超声速湍流剪切层-(第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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欺米茨 著

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• 湍流
• 剪切层
• 气动声学
• 计算流体力学
• 航空航天工程
• 流体力学
• 边界层
• 高超声速
• 湍流模型

店铺： 中关村图书大厦旗舰店

出版社： 航空工业出版社

ISBN：9787516509852

商品编码：22093126232

出版时间：2016-02-01

基本信息

商品名称： 超声速湍流剪切层-(第2版)	出版社： 航空工业出版社	出版时间：2016-02-01
作者：欺米茨	译者：刘洪	开本： 16开
定价： 120.00	页数：338	印次： 1
ISBN号：9787516509852	商品类型：图书	版次： 1

湍流边界层与传热研究新进展 本书全面深入地探讨了湍流边界层理论的最新发展、数值模拟方法以及与实际工程应用紧密结合的前沿研究课题。 本书旨在为流体力学、航空航天工程、热力学与传热学等领域的科研人员、工程师以及高年级本科生和研究生提供一本权威且实用的参考资料。 第一部分：湍流基础理论的深化与拓展 第一章：湍流的统计特性与本构关系再审视 本章从经典湍流理论出发，系统回顾了湍流脉动速度场的自相关、互相关函数、各向异性特征以及湍流能量级串理论的最新修正。重点讨论了如何利用高精度实验数据和直接数值模拟（DNS）结果来校验和改进传统的雷诺时均（RANS）模型，尤其关注在强非均匀压力梯度和曲率效应下的湍流结构演变。 湍流各向异性修正模型： 详细介绍了高阶矩模型（如Reynolds Stress Model, RSM）在处理复杂流动分离和再附着问题时的优势与局限性，并引入了基于张量密度函数的非线性 $k-epsilon$ 模型的最新变种。 混合层与尾流的过渡区分析： 深入分析了从层流到湍流的过渡机制，特别是对于伴流和自由剪切层中横向脉动强度的增长规律，探讨了线性稳定性理论（LST）与非线性稳定性理论（NST）的耦合应用。 第二章：湍流输运机制的微观探究 本章聚焦于湍流输运现象背后的微观物理机制。对湍流脉动动量和能量的有效扩散过程进行了细致的分解。 涡旋结构与相干结构识别： 引入先进的识别技术，如Q准则、$lambda_2$ 准则和几何结构函数（GSF），用于识别和量化高速流中大尺度涡结构（LESs）的生成、演化和破碎过程，这对于理解湍流混合效率至关重要。 湍流中的标量输运： 扩展了对湍流中热量和质量输运的研究，重点讨论了湍流动量扩散与标量扩散之间的局域库朗特数（Turbulent Prandtl Number）的依赖性，特别是对于高扩散率物质（如高温气体）的输运建模。 第二部分：先进数值模拟技术与应用 第三章：直接数值模拟（DNS）的前沿进展 本章详细介绍了求解纳维-斯托克斯（Navier-Stokes）方程的DNS技术在复杂流动中的应用极限与突破。 高超声速流动中的DNS挑战： 阐述了在极高马赫数下，受激的化学反应、气体可压缩性效应和激波-湍流相互作用（SWTTI）对计算资源和时间步长的极端要求。介绍了适应性网格加密（AMR）技术在捕捉激波层和边界层内的细节结构中的应用。 壁面边界的精确处理： 讨论了如何使用高阶有限差分或有限体积法，结合浸入边界法（IBM）或体贴网格技术，精确解析近壁区对流场结构的影响，这对准确预测壁面摩阻和传热系数至关重要。 第四章：大涡模拟（LES）的工程化与次网格模型 LES作为连接RANS和DNS的桥梁，在本章中得到了深入的阐述，重点在于次网格尺度（SGS）模型的开发与验证。 局部依赖型SGS模型： 针对非均匀流动，如壁面效应显著或存在强烈分离的区域，介绍了动态Smagorinsky模型和基于能量谱的SGS模型的改进，以提高其对流场分离点预测的准确性。 混合RANS/LES方法（DES与IDDES）： 详细对比了分离涡模拟（DES）和延迟分离涡模拟（IDDES）在处理大面积流动分离和流致振动（FLV）问题中的性能差异，并提供了在不同雷诺数下模型参数的最佳选择策略。 第三部分：工程前沿：热障、噪声与气动弹性 第五章：高超声速飞行器中的热环境与传热问题 本章将湍流理论直接应用于高超声速再入和巡航飞行器的热防护系统设计。 湍流激波层传热： 深入分析了高温、高焓流体与物体表面的热交换过程。重点研究了湍流脉动对热流密度（Heat Flux）的调制效应，并讨论了如何通过表面微结构（如微肋或多孔材料）来主动或被动地控制湍流热边界层。 气动热载荷的统计不确定性： 引入概率密度函数（PDF）方法来量化由于湍流脉动引起的气动热载荷的瞬时峰值，为结构热疲劳寿命评估提供更可靠的依据。 第六章：湍流噪声的产生与控制 湍流边界层是产生气动噪声的主要源头之一。本章探讨了湍流结构如何通过噪声辐射机制影响飞行器的声学特性。 声源识别与声学模拟： 使用Ffowcs Williams-Hawkings声学公式结合LES/DES数据，定位湍流剪切层中的主要声源区域，特别是针对翼型后缘和襟翼区域的“分离泡”噪声。 主动噪声抑制策略： 讨论了利用等离子体激励器或微型喷射器对近壁湍流脉动的“抑制”或“重塑”，以降低湍流噪声的产生。 第七章：气动弹性与颤振中的湍流激励 本章关注湍流边界层引起的随机载荷对柔性结构动力学响应的影响。 随机空气动力载荷的谱分析： 介绍了如何将湍流边界层脉动视为一个随机力输入过程，并利用功率谱密度（PSD）函数来描述对结构（如机翼或尾翼）的激励特性。 湍流边界层与颤振裕度： 探讨了高湍流水平对结构阻尼和颤振起始速度的影响，并结合先进的非线性气动弹性模型，预测在极端湍流环境下的结构失效模式。 --- 总结： 本书内容紧密结合最新的实验观测和高精度数值模拟成果，不仅系统梳理了湍流理论的经典框架，更着重于解决当前航空航天工程界面临的复杂流动、传热与气动声学难题，为读者提供了一套解决实际问题的工具箱和思维框架。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，初次接触此类专业书籍时，我总担心会遇到那种陈旧、脱离时代背景的内容。然而，这部作品彻底打消了我的顾虑。它展现了对先进实验技术的深刻洞察，例如对后激波区域瞬态特性的激光测速和粒子图像测速（PIV）数据的引用，都体现了作者对当前研究前沿的紧密追踪。书中对于湍流模型（如RANS、LES的适用性边界）的讨论，也充满了批判性思维，作者并未盲目推崇某一种“万能”模型，而是引导读者理解每种模型的物理假设及其在特定工况下的局限性。这种求真务实的科学态度，是真正有价值的学术著作所必备的。它不仅仅是知识的记录者，更是学科发展的推动者，激励着读者去探索尚未解决的问题。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本厚重的著作，首先感受到的便是其内容覆盖面的广度和深度令人惊叹。它不仅仅停留于教科书式的理论介绍，更像是工程师们在实际工程挑战中积累的智慧结晶。我特别欣赏其中关于高超声速效应对湍流结构影响的章节，那部分内容的处理细腻而专业，将激波与湍流脉动的相互作用描述得淋漓尽致，对于从事航空航天动力学的朋友来说，无疑是一份极为珍贵的参考资料。阅读过程中，我常常需要停下来，对照着自己的研究课题进行比对和反思。这种深度交互式的阅读体验，远超出了我阅读一般学术专著的预期。它的语言风格虽然严谨，但并不晦涩，作者似乎总能在关键节点提供恰到好处的图示和实例，将抽象的数学模型“翻译”成工程师们能直接理解和应用的物理图像。这本书的价值，在于它成功架起了从基础理论到工程实践之间的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表设计给我留下了非常深刻的印象。在这个信息爆炸的时代，一本学术专著的阅读体验同样重要。此书在视觉上传达出一种沉稳可靠的感觉，字体选择得体，行距适中，使得长时间阅读也不会感到视觉疲劳。尤为值得称赞的是其数值方法的介绍部分。作者没有简单地罗列算法，而是详尽地讨论了不同网格策略和时间步长选择对模拟结果精确度和稳定性的影响。每一张流场示意图都经过精心绘制，色彩的运用既符合物理直觉，又能突出关键的涡旋结构和密度梯度。这种对细节的极致追求，使得原本枯燥的数值计算章节也变得引人入胜。它不仅是一本知识书，更像是一本高质量的工具手册，随时可以翻阅到特定技术细节进行查验和参考。

