当代杰出青年科学文库 流动与传热数值计算：若干问题的研究与探讨 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宇波 著

图书标签:

• 数值计算
• 流动力学
• 传热学
• 科学计算
• 工程应用
• 高等教育
• 学术研究
• 青年科学
• 计算方法
• 流体力学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030455949

版次：1

商品编码：12040813

包装：精装

丛书名： 当代杰出青年科学文库

开本：16开

出版时间：2015-09-01

用纸：胶版纸

页数：203

字数：265000

正文语种：中文

内容简介

　　《当代杰出青年科学文库 流动与传热数值计算：若干问题的研究与探讨》介绍了笔者近十年教学和科研中积累的对流动与传热数值计算若干问题的一些认识，包括网格生成、方程离散、格式性质、多重网格、收敛准则和POD低阶模型等。
　　《当代杰出青年科学文库 流动与传热数值计算：若干问题的研究与探讨》适用于高等院校和科研单位的研究生、工程技术人员和研究人员，也可作为能源动力、石油化工等相关专业的计算流体力学与传热学课程的参考用书。

内页插图

目录

序
前言

第1章 非结构化四边形网格铺砌法
1．1 非结构化四边形网格生成技术概述
1．1．1 间接法
1．1．2 直接法
1．2 改进的非结构化四边形网格铺砌法
1．2．1 传统铺砌法的基本原理
1．2．2 传统铺砌法的实施步骤
1．2．3 改进铺砌法的步骤及关键技术
1．3 改进的铺砌法实例及性能分析
1．3．1 网格生成实例
1．3．2 算法性能分析
1．4 小结
参考文献

第2章 控制方程的离散
2．1 通用控制方程
2．1．1 现有通用控制方程的局限性分析
2．1．2 通用控制方程的新形式
2．1．3 物理问题与结果分析
2．2 基于局部解析解的圆柱坐标系导热方程的离散
2．2．1 基于局部解析解的圆柱坐标系导热方程的离散
2．2．2 物理问题与结果分析
2．3 坐标变换思想在圆柱坐标系和球坐标系导热方程中的应用
2．3．1 基于坐标变换的圆柱坐标系导热型方程及其离散
2．3．2 基于坐标变换的球坐标系导热型方程及其离散
2．3．3 物理问题与结果分析
2．4 非结构化三角形网格内外节点布置方式比较研究
2．4．1 非结构化三角形网格内外节点布置方式比较
2．4．2 物理问题与结果分析
2．5 非结构化三角形和四边形网格内节点法计算性能研究
2．5．1 计算精度和收敛速度的理论分析
2．5．2 物理问题与结果分析
2．6 二维圆柱坐标系下对流扩散方程的非结构化网格离散方法
2．6．1 圆柱坐标系下三角形网格界面面积矢量及控制容积计算方法
2．6．2 物理问题与结果分析
2．7 实施边界条件的二阶附加源项法
2．7．1 附加源项法的实施方法
2．7．2 物理问题与结果分析
2．8 与时间步长无关的动量插值方法
2．8．1 Rhie-Chow动量插值
2．8．2 Choi动量插值
2．8．3 与时间步长无关的动量插值
2．8．4 物理问题与结果分析
2．9 小结
参考文献

第3章 离散方程与对流差分格式的性质
3．1 边界和物性参数显式处理引起的相容性问题
3．1．1 内点采用隐式格式、边界显式处理的相容性分析
3．1．2 待求变量采用隐式格式、物性采用显式更新的相容性分析
3．1．3 物理问题与结果分析
3．2 守恒型与非守恒型方程离散计算性能对比
3．2．1 计算精度对比
3．2．2 稳定性对比
3．2．3 计算效率及稳健性对比
3．3 有界格式的稳定性、截差精度与计算效率
3．3．1 有界格式的稳定性证明
3．3．2 有界格式的截差精度
3．3．3 有界格式的计算效率
3．4 小结
参考文献

