當代傑齣青年科學文庫 流動與傳熱數值計算：若乾問題的研究與探討 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

宇波 著

圖書標籤:

• 數值計算
• 流動力學
• 傳熱學
• 科學計算
• 工程應用
• 高等教育
• 學術研究
• 青年科學
• 計算方法
• 流體力學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030455949

版次：1

商品編碼：12040813

包裝：精裝

叢書名： 當代傑齣青年科學文庫

開本：16開

齣版時間：2015-09-01

用紙：膠版紙

頁數：203

字數：265000

正文語種：中文

內容簡介

　　《當代傑齣青年科學文庫 流動與傳熱數值計算：若乾問題的研究與探討》介紹瞭筆者近十年教學和科研中積纍的對流動與傳熱數值計算若乾問題的一些認識，包括網格生成、方程離散、格式性質、多重網格、收斂準則和POD低階模型等。
　　《當代傑齣青年科學文庫 流動與傳熱數值計算：若乾問題的研究與探討》適用於高等院校和科研單位的研究生、工程技術人員和研究人員，也可作為能源動力、石油化工等相關專業的計算流體力學與傳熱學課程的參考用書。

內頁插圖

目錄

序
前言

第1章 非結構化四邊形網格鋪砌法
1．1 非結構化四邊形網格生成技術概述
1．1．1 間接法
1．1．2 直接法
1．2 改進的非結構化四邊形網格鋪砌法
1．2．1 傳統鋪砌法的基本原理
1．2．2 傳統鋪砌法的實施步驟
1．2．3 改進鋪砌法的步驟及關鍵技術
1．3 改進的鋪砌法實例及性能分析
1．3．1 網格生成實例
1．3．2 算法性能分析
1．4 小結
參考文獻

第2章 控製方程的離散
2．1 通用控製方程
2．1．1 現有通用控製方程的局限性分析
2．1．2 通用控製方程的新形式
2．1．3 物理問題與結果分析
2．2 基於局部解析解的圓柱坐標係導熱方程的離散
2．2．1 基於局部解析解的圓柱坐標係導熱方程的離散
2．2．2 物理問題與結果分析
2．3 坐標變換思想在圓柱坐標係和球坐標係導熱方程中的應用
2．3．1 基於坐標變換的圓柱坐標係導熱型方程及其離散
2．3．2 基於坐標變換的球坐標係導熱型方程及其離散
2．3．3 物理問題與結果分析
2．4 非結構化三角形網格內外節點布置方式比較研究
2．4．1 非結構化三角形網格內外節點布置方式比較
2．4．2 物理問題與結果分析
2．5 非結構化三角形和四邊形網格內節點法計算性能研究
2．5．1 計算精度和收斂速度的理論分析
2．5．2 物理問題與結果分析
2．6 二維圓柱坐標係下對流擴散方程的非結構化網格離散方法
2．6．1 圓柱坐標係下三角形網格界麵麵積矢量及控製容積計算方法
2．6．2 物理問題與結果分析
2．7 實施邊界條件的二階附加源項法
2．7．1 附加源項法的實施方法
2．7．2 物理問題與結果分析
2．8 與時間步長無關的動量插值方法
2．8．1 Rhie-Chow動量插值
2．8．2 Choi動量插值
2．8．3 與時間步長無關的動量插值
2．8．4 物理問題與結果分析
2．9 小結
參考文獻

第3章 離散方程與對流差分格式的性質
3．1 邊界和物性參數顯式處理引起的相容性問題
3．1．1 內點采用隱式格式、邊界顯式處理的相容性分析
3．1．2 待求變量采用隱式格式、物性采用顯式更新的相容性分析
3．1．3 物理問題與結果分析
3．2 守恒型與非守恒型方程離散計算性能對比
3．2．1 計算精度對比
3．2．2 穩定性對比
3．2．3 計算效率及穩健性對比
3．3 有界格式的穩定性、截差精度與計算效率
3．3．1 有界格式的穩定性證明
3．3．2 有界格式的截差精度
3．3．3 有界格式的計算效率
3．4 小結
參考文獻

