数值传热学(第2版) 陶文铨 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

陶文铨 著

图书标签:

• 数值传热
• 传热学
• 数值分析
• 计算流体力学
• 工程热物理
• 陶文铨
• 第二版
• 高等教育
• 理工科
• 传热传质

店铺： 南源图书专营店

出版社： 西安交通大学出版社

ISBN：9787560514369

商品编码：12218850509

包装：平装

出版时间：2001-05-01

图书基本信息
图书名称	数值传热学(第2版)	作者	陶文铨
定价	50.00元	出版社	西安交通大学出版社
ISBN	9787560514369	出版日期	2001-05-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	128开	商品重量	0.722Kg

内容简介

《数值传热学》（第2版）是在本书1988年（第1版）的基础上修改增删写成的。引入和阐述了10年来国内外的有关科研成果和资料，重点介绍了椭圆型议程数值求解在工程流动与传热问题中的应用等内容，适当提高起点，删减或简化了部分内容。 本书可作动力、能源、化工、航空、冶空等类专业领域的研究生、大学生教材，也可供上述技术领域的科技人员阅读。

作者简介

目录

第二版前言 第1章　绪论 　1.1　描写流动与传热问题的控制方程 　1.2　控制方程的守恒与非守恒形式及单值性条件 　1.3　控制方程的数学分类及其对数值解的影响 　1.4　什么是数值传热学及常用的数值方法 　1.5　数值传热学在现代传热学研究中的作用与地位 　1.6　本书内容介绍 　习题 　参考文献 第2章　计算区域与控制方程的离散化 　2.1　空间区域的离散化 　2.2　建立离散方程的Taybr展开法及多项式拟合法 　2.3　建立离散方程的控制容积积分法及平衡法 　习题 　参考文献 第3章　离散方程的误差与物理特性的分析 　3.1　离散方程的相容性、收敛性及稳定性 　3.2　分析初值问题稳定性的VOn Neuma血方法 　3.3　离散方程的守恒性 　3.4　离散方程的迁移性 　习题 　参考文献 第4章　扩散方程的数值解法及其应用 　4.l　一维导热问题 　4.2　多维非稳态导热方程的全隐格式 　4.3　源项及边界条件的处理 　4.4　求解离散方程的三对角阵算法及交替方向隐式方法 　4.5　管道内充分发展对流换热的定义及求解实例 　4.6　管道内充分发展对流换热的统一数学模型 　4.7　纵向内肋片管中的充分发展对流换热 　4.8　长方形截面通道内的充分发展对流换热 　习题 　参考文献 第5章　对流一扩散方程的离散格式 　5.1　对流项离散格式的重要性及两种离散方式 　5.2　对流项的中心差分与迎风格式 　5.3　对流一扩散方程的混合格式及乘方格式 　5.4　对流一扩散方程5种3点格式系数特性的分析 　5.5　关于对流项离散格式假扩散特性的讨论 　5.6　可以克服或减轻假扩散的格式或方法 　5.7　对流一扩散方程离散形式的稳定性分析 　5.8　多维对流一扩散方程的离散及边界条件的处理 　习题 　参考文献 第6章　求解椭圆型流动与换热问题的原始变量法 　6.1　动量方程的源项及流场求解中的关键问题 　6.2　交错网格及动量方程的离散 　6.3　求解Navier-Stokes方程的压力修正方法 　6.4　SIMPLE算法的计算步骤及算例 　6.5　SIMPLE算法的讨论及流场迭代求解的收敛判据 　6.6　SIMPLE算法的发展（SIMPLER，SIlVKLEC，SIMPLEX） 　6.7　加速SIMPLE系列算法收敛速度的一些方法 　6.8　开口系统流场计算中出口法向流速的确定 …… 第7章 代数方程组的求解方法 第8章 求解椭圆型问题的涡量-流函数法 第9章 湍流动与换热的数值模拟 第10章 网格生成技术 第11章 计算机传热学专题讨论 主题索引 作者索引