第4章 多重网格方法
4．1 几何多重网格实施步骤及注意事项
4．1．1 几何多重网格的实施步骤
4．1．2 几何多重网格实施中的注意事项
……

第5章 收敛标准和基准解
第6章 POD低阶模型及其应用
附录

前言/序言

　　理论分析、实验研究和数值模拟是当代科学研究相辅相成的三大手段，在流动与传热的研究方面也不例外。流动与传热的数值计算作为多学科的交叉，在探索未知领域、促进科技发展和保障国防安全等方面具有不可替代的作用。本书主要总结了笔者从2005年4月至今在中国石油大学（北京）讲授《数值传热学》的一些教学心得及若干科研成果，希望能给读者提供一些参考。
　　本书共6章，前五章主要讨论流动与传热数值计算的主流方法之一——有限容积法，具体内容如下。第1章讲述生成非结构化四边形网格的铺砌法，主要包括对传统铺砌法不足的分析及在此基础上提出的改进技术；第2章主要围绕方程离散过程中的若干问题进行研究，包括通用控制方程的形式、圆柱坐标和极坐标下导热方程的离散、非结构化网格的计算性能、附加源项法和动量插值方法的实施等；第3章主要讨论非稳态离散方程的相容性和稳定性、对流扩散方程的守恒性与非守恒性及有界格式的稳定性、计算精度与效率问题；第4章主要对几何多重网格和代数多重网格方法的实施及其中涉及的若干关键问题进行研讨；第5章提出一种基于规正余量的收敛标准，并给出规则区域和非规则区域上若干问题的基准解；第6章主要探讨在直角坐标系和贴体坐标系下导热和对流换热问题的POD-Galerkin低阶模型。此外，本书附录还给出了笔者教学中设计的随堂测试题及编程训练题。
　　能够完成此书，首先要感谢我的恩师——西安交通大学陶文铨院士二十年来对我的循循引领和悉心指导，正是他的知遇之恩、提携之情和鼓励之意鞭策我在流动与传热数值计算的领域里不断前行。我还要感谢这些年与我合作过并对我多有指导和帮助的美国宾夕法尼亚大学Churchill院士、日本九州大学尾添舷之教授与日本东京理科大学川口靖夫教授等。当然，我还要感谢我的研究生王艺（现在的同事）、李旺、禹国军、王敏、李瑞龙、韩东旭、王鹏、赵宇、刘人玮、李敬法、张文华、汤雅雯和章涛等对本书的帮助。最后，我要深深地感谢我的夫人张萍女士。结婚十八年以来，她一直默默地承担几乎所有家务，孝敬老人，教育子女，构筑了一个温暖的家，成为我安心研究最坚实的后盾。
　　本人的研究工作一直得到国家自然科学基金委的大力支持，特别感谢国家杰出青年科学基金项目（项目编号：51325603）和国家自然科学基金重点项目（项目编号：51134006）的资助。同时感谢中国石油大学（北京）2012年“研究生教育质量与创新工程”项目的支持。
　　不才学识浅陋，难免会有不足，望读者不吝批评指正，在此深表谢意！

