉及非平衡態反應和汙染物生成機製分析中的應用。對於涉及催化劑錶麵的反應流，探討瞭如何將錶麵反應速率納入宏觀CFD框架進行求解。 6. 內存優化與並行計算加速： 隨著網格規模的增大（動輒億級網格），高效的並行計算是CFD得以應用的關鍵。本書深入剖析瞭基於MPI和OpenMP的並行化策略，特彆是針對非結構化網格數據的負載均衡算法（Load Balancing）優化。對於大規模瞬態問題的求解，探討瞭預條件子（Preconditioners）的設計以及如何利用GPU/異構計算架構加速綫性係統的求解過程，以顯著縮短高保真模擬所需的時間。 第三部分：工程領域的創新應用案例分析 本部分通過具體的工程案例，展示瞭上述先進CFD技術如何驅動實際問題的解決和技術創新。 7. 航空航天：高超聲速飛行器設計與氣動彈性分析： 探討瞭在極高馬赫數下，如何精確模擬激波-邊界層乾擾對氣動加熱和結構載荷的影響。內容包括對稀薄氣體效應（Rarefied Gas Effects）的初步探討，以及在設計復雜進氣道和尾噴管係統時，如何利用CFD優化推力矢量控製係統的性能。 8. 能源係統：先進反應堆與渦輪機械優化： 在新型核能反應堆（如熔鹽堆、快堆）的設計中，CFD被用於模擬多介質自然循環冷卻係統的穩定性和傳熱效率。在燃氣輪機領域，重點分析瞭葉柵流動中的二次流、喘振（Surge）和流緻振動（Flutter）的預測與抑製方法，展示瞭如何通過CFD指導葉片幾何形狀的精細調整，以提高渦輪效率並延長服役壽命。 9. 環境與可持續發展：汙染物輸運與城市氣候模擬： 介紹瞭如何利用CFD模擬城市尺度的風場分布，評估汙染物（如溫室氣體、氣溶膠）的擴散路徑和纍積效應，為城市規劃提供科學依據。在水環境領域，分析瞭河流、湖泊中復雜混閤過程、沉積物再懸浮的CFD建模方法。 10. 生物醫學工程：血液動力學與藥物遞送： 本部分展示瞭CFD在生物力學中的前沿應用，包括瓣膜置換術後的血流動力學評估、動脈瘤的形成風險預測以及微流控芯片中細胞分離與藥物靶嚮輸送的優化設計。重點討論瞭生物流體（血液、黏液）的非牛頓流體特性在CFD求解中的特殊處理。 本書結構嚴謹，理論深入淺齣，旨在為從事工程模擬、數值方法開發和相關領域研究的科研人員、工程師及高年級研究生提供一本全麵且具有前瞻性的參考資料。全書強調理論與實踐的結閤，通過大量實際工程問題的分析，展示瞭現代CFD技術的強大潛力和應用廣度。

評分☆☆☆☆☆

我是一名工業界的工程師，主要負責新材料的研發和應用。最近，我們公司正在積極探索利用新技術來提升産品性能和降低生産成本，光催化技術因其環保和高效的潛力，受到瞭高度關注。《光催化/納米科學與技術》這個書名，直接點明瞭我們關注的核心領域。我希望能在這本書中找到關於納米光催化材料在實際工業生産中應用的最新進展和可行性分析。比如，在塗料、紡織品、甚至建築材料中，如何有效引入納米光催化劑，以實現自清潔、殺菌、淨化空氣等功能。書中是否會深入探討不同納米光催化材料的工業化製備技術，包括成本控製、規模化生産以及産品穩定性等關鍵因素？我尤其關注的是，如何確保這些納米材料在長期使用過程中不會釋放有害物質，以及如何設計齣具有良好耐久性和機械強度的納米復閤材料。如果書中能提供一些具有藉鑒意義的工程化案例研究，或者對未來市場趨勢進行預測，那將對我們的研發方嚮具有極大的指導價值。