编辑推荐

文摘

序言

《热传导理论基础与工程应用》 本书系统阐述了热传导的基本理论，深入剖析了不同几何形状、边界条件以及材料属性下的热传导方程的求解方法。内容涵盖了一维、二维及三维稳态与瞬态热传导问题，并着重介绍了数值计算方法在复杂热传导问题中的应用。 第一部分：热传导基本理论 热传导基本定律与方程： 详细推导了傅里叶热传导定律，并在此基础上建立了热传导微分方程，探讨了稳态与瞬态传热过程的本质区别。 边界条件与初始条件： 详尽介绍了第一类（狄氏）、第二类（诺依曼）和第三类（罗宾）边界条件，以及它们在实际工程问题中的物理意义和数学表达。同时，对瞬态传热的初始条件进行了深入分析。 热传导的数学方法： 系统梳理了求解热传导方程的解析方法，包括分离变量法、傅里叶级数展开法、拉普拉斯变换法等，并针对不同类型的问题给出了详细的求解步骤和示例。 传热系数与传热导数： 探讨了对流传热和辐射传热的基本概念，并在此基础上引出总传热系数的概念，为后续工程应用奠定基础。 第二部分：工程中常见的热传导问题分析 平面壁、圆筒壁及球壁的稳态热传导： 分析了具有恒定边界温度或恒定热流的简单几何体的稳态热传导问题，推导了各构件的等效热阻，并讨论了多层复合壁的热阻叠加。 肋片（散热片）的传热分析： 深入研究了肋片的传热机理，包括肋片效率和肋片长度系数的概念，并推导了不同形状肋片的温升和散热量计算公式，为提高换热设备效率提供理论依据。 瞬态热传导问题： 重点分析了物体在外部环境温度发生变化时的瞬态传热过程，介绍了集总参数法和半无限大区域体的瞬态传热，并探讨了用图解法或数值法求解复杂瞬态问题的可行性。 相变传热初步： 简要介绍了沸腾、凝结等相变过程中的传热特点，并探讨了相变对传热效率的影响。 第三部分：数值传热方法与应用 数值传热方法概述： 介绍了数值传热学的基本思想，包括离散化、求解代数方程组等核心概念。 有限差分法（FDM）： 详细阐述了有限差分法的基本原理，包括差分格式的建立（如前向差分、后向差分、中心差分）、网格划分、以及如何将偏微分方程转化为代数方程组。重点讲解了稳态和瞬态热传导问题的差分方程构建，以及显式和隐式差分方法的特点与稳定性分析。 有限体积法（FVM）： 介绍了有限体积法的基本思想，强调了守恒性的重要性。阐述了控制体、通量和平均值的概念，以及如何通过对守恒方程在控制体内进行积分来推导离散方程。重点讲解了基于有限体积法的离散格式，以及它在处理复杂几何和非均匀网格时的优势。 计算流体力学（CFD）软件初步： 简要介绍了几种主流的CFD软件（如ANSYS Fluent, OpenFOAM等）在热传导分析中的应用。阐述了前处理（几何建模、网格生成）、求解器设置（物理模型、边界条件、求解算法）和后处理（结果可视化、数据分析）的基本流程。通过实际算例演示，说明如何利用CFD软件解决复杂的工程热传导问题，如翅片散热器设计、电子设备散热优化、建筑围护结构热工性能评估等。 传热问题的数值模拟实例： 选取了若干典型工程问题，如电子元件的散热、换热器的传热分析、建筑物的热桥分析等，详细展示了如何运用有限差分法或有限体积法进行数值模拟，并对模拟结果进行解释和工程意义分析。 本书旨在为读者提供一个扎实的热传导理论基础，并掌握将理论应用于实际工程问题的数值计算方法。通过丰富的案例和深入的讲解，帮助读者理解和解决复杂的热传导挑战。