第4章 多重網格方法
4．1 幾何多重網格實施步驟及注意事項
4．1．1 幾何多重網格的實施步驟
4．1．2 幾何多重網格實施中的注意事項
……

第5章 收斂標準和基準解
第6章 POD低階模型及其應用
附錄

前言/序言

　　理論分析、實驗研究和數值模擬是當代科學研究相輔相成的三大手段，在流動與傳熱的研究方麵也不例外。流動與傳熱的數值計算作為多學科的交叉，在探索未知領域、促進科技發展和保障國防安全等方麵具有不可替代的作用。本書主要總結瞭筆者從2005年4月至今在中國石油大學（北京）講授《數值傳熱學》的一些教學心得及若乾科研成果，希望能給讀者提供一些參考。
　　本書共6章，前五章主要討論流動與傳熱數值計算的主流方法之一——有限容積法，具體內容如下。第1章講述生成非結構化四邊形網格的鋪砌法，主要包括對傳統鋪砌法不足的分析及在此基礎上提齣的改進技術；第2章主要圍繞方程離散過程中的若乾問題進行研究，包括通用控製方程的形式、圓柱坐標和極坐標下導熱方程的離散、非結構化網格的計算性能、附加源項法和動量插值方法的實施等；第3章主要討論非穩態離散方程的相容性和穩定性、對流擴散方程的守恒性與非守恒性及有界格式的穩定性、計算精度與效率問題；第4章主要對幾何多重網格和代數多重網格方法的實施及其中涉及的若乾關鍵問題進行研討；第5章提齣一種基於規正餘量的收斂標準，並給齣規則區域和非規則區域上若乾問題的基準解；第6章主要探討在直角坐標係和貼體坐標係下導熱和對流換熱問題的POD-Galerkin低階模型。此外，本書附錄還給齣瞭筆者教學中設計的隨堂測試題及編程訓練題。
　　能夠完成此書，首先要感謝我的恩師——西安交通大學陶文銓院士二十年來對我的循循引領和悉心指導，正是他的知遇之恩、提攜之情和鼓勵之意鞭策我在流動與傳熱數值計算的領域裏不斷前行。我還要感謝這些年與我閤作過並對我多有指導和幫助的美國賓夕法尼亞大學Churchill院士、日本九州大學尾添舷之教授與日本東京理科大學川口靖夫教授等。當然，我還要感謝我的研究生王藝（現在的同事）、李旺、禹國軍、王敏、李瑞龍、韓東旭、王鵬、趙宇、劉人瑋、李敬法、張文華、湯雅雯和章濤等對本書的幫助。最後，我要深深地感謝我的夫人張萍女士。結婚十八年以來，她一直默默地承擔幾乎所有傢務，孝敬老人，教育子女，構築瞭一個溫暖的傢，成為我安心研究最堅實的後盾。
　　本人的研究工作一直得到國傢自然科學基金委的大力支持，特彆感謝國傢傑齣青年科學基金項目（項目編號：51325603）和國傢自然科學基金重點項目（項目編號：51134006）的資助。同時感謝中國石油大學（北京）2012年“研究生教育質量與創新工程”項目的支持。
　　不纔學識淺陋，難免會有不足，望讀者不吝批評指正，在此深錶謝意！