图书简介：超越边界的探索与思考 书名： 智慧的边界：认知科学、人工智能与未来社会图景 作者： （此处留空，或使用一个虚构的学者群体名称，如“跨学科研究小组”） 出版社： 远航文化出版社 出版日期： 2024年10月 --- 一、 本书的定位与核心关切 《智慧的边界：认知科学、人工智能与未来社会图景》并非一部技术手册，而是一部旨在深刻探讨人类心智的本质、人工智能的发展逻辑及其对未来社会结构、伦理规范和个体生存状态的根本性影响的跨学科论著。本书聚焦于“智慧”这一核心概念，试图在神经科学、心理学、哲学、计算机科学和未来学之间架设一座坚实的桥梁，以期描绘出一幅宏大而又细致入微的图景。 在信息爆炸的时代，人工智能技术的飞速迭代正以前所未有的速度重塑我们的世界。然而，这种变革的深度和广度，远超出了单纯的技术进步范畴，它触及了人类存在的根本命题：我们如何认知世界？智慧的本质究竟是什么？当机器能够模拟甚至超越某些人类智能时，我们该如何定义“自我”与“价值”？ 本书正是在这样的时代背景下，致力于提供一种审慎、深入且富于前瞻性的思考框架。 二、 内容深度剖析：三大核心篇章 本书结构严谨，分为三大相互关联、层层递进的篇章，共同构筑了对“智慧边界”的全面考察。 第一篇：心智的奥秘——认知科学的拓扑学 本篇深入考察了人类大脑这一最复杂的已知系统，试图解构人类智能的生物学基础与运行机制。我们摒弃了将心智简单视为计算过程的还原论观点，而是将其置于具身性（Embodiment）与情境性（Contextuality）的框架内进行分析。 具身认知与情感的驱动力： 探讨感觉运动经验如何塑造抽象思维，以及情绪（而非纯粹的逻辑）在决策制定中的核心作用。例如，通过分析奖赏系统与风险评估的神经回路，揭示人类直觉和创造力的深层根源。 语言的建构与现实的拟构： 聚焦于语言结构如何不仅是表达思想的工具，更是构造我们感知现实的框架。本章对比了不同文化背景下语言体系对认知模式的微妙影响，并将其与符号逻辑在早期人工智能中的局限性进行对照。 意识的“难问题”与涌现现象： 严肃对待哲学上关于意识的主观体验（Qualia）的难题。我们审视了整合信息理论（IIT）等前沿模型，但更强调意识作为复杂系统中涌现属性的不可预测性，以此为后续讨论人工智能的“强智能”设定基调。 第二篇：机器的逻辑——人工智能的演进与局限 第二篇将视角转向了由人类亲手创造的智能体——人工智能。本篇不仅梳理了从符号主义到联结主义（深度学习）的演变历程，更着重批判性地分析了当前主流AI范式所面临的根本性瓶颈。 深度学习的范式转移与黑箱挑战： 全面剖析了神经网络在模式识别上的巨大成功，但同时深入探讨了其缺乏可解释性（Explainability）的问题。我们引入了“因果推理”与“常识性知识库”的构建必要性，指出仅仅依赖大规模数据拟合，无法达成真正的理解（Understanding）。 通用人工智能（AGI）的路线图与哲学陷阱： 探讨了实现AGI所需跨越的关键鸿沟，包括对世界模型的建构、跨模态学习的整合，以及最关键的——目标设定与价值对齐（Value Alignment）的难题。本书认为，在机器拥有自我目标之前，AGI的实现将始终受限于预设程序的边界。 模拟智能与真实智慧的张力： 引入图灵测试的局限性，并提出更深层次的“冯·诺依曼测试”——即机器是否能独立地、有目的地设计出超越其初始设计框架的全新系统。本书坚定地认为，当前的AI，无论多么先进，仍属于“模拟智能”的范畴，缺乏人类所拥有的“内在驱动力”。 第三篇：重塑的未来——伦理、社会与存在意义 本书的终极目标在于探讨前沿技术对人类社会结构和个体意义的颠覆性影响。在“智能无处不在”的未来，人类的价值和角色将如何界定？ 劳动力的重构与“意义赤字”： 探讨自动化对白领和知识型工作带来的冲击。本书不仅仅关注失业率，更关注当绝大多数认知劳动被机器接管后，人类如何重新定义“有价值的活动”，以及如何应对随之而来的“意义赤字”和存在性焦虑。 数字治理与主权边界的模糊化： 分析算法决策在司法、金融和公共安全领域的应用，揭示潜在的系统性偏见（Bias Amplification）。本书呼吁建立新的“算法人权”框架，平衡效率与公平、自由与监管之间的微妙关系。 人机共生的伦理前沿： 深入探讨脑机接口（BCI）、增强智能（IA）等前沿技术可能带来的社会分化——“增强者”与“自然人”之间的鸿沟。本书倡导一种审慎的技术接纳态度，强调技术应服务于拓展人类的潜能，而非固化或取代人类的自主性。 最终，本书回归到对人类核心价值的坚守：同理心、创造性的非线性思维以及对美与真理的无功利性追求。 三、 写作风格与读者对象 本书的写作风格力求严谨、思辨而富有感染力。我们避免使用过度专业化的晦涩术语，即使涉及复杂的理论模型，也会辅以清晰的类比和现实案例进行阐释。 本书适合对象包括： 1. 哲学、社会学及人文科学领域的研究者，希望理解当代科技浪潮如何影响其研究领域的核心命题。 2. 技术领域的资深从业者和工程师，希望从更宏观的视角审视自身工作的伦理与社会影响。 3. 关注未来走向的普通读者，渴望获得一个全面、不偏不倚的视角来理解人工智能的真正潜力与风险。 《智慧的边界》旨在成为一场深刻的心智对话，邀请读者共同参与到对人类未来最紧迫问题的探讨之中。它不是提供答案，而是教导我们如何提出更深刻的问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的外观设计简约而不失大气，封面上“当代杰出青年科学文库”的字样，透着一股严谨的学术气息，而副标题“流动与传热数值计算：若干问题的研究与探讨”则直接点明了其核心内容。作为一个长期从事相关领域研究的学者，我深知数值计算在现代科学研究中的重要性，特别是在处理复杂物理现象时，它往往是不可或缺的工具。我尤其关注这本书在方法论上的创新之处。在数值计算领域，算法的优劣直接影响到结果的可靠性和效率。我期待这本书能够探讨一些新的数值格式，比如更精细的网格划分技术、更高效的求解器，或者在湍流模型、相变传热等方面是否有新的数值模型被提出和验证。此外，“若干问题的研究与探讨”这个表述，让我联想到书中可能包含了一些案例分析，通过具体的工程问题来展示数值计算的应用和威力。这对于我这样需要将理论研究与实际应用相结合的研究者来说，非常有价值。了解不同问题在数值计算层面上的处理方式，有助于拓展我的研究思路，并可能为我正在进行的某个项目提供关键性的技术支持。我也希望书中能对计算的误差分析和不确定性量化有所涉及，这对于确保数值结果的科学性和可靠性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《当代杰出青年科学文库 流动与传热数值计算：若干问题的研究与探讨》，还没来得及深入阅读，但从目录和前言来看，就觉得这是一本非常有分量的学术专著。我个人在流体力学和传热学领域有一定研究基础，一直关注着最新的科研动态和计算方法。《当代杰出青年科学文库》这个系列本身就代表了该领域前沿的青年学者们的研究成果，所以我对这本书的期待值很高。从书名来看，它聚焦于“流动与传热数值计算”，这正是当前工程和科学研究中应用最为广泛、也是最具有挑战性的方向之一。书中提到的“若干问题的研究与探讨”，暗示了作者并非泛泛而谈，而是针对一些具体、有深度的问题进行了深入的剖析和研究，这对于我们这些希望解决实际工程问题或者进一步探索理论边界的研究者来说，无疑是极大的吸引力。例如，在某些复杂流动的数值模拟中，如何保证计算的稳定性和准确性，如何处理边界条件的设置，以及如何选择合适的数值离散格式，这些都是困扰许多研究者的难题。如果这本书能在这方面提供新的视角或者创新的解决方案，那它的价值就不可估量。而且，“青年科学文库”的定位，通常意味着作者的思维活跃，敢于挑战传统，可能会带来一些突破性的研究思路。我非常期待能在书中看到一些针对高性能计算、多物理场耦合、或者新兴材料传热等前沿课题的数值研究成果，相信它能为我个人的研究提供宝贵的参考和启发。