评分☆☆☆☆☆

六 这本书的重量，让我感觉它沉甸甸地承载着数值传热学领域的精髓。我尤其对书中关于耦合传热问题（例如，传热与流体流动耦合，或者传热与结构变形耦合）的数值求解方法感到好奇。作者是如何实现不同物理场之间的相互作用的？那些耦合迭代策略，以及如何保证整个求解过程的稳定性和收敛性，我总觉得可以有更详细的论述。还有，在处理那些具有复杂几何形状和非均匀物性的问题时，如何有效地划分网格，以及如何保证网格质量，这都是我非常关心的问题。我常常会设想，作者在讲解这些复杂的耦合问题时，是如何通过一些简化的模型或者生动的比喻来帮助读者理解核心思想的。他有没有一些关于如何构建高效耦合求解器的“独门秘籍”？我一直对书中关于耦合传热与质量传递的讨论很感兴趣，尤其是在化学反应、蒸发、冷凝等过程中，如何准确地模拟这些耦合现象，对于很多工程应用都至关重要。还有，对于那些具有强对流或强辐射的问题，如何选择合适的数值格式和离散方法来保证计算的稳定性和精度，也是我一直关注的焦点。

评分☆☆☆☆☆

一 这本书，说实话，刚拿到的时候，我脑子里闪过无数个“理论背后的故事”的念头。我尤其对那些经典问题的数值解法，比如稳态传热、瞬态传热，在不同边界条件下的表现。书里提到的有限体积法、有限差分法，它们各自的优势和局限性，我总觉得作者在字里行间留下了许多未曾言明的“玄机”。举个例子，当讨论到复杂的几何形状时，有限体积法那种“通量守恒”的思想如何巧妙地绕过传统网格的限制，我一直很想深入了解其中的数学推导细节，以及作者是如何一步步构建出那个求解框架的。还有，在非均匀网格下的算法稳定性问题，书中提及了一些，但我总觉得不够尽兴，总想知道作者当年是如何攻克这些难关的，是否有一些“黑科技”的算法被隐藏在了普适性的描述之下。那种“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的感觉，在面对那些复杂的偏微分方程组时，愈发强烈。我常常会想象，作者在深夜灯下，面对草稿纸上密密麻麻的公式，是如何一步步导出那些精妙的迭代格式的。也许，他也会遇到和我一样的困惑，也会在某个地方卡住，然后反复推敲，最终豁然开朗。我特别期待书中能有更多关于算法选择的“实战经验”分享，比如在什么情况下应该优先选择哪个方法，它们各自的计算成本和精度差异有多大，以及如何根据具体工程问题进行优化。

评分☆☆☆☆☆

四 这本书的纸张触感，让我联想到那些古老的科学著作，仿佛里面蕴含着传热学领域发展至今的智慧结晶。我尤其对书中关于湍流传热的数值模拟部分感到好奇，作者是如何将那些复杂的湍流模型，比如RANS模型，融入到有限体积法的框架中的。那些亚格子尺度模型，以及它们对计算结果的影响，我总觉得书中可以更详细地阐述。还有，在处理相变传热问题时，如何有效地捕捉相界面，以及处理相变潜热，这都是非常棘手的难题。我常常会想象，作者在研究这些问题时，是否会借鉴其他学科的最新进展，并将它们巧妙地应用到数值传热学的研究中。他有没有一些私藏的“秘籍”，用来解决那些特别棘手的工程问题？我一直对书中关于并行计算的讨论很感兴趣，随着计算能力的飞速发展，如何有效地利用多核处理器和GPU来加速数值模拟，这对于解决大规模复杂问题至关重要。还有，对于那些高雷诺数流动问题，如何保证数值解的稳定性和精度，以及如何避免数值振荡，这也是我一直关注的焦点。