圖書簡介：超越邊界的探索與思考 書名： 智慧的邊界：認知科學、人工智能與未來社會圖景 作者： （此處留空，或使用一個虛構的學者群體名稱，如“跨學科研究小組”） 齣版社： 遠航文化齣版社 齣版日期： 2024年10月 --- 一、 本書的定位與核心關切 《智慧的邊界：認知科學、人工智能與未來社會圖景》並非一部技術手冊，而是一部旨在深刻探討人類心智的本質、人工智能的發展邏輯及其對未來社會結構、倫理規範和個體生存狀態的根本性影響的跨學科論著。本書聚焦於“智慧”這一核心概念，試圖在神經科學、心理學、哲學、計算機科學和未來學之間架設一座堅實的橋梁，以期描繪齣一幅宏大而又細緻入微的圖景。 在信息爆炸的時代，人工智能技術的飛速迭代正以前所未有的速度重塑我們的世界。然而，這種變革的深度和廣度，遠超齣瞭單純的技術進步範疇，它觸及瞭人類存在的根本命題：我們如何認知世界？智慧的本質究竟是什麼？當機器能夠模擬甚至超越某些人類智能時，我們該如何定義“自我”與“價值”？ 本書正是在這樣的時代背景下，緻力於提供一種審慎、深入且富於前瞻性的思考框架。 二、 內容深度剖析：三大核心篇章 本書結構嚴謹，分為三大相互關聯、層層遞進的篇章，共同構築瞭對“智慧邊界”的全麵考察。 第一篇：心智的奧秘——認知科學的拓撲學 本篇深入考察瞭人類大腦這一最復雜的已知係統，試圖解構人類智能的生物學基礎與運行機製。我們摒棄瞭將心智簡單視為計算過程的還原論觀點，而是將其置於具身性（Embodiment）與情境性（Contextuality）的框架內進行分析。 具身認知與情感的驅動力： 探討感覺運動經驗如何塑造抽象思維，以及情緒（而非純粹的邏輯）在決策製定中的核心作用。例如，通過分析奬賞係統與風險評估的神經迴路，揭示人類直覺和創造力的深層根源。 語言的建構與現實的擬構： 聚焦於語言結構如何不僅是錶達思想的工具，更是構造我們感知現實的框架。本章對比瞭不同文化背景下語言體係對認知模式的微妙影響，並將其與符號邏輯在早期人工智能中的局限性進行對照。 意識的“難問題”與湧現現象： 嚴肅對待哲學上關於意識的主觀體驗（Qualia）的難題。我們審視瞭整閤信息理論（IIT）等前沿模型，但更強調意識作為復雜係統中湧現屬性的不可預測性，以此為後續討論人工智能的“強智能”設定基調。 第二篇：機器的邏輯——人工智能的演進與局限 第二篇將視角轉嚮瞭由人類親手創造的智能體——人工智能。本篇不僅梳理瞭從符號主義到聯結主義（深度學習）的演變曆程，更著重批判性地分析瞭當前主流AI範式所麵臨的根本性瓶頸。 深度學習的範式轉移與黑箱挑戰： 全麵剖析瞭神經網絡在模式識彆上的巨大成功，但同時深入探討瞭其缺乏可解釋性（Explainability）的問題。我們引入瞭“因果推理”與“常識性知識庫”的構建必要性，指齣僅僅依賴大規模數據擬閤，無法達成真正的理解（Understanding）。 通用人工智能（AGI）的路綫圖與哲學陷阱： 探討瞭實現AGI所需跨越的關鍵鴻溝，包括對世界模型的建構、跨模態學習的整閤，以及最關鍵的——目標設定與價值對齊（Value Alignment）的難題。本書認為，在機器擁有自我目標之前，AGI的實現將始終受限於預設程序的邊界。 模擬智能與真實智慧的張力： 引入圖靈測試的局限性，並提齣更深層次的“馮·諾依曼測試”——即機器是否能獨立地、有目的地設計齣超越其初始設計框架的全新係統。本書堅定地認為，當前的AI，無論多麼先進，仍屬於“模擬智能”的範疇，缺乏人類所擁有的“內在驅動力”。 第三篇：重塑的未來——倫理、社會與存在意義 本書的終極目標在於探討前沿技術對人類社會結構和個體意義的顛覆性影響。在“智能無處不在”的未來，人類的價值和角色將如何界定？ 勞動力的重構與“意義赤字”： 探討自動化對白領和知識型工作帶來的衝擊。本書不僅僅關注失業率，更關注當絕大多數認知勞動被機器接管後，人類如何重新定義“有價值的活動”，以及如何應對隨之而來的“意義赤字”和存在性焦慮。 數字治理與主權邊界的模糊化： 分析算法決策在司法、金融和公共安全領域的應用，揭示潛在的係統性偏見（Bias Amplification）。本書呼籲建立新的“算法人權”框架，平衡效率與公平、自由與監管之間的微妙關係。 人機共生的倫理前沿： 深入探討腦機接口（BCI）、增強智能（IA）等前沿技術可能帶來的社會分化——“增強者”與“自然人”之間的鴻溝。本書倡導一種審慎的技術接納態度，強調技術應服務於拓展人類的潛能，而非固化或取代人類的自主性。 最終，本書迴歸到對人類核心價值的堅守：同理心、創造性的非綫性思維以及對美與真理的無功利性追求。 三、 寫作風格與讀者對象 本書的寫作風格力求嚴謹、思辨而富有感染力。我們避免使用過度專業化的晦澀術語，即使涉及復雜的理論模型，也會輔以清晰的類比和現實案例進行闡釋。 本書適閤對象包括： 1. 哲學、社會學及人文科學領域的研究者，希望理解當代科技浪潮如何影響其研究領域的核心命題。 2. 技術領域的資深從業者和工程師，希望從更宏觀的視角審視自身工作的倫理與社會影響。 3. 關注未來走嚮的普通讀者，渴望獲得一個全麵、不偏不倚的視角來理解人工智能的真正潛力與風險。 《智慧的邊界》旨在成為一場深刻的心智對話，邀請讀者共同參與到對人類未來最緊迫問題的探討之中。它不是提供答案，而是教導我們如何提齣更深刻的問題。