评分☆☆☆☆☆

对于《当代杰出青年科学文库》这个系列，我一直保持着高度的关注，因为它们往往代表了该领域内青年学者们最前沿、最富有创造力的研究成果。这次的《流动与传热数值计算：若干问题的研究与探讨》更是正中我的下怀。我本身就在能源领域从事研究，特别关注新能源技术的开发，比如太阳能集热、储能系统以及先进核能反应堆的传热问题。这些领域都离不开精密的流动与传热数值计算。我期待这本书能够为我提供一些新的理论框架和计算工具，来解决我在这些领域遇到的难题。比如，在某些新型储能材料的充放热过程中，如何准确模拟非均质介质内的多相流动和复杂的传热机制，是一个非常具有挑战性的课题。如果书中能够提供一些关于多尺度模拟、相场法或者格子玻尔兹曼方法在这些问题上的应用，那将是非常有价值的。我尤其希望书中能探讨一些与实际工程应用紧密结合的研究，而不是纯粹的理论推导，这样才能更好地指导我的工作。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《当代杰出青年科学文库》的《流动与传热数值计算》分册，我立刻被它所涵盖的议题所吸引。作为一名在航空航天领域工作的工程师，流动与传热是设计的核心环节，而数值计算则是优化和验证这些设计的强大武器。我非常期待书中能够深入探讨一些我在实际工作中遇到的棘手问题。例如，在高速飞行器的气动加热和结构热防护设计中，如何准确地模拟复杂流动边界下的高超声速流动和强烈的热辐射传热，一直是一个巨大的挑战。我希望能在这本书中找到关于这些复杂耦合问题的最新研究进展，以及作者们提出的创新性数值方法。同时，我也对书中可能涉及的材料特性变化对传热过程的影响，以及在极端工况下的数值模拟稳定性问题感到好奇。如果书中能够提供一些针对这些特定工程场景的深入分析和数值验证，那将是极其宝贵的。我设想书中或许会涉及一些新的数值算法，例如能够处理激波、边界层分离等复杂流动现象的更鲁棒的求解器，或者能够更精确捕捉高温效应和化学反应的传热模型。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《当代杰出青年科学文库》推出了《流动与传热数值计算：若干问题的研究与探讨》这本书时，我感到非常惊喜。作为一个在生物医学工程领域的研究者，我虽然不像传统意义上的物理或工程领域那样直接处理宏观的流动与传热，但诸如血液循环、药物在体内的输运、组织内的热量分布等，都深刻地依赖于流体动力学和传热学的原理，并且往往需要借助数值计算来实现复杂系统的模拟与分析。我非常好奇这本书是否会涉及到一些跨学科的应用，例如在生物传热方面，如何模拟肿瘤组织内的温度分布以及冷冻治疗的效果；或者在生物流体方面，如何利用数值方法来研究血管内的血流动力学，从而辅助疾病诊断和治疗方案的设计。如果书中能提供一些关于数值方法在处理生物组织复杂几何形状、材料非均质性以及微观尺度流动现象方面的案例，那对我来说将是一笔宝贵的财富。我希望它能启发我思考如何将这些先进的数值计算技术，迁移和应用于我所从事的生物医学工程问题中，从而推动该领域的研究进展。