评分☆☆☆☆☆

十 这本书的参考文献列表，让我看到了作者严谨的学术态度和广阔的知识视野。我尤其对书中关于非定常传热问题的求解方法感到好奇。作者是如何处理瞬态方程的离散化，以及如何保证时间精度和稳定性的？那些显式、隐式以及Crank-Nicolson等方法，我总觉得可以有更详细的比较和应用指导。还有，在处理那些具有内部热源或者复杂热边界条件的问题时，如何精确地计算热量分布，这都是我非常感兴趣的。我常常会设想，作者在撰写本书时，是否会针对一些经典的研究案例进行详细的分析，以帮助读者更好地理解数值方法的应用。他有没有一些关于如何将数值模拟结果直观地展示出来，以便于工程分析的建议？我一直对书中关于传热与流体流动耦合的详细讨论很感兴趣，特别是在复杂流动形态下，如分离、回流、湍流等，如何准确地捕捉其对传热的影响，是许多工程问题的关键。

评分☆☆☆☆☆

三 这本书的封面给我一种厚重感，仿佛里面藏着无数解决实际工程问题的“钥匙”。我尤其对书中关于边界元法的部分着迷，它与有限元法和有限差分法的区别，以及在处理无限域或半无限域问题时的优势，一直是我非常想深入了解的。作者是如何从边界积分方程推导出求解格式的？那些奇点处理，以及如何构建求解矩阵，我总觉得其中隐藏着许多巧妙的数学技巧。还有，在处理非均匀网格的时候，如何保持方法的精度和稳定性，以及如何有效地处理网格畸变带来的误差，这都是我非常关心的问题。我常常会设想，作者在撰写这本书时，是否经历过反复的思考和修改，来确保每一部分的讲解都既严谨又清晰。他是否会考虑到不同读者背景的差异，并在讲解过程中提供不同深度的解释？我特别想知道，在书中提及的一些高级算法，比如自适应网格细化技术，是如何在实际工程应用中实现效率和精度的双重提升的。还有，对于那些非稳态问题，作者是如何处理时间离散的，以及如何保证算法的精度和稳定性。

评分☆☆☆☆☆

七 这本书的排版布局，给人一种清晰明了的感觉，仿佛作者精心组织了每一个知识点。我尤其对书中关于多尺度传热问题的数值模拟方法感到着迷。作者是如何处理在同一问题中，尺度差异巨大的传热现象的？那些多尺度模型，以及如何实现不同尺度之间的信息传递和耦合，我总觉得可以有更深入的讲解。还有，在处理非常规边界条件，比如移动边界或者自由边界问题时，如何准确地捕捉和追踪这些边界，这都是非常具有挑战性的。我常常会推测，作者在撰写这本书时，是否参考了大量最新的研究论文，并将那些具有前瞻性的方法融入其中。他有没有一些关于如何选择合适的多尺度模型来应对不同工程挑战的经验之谈？我一直对书中关于多物理场耦合问题，特别是传热、流体、结构、电磁场等之间的相互作用的讨论很感兴趣。如何有效地构建统一的求解框架，并处理不同物理场之间的耦合关系，是实现复杂系统模拟的关键。

评分☆☆☆☆☆

二 拿到这本书，我首先想到的是，作者在“数”和“理”之间找到了一个绝妙的平衡点。数值传热学，这本身就是一个充满挑战的领域，它要求我们既要深刻理解传热的物理过程，又要掌握严谨的数学工具，最后还要能够将其转化为计算机能够执行的算法。我特别感兴趣的是，在处理那些非线性方程组时，作者是如何运用迭代法来逼近真实解的。那些收敛性分析，比如Lax等价定理，虽然书中有提到，但我总觉得可以更深入地探讨不同迭代方法的收敛速度和稳定性，尤其是在处理耦合方程组的时候。作者在有限元方法部分，对于基函数的选取，以及单元刚度矩阵的组装，我一直觉得里面有许多可以挖掘的空间。比如，不同阶的基函数会带来什么样的精度提升，以及计算量上的权衡。还有，对于那些高维问题，多物理场耦合的传热问题，书中的讲解是否能够直接套用，还是需要进行大量的预处理和模型简化。我常常会揣测，作者在教学过程中，是如何将这些抽象的数学概念，转化为学生容易理解的物理意义的。他有没有一些独特的教学技巧，或者通过一些生动的例子来解释这些复杂的算法？我一直对书中关于时间推进格式的讨论很感兴趣，比如显式和隐式方法，它们各自的稳定域和计算效率，还有那些“二阶精度”的格式，它们是如何在保持精度的同时，避免数值耗散的。