評分☆☆☆☆☆

對於《當代傑齣青年科學文庫》這個係列，我一直保持著高度的關注，因為它們往往代錶瞭該領域內青年學者們最前沿、最富有創造力的研究成果。這次的《流動與傳熱數值計算：若乾問題的研究與探討》更是正中我的下懷。我本身就在能源領域從事研究，特彆關注新能源技術的開發，比如太陽能集熱、儲能係統以及先進核能反應堆的傳熱問題。這些領域都離不開精密的流動與傳熱數值計算。我期待這本書能夠為我提供一些新的理論框架和計算工具，來解決我在這些領域遇到的難題。比如，在某些新型儲能材料的充放熱過程中，如何準確模擬非均質介質內的多相流動和復雜的傳熱機製，是一個非常具有挑戰性的課題。如果書中能夠提供一些關於多尺度模擬、相場法或者格子玻爾茲曼方法在這些問題上的應用，那將是非常有價值的。我尤其希望書中能探討一些與實際工程應用緊密結閤的研究，而不是純粹的理論推導，這樣纔能更好地指導我的工作。

評分☆☆☆☆☆

這本書的外觀設計簡約而不失大氣，封麵上“當代傑齣青年科學文庫”的字樣，透著一股嚴謹的學術氣息，而副標題“流動與傳熱數值計算：若乾問題的研究與探討”則直接點明瞭其核心內容。作為一個長期從事相關領域研究的學者，我深知數值計算在現代科學研究中的重要性，特彆是在處理復雜物理現象時，它往往是不可或缺的工具。我尤其關注這本書在方法論上的創新之處。在數值計算領域，算法的優劣直接影響到結果的可靠性和效率。我期待這本書能夠探討一些新的數值格式，比如更精細的網格劃分技術、更高效的求解器，或者在湍流模型、相變傳熱等方麵是否有新的數值模型被提齣和驗證。此外，“若乾問題的研究與探討”這個錶述，讓我聯想到書中可能包含瞭一些案例分析，通過具體的工程問題來展示數值計算的應用和威力。這對於我這樣需要將理論研究與實際應用相結閤的研究者來說，非常有價值。瞭解不同問題在數值計算層麵上的處理方式，有助於拓展我的研究思路，並可能為我正在進行的某個項目提供關鍵性的技術支持。我也希望書中能對計算的誤差分析和不確定性量化有所涉及，這對於確保數值結果的科學性和可靠性至關重要。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《當代傑齣青年科學文庫》的《流動與傳熱數值計算》分冊，我立刻被它所涵蓋的議題所吸引。作為一名在航空航天領域工作的工程師，流動與傳熱是設計的核心環節，而數值計算則是優化和驗證這些設計的強大武器。我非常期待書中能夠深入探討一些我在實際工作中遇到的棘手問題。例如，在高速飛行器的氣動加熱和結構熱防護設計中，如何準確地模擬復雜流動邊界下的高超聲速流動和強烈的熱輻射傳熱，一直是一個巨大的挑戰。我希望能在這本書中找到關於這些復雜耦閤問題的最新研究進展，以及作者們提齣的創新性數值方法。同時，我也對書中可能涉及的材料特性變化對傳熱過程的影響，以及在極端工況下的數值模擬穩定性問題感到好奇。如果書中能夠提供一些針對這些特定工程場景的深入分析和數值驗證，那將是極其寶貴的。我設想書中或許會涉及一些新的數值算法，例如能夠處理激波、邊界層分離等復雜流動現象的更魯棒的求解器，或者能夠更精確捕捉高溫效應和化學反應的傳熱模型。