评分☆☆☆☆☆

初捧此书，便被其深邃的理论体系和严谨的逻辑结构深深吸引。作者对流体力学基础的阐述可谓是滴水不漏，每一个公式的推导都清晰明了，仿佛能看到作者在黑板前反复演算的身影。特别是关于边界层分离与再附着的研究部分，深入浅出地剖析了复杂流动现象背后的物理机制，读来令人茅塞顿开。书中引用的经典实验数据与最新的数值模拟结果相得益彰，构建了一个既有历史厚度又不乏前沿视野的知识框架。对于初学者而言，它像一位循循善诱的导师，耐心指引着从宏观概念到微观细节的每一步；而对于资深研究者，其中对非线性扰动稳定性的探讨，也提供了宝贵的思考方向，值得反复咀嚼和品味。这本书绝非仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的塑造，它教会我们如何用物理学的语言去审视那些看似无序的湍流世界。

评分☆☆☆☆☆

对我而言，这本书最大的价值在于它提供了一种系统性的、跨学科的视角。它并非局限于纯粹的流体力学范畴，而是巧妙地融入了热力学、气体动力学甚至材料科学的一些基本原理，用以解释超声速流动中能量耗散和结构演化的复杂性。阅读的体验如同攀登一座宏伟的山脉，从山脚的广阔视野，到中段曲折的路径，再到最终抵达山顶时对全局的豁然开朗。特别是在讨论能量级联和尺度分离问题时，作者采用了类比和类推的方法，将复杂的数学关系转化为易于理解的能量流动的图像。这本书的厚度恰到好处，既保证了内容的完备性，又避免了不必要的冗余，是一部真正能帮助科研人员在专业领域站稳脚跟的宝贵财富。