评分☆☆☆☆☆

八 这本书的章节结构，让我感觉作者有着清晰的逻辑脉络，引导读者一步步深入理解数值传热学。我尤其对书中关于不确定性量化和模型验证的讨论感到好奇。作者是如何在数值模拟中考虑参数的不确定性，以及如何评估模拟结果的可靠性的？那些敏感性分析，以及如何利用实验数据来验证数值模型，我总觉得可以有更详细的实践指导。还有，在处理那些具有复杂相变的传热问题，比如固液相变或气液相变时，如何准确地捕捉相变界面的移动，以及处理相变潜热，这都是我非常感兴趣的。我常常会设想，作者在讲解这些内容时，是如何将理论知识与实际工程应用相结合的。他有没有一些关于如何提高数值模拟在工程实践中的应用价值的建议？我一直对书中关于高精度数值方法，比如谱方法或高阶有限元方法的讨论很感兴趣。如何有效地实现这些高精度方法，并处理它们在实际应用中可能遇到的挑战，也是我一直关注的焦点。

评分☆☆☆☆☆

五 这本书的装帧设计，给我一种严谨而又不失美观的感觉，正如数值传热学本身一样。我尤其对书中关于辐射传热的数值方法部分感到着迷，作者是如何将辐射传输方程，比如P-N离散法或者离散坐标法，转化为可求解的代数方程组的。那些散射效应的处理，以及如何精确地计算辐射场的分布，我总觉得书中还有更多的细节可以挖掘。还有，在处理多孔介质中的传热问题时，如何准确地描述介质的渗透性和导热性，以及如何处理多孔介质内部复杂的流体流动，这都是我非常感兴趣的。我常常会推测，作者在撰写这本书时，是否与许多工程界的同行有过深入的交流，并将他们的经验融入到书中。他有没有一些关于如何将理论模型与实际工程应用相结合的独到见解？我一直对书中关于不确定性量化的讨论很感兴趣，在实际工程应用中，各种参数都存在不确定性，如何量化这些不确定性对计算结果的影响，以及如何进行可靠性分析，这对于工程决策至关重要。还有，对于那些瞬态问题，作者是如何处理时间离散的，以及如何保证算法的精度和稳定性。

评分☆☆☆☆☆

九 这本书的文字风格，给我一种严谨而不失活泼的感觉，仿佛作者在与读者进行一场知识的对话。我尤其对书中关于求解大规模稀疏线性方程组的算法部分感到着迷。作者是如何在保证精度的前提下，提高求解效率的？那些迭代求解器的选择，比如共轭梯度法或者广义最小残差法，以及它们的预条件技术，我总觉得可以有更深入的探讨。还有，在处理那些非均匀网格或者复杂几何形状的问题时，如何有效地处理网格畸变带来的误差，这都是我非常关心的问题。我常常会推测，作者在讲解这些内容时，是否会考虑到读者的计算能力和实际应用需求。他有没有一些关于如何选择合适的算法来应对不同规模和复杂度的工程问题的经验分享？我一直对书中关于机器学习在数值传热学中的应用讨论很感兴趣，如何利用机器学习来辅助数值模拟，比如预测模型参数、加速求解过程，或者进行故障诊断，都是非常前沿且有潜力的研究方向。