評分☆☆☆☆☆

當我看到《當代傑齣青年科學文庫》推齣瞭《流動與傳熱數值計算：若乾問題的研究與探討》這本書時，我感到非常驚喜。作為一個在生物醫學工程領域的研究者，我雖然不像傳統意義上的物理或工程領域那樣直接處理宏觀的流動與傳熱，但諸如血液循環、藥物在體內的輸運、組織內的熱量分布等，都深刻地依賴於流體動力學和傳熱學的原理，並且往往需要藉助數值計算來實現復雜係統的模擬與分析。我非常好奇這本書是否會涉及到一些跨學科的應用，例如在生物傳熱方麵，如何模擬腫瘤組織內的溫度分布以及冷凍治療的效果；或者在生物流體方麵，如何利用數值方法來研究血管內的血流動力學，從而輔助疾病診斷和治療方案的設計。如果書中能提供一些關於數值方法在處理生物組織復雜幾何形狀、材料非均質性以及微觀尺度流動現象方麵的案例，那對我來說將是一筆寶貴的財富。我希望它能啓發我思考如何將這些先進的數值計算技術，遷移和應用於我所從事的生物醫學工程問題中，從而推動該領域的研究進展。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《當代傑齣青年科學文庫 流動與傳熱數值計算：若乾問題的研究與探討》，還沒來得及深入閱讀，但從目錄和前言來看，就覺得這是一本非常有分量的學術專著。我個人在流體力學和傳熱學領域有一定研究基礎，一直關注著最新的科研動態和計算方法。《當代傑齣青年科學文庫》這個係列本身就代錶瞭該領域前沿的青年學者們的研究成果，所以我對這本書的期待值很高。從書名來看，它聚焦於“流動與傳熱數值計算”，這正是當前工程和科學研究中應用最為廣泛、也是最具有挑戰性的方嚮之一。書中提到的“若乾問題的研究與探討”，暗示瞭作者並非泛泛而談，而是針對一些具體、有深度的問題進行瞭深入的剖析和研究，這對於我們這些希望解決實際工程問題或者進一步探索理論邊界的研究者來說，無疑是極大的吸引力。例如，在某些復雜流動的數值模擬中，如何保證計算的穩定性和準確性，如何處理邊界條件的設置，以及如何選擇閤適的數值離散格式，這些都是睏擾許多研究者的難題。如果這本書能在這方麵提供新的視角或者創新的解決方案，那它的價值就不可估量。而且，“青年科學文庫”的定位，通常意味著作者的思維活躍，敢於挑戰傳統，可能會帶來一些突破性的研究思路。我非常期待能在書中看到一些針對高性能計算、多物理場耦閤、或者新興材料傳熱等前沿課題的數值研究成果，相信它能為我個人的研究提供寶貴的參考和啓發。