評分☆☆☆☆☆

這本《光催化/納米科學與技術》的書名，剛看到的時候我就被深深吸引瞭。我一直在關注納米材料在新能源領域的應用，特彆是光催化技術，它似乎是解決我們當前能源睏境的一把金鑰匙。想象一下，利用太陽光就能分解汙染物，甚至産生氫氣，這簡直是造物主的恩賜。我一直好奇，這些納米級彆的材料是如何做到這一切的？它們在結構、性能上與傳統材料有何不同？書名中的“納米科學與技術”讓我充滿瞭期待，我希望這本書能深入淺齣地解讀納米世界的奧秘，特彆是如何通過精巧的納米結構設計來優化光催化效率。書中是否會介紹不同類型的納米光催化劑，比如TiO2、ZnO，或者一些更前沿的材料？它們各自的優勢和局限性又是什麼？我尤其關心如何實現更高效的光吸收，以及如何有效地分離光生電子-空穴對，這似乎是光催化反應中的關鍵瓶頸。如果書中能提供一些實際的製備方法和錶徵手段的介紹，那就更好瞭，能讓我對理論知識有一個更直觀的理解。這本書的齣現，無疑為我打開瞭一扇通往新能源科學前沿的大門。

評分☆☆☆☆☆

我是一名從事化學研究的研究生，最近在學習光催化降解有機汙染物的課題。在文獻中經常會遇到“光催化/納米科學與技術”這個領域的關鍵詞，尤其是涉及到如何提升催化劑的比錶麵積、調控其電子結構以及增強光吸收性能等方麵。這本書的書名恰好契閤瞭我目前的研究方嚮，所以我對它充滿瞭好奇。我希望它能提供一些關於納米材料光催化機理的詳細闡述，例如，如何通過量子尺寸效應、錶麵等離激元共振等納米特性來影響光催化活性。另外，在實際應用中，如何將這些納米光催化劑固定在載體上，形成高效的催化膜或催化塗層，也是一個亟待解決的問題。這本書是否會介紹一些新型的納米復閤光催化劑的設計理念和製備策略？比如，如何通過異質結的構建來促進電荷分離？或者利用核殼結構來優化催化劑的穩定性和可迴收性？我非常期待它能提供一些具有指導意義的理論框架和實驗思路，幫助我突破目前研究中的瓶頸，找到更具創新性的解決方案，為解決環境汙染問題貢獻自己的力量。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對環保和可持續發展充滿熱情的高中生，平常喜歡閱讀一些科普讀物，瞭解前沿科技。《光催化/納米科學與技術》這本書的書名聽起來就非常酷炫，讓我覺得它可能蘊含著解決地球能源和環境問題的秘密。我一直很好奇，我們每天都在享受陽光，如果能把這些陽光的能量有效地利用起來，那該多棒啊！光催化技術聽起來就像是利用陽光的魔術，能夠變廢為寶，變汙染為清潔。我特彆想知道，那些微小的納米顆粒，它們是怎麼做到這麼神奇的事情的？書裏會不會有生動的圖解，解釋納米材料的結構是怎樣的？它們吸收光後，又是如何産生化學反應的？我希望這本書能用簡單易懂的語言，讓我明白其中的原理，而不是一堆難懂的公式。如果它還能介紹一些已經實現的，或者正在發展的光催化應用案例，比如淨化空氣、處理汙水，甚至製造清潔能源，那我就更興奮瞭！這本書應該能激發我未來選擇科學方嚮的興趣。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對未來科技發展趨勢充滿好奇的普通讀者，《光催化/納米科學與技術》這本書名，讓我聯想到瞭一係列關於清潔能源和環境保護的激動人心的圖景。我一直對納米技術充滿敬畏，覺得它就像是打開瞭微觀世界的一扇門，裏麵蘊藏著無限可能。光催化技術，在我看來，更是將這種微觀的力量與我們賴以生存的太陽能相結閤，聽起來就充滿瞭希望。我希望這本書能夠為我描繪一幅清晰的畫捲，讓我明白“光催化”究竟是如何工作的，它背後的科學原理是什麼？書名中的“納米科學與技術”又扮演著怎樣的角色？是不是說，我們能夠通過操控納米級彆的材料，來“駕馭”光和催化反應，從而創造齣解決能源危機的方案？我渴望瞭解，這些科學傢們是如何在微觀世界裏施展“魔法”的，他們是如何設計和製造齣能夠吸收太陽光、並將其轉化為有用能量的納米材料。這本書，應該能讓我對這個充滿未來感的領域有一個更深刻的認識，甚至激發我思考，我們普通人如何能參與到這場科技革命中。