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  • 湍流 斯蒂芬 B.波普 Stephen B.Pope 科学出版社
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    • 作者: 斯蒂芬·B.波普著 | 无编 | 无译
    • 出版社: 科学出版社
    • 出版时间:2025-04
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    • 作者: 斯蒂芬·B.波普著| 无编| 无译
    • 出版社:科学出版社
    • 出版时间:2025-04
    • 页数:646页
    • 开本:B5开
    • ISBN:9787030813879
    • 版权提供:科学出版社

    内容介绍

    湍流是流体力学中的一种基本现象,是指流体在运动过程中表现出随机性和不规则性的流动状态。这种流动状态在自然界和工程应用中普遍存在,例如河流的流动、大气中的风暴及发动机内部的气体流动等。湍流在传热、传质和动量传递等过程中起着关键作用,同时也是理解和预测自然现象及优化工程设计的重要基础。

    目录

    目录
    第一篇 原理
    第1章 简介 3
    1.1 湍流的性质/3
    1.2 湍流研究/6
    第2章 流体运动方程8
    2.1 连续流性质/8
    2.2 欧拉场和拉格朗日场/10
    2.3 连续性方程/12
    2.4 动量方程/13
    2.5 压力的作用/15
    2.6 守恒被动标量/17
    2.7 涡量方程/18
    2.8 应变率和旋转率/20
    2.9 变换性质/21
    第3章 湍流的统计描述29
    3.1 湍流的随机性/29
    3.2 随机变量的特征/31
    3.3 概率分布示例/37
    3.4 联合随机变量/47
    3.5 正态分布和联合正态分布/53
    3.6 随机过程/57
    3.7 随机场/65
    3.8 概率和平均值/69
    第4章 平均流动方程72
    4.1 雷诺方程/72
    4.2 雷诺应力/75
    4.3 平均标量方程/79
    4.4 梯度扩散和湍流黏性假设/81
    第5章 自由剪切流 84
    5.1 圆形射流:实验观察/84
    5.2 圆形射流:平均动量/95
    5.3 圆形射流:动能/104
    5.4 其他自相似流动/116
    5.5 进一步观察/140
    第6章 湍流运动的尺度158
    6.1 能量级串和Kolmogorov假设/158
    6.2 结构函数/164
    6.3 两点相关性/169
    6.4 傅里叶模式/179
    6.5 速度谱/190
    6.6 能量级串的频谱视图/217
    6.7 局限性、缺陷及改进/221
    第7章 壁面流动 230
    7.1 槽道流动/231
    7.2 管道流/253
    7.3 边界层/261
    7.4 湍流结构/283
    第二篇 建模与仿真
    第8章 建模与仿真简介 293
    8.1 挑战/293
    8.2 方法综述/293
    8.3 模型评价标准/294
    第9章 直接数值模拟 300
    9.1 均匀湍流/300
    9.2 非均匀湍流/307
    9.3 讨论/310
    第10章 湍流黏性模型 312
    10.1 湍流黏性假设/313
    10.2 代数模型/318
    10.3 湍动能模型/322
    10.4 kε模型/326
    10.5 其他湍流黏性模型/335
    第11章 雷诺应力和相关模型 339
    11.1 引言/339
    11.2 应变压力率张量/340
    11.3 各向同性回归模型/344
    11.4 快速变形理论/354
    11.5 应变压力率模型/371
    11.6 非均匀流动的拓展/376
    11.7 近壁处理/381
    11.8 椭圆松弛模型/391
    11.9 代数应力和非线性黏性模型/394
    11.10 讨论/403
    第12章 PDF方法 408
    12.1 速度的欧拉PDF/408
    12.2 模型速度PDF方程/413
    12.3 朗之万方程/426
    12.4 湍流分散/435
    12.5 速度频率联合PDF/446
    12.6 拉格朗日粒子方法/455
    12.7 扩展/467
    12.8 讨论/490
    第13章 大涡模拟 493
    13.1 介绍/493
    13.2 滤波/495
    13.3 滤波后的守恒方程/514
    13.4 Smagorinsky模型/520
    13.5 波数空间中的LES/535
    13.6 进一步的残余应力模型/547
    13.7 讨论/561
    第三篇 附录
    附录A 笛卡儿张量 567
    A.1 笛卡儿坐标和矢量/567
    A.2 笛卡儿张量的定义/570
    A.3 张量运算/572
    A.4 矢量叉积/577
    A.5 笛卡儿张量下标符号的总结/581
    附录B 二阶张量性质 583
    B.1 矩阵表示法/583
    B.2 分解/584
    B.3 酉变换/585
    B.4 主轴/586
    B.5 不变量/587
    B.6 特征方程/588
    B.7 凯莱哈密顿(Cayley-Hamilton)定理/589
    附录C 狄拉克delta函数 591
    C.1 δ(x)的定义/591
    C.2 δ(x)的性质/593
    C.3 δ(x)函数的导数/594
    C.4 泰勒级数/596
    C.5 赫维赛德(Heaviside)函数/596
    C.6 多维情况/598
    附录D 傅里叶变换599D.1定义/599
    D.2 导数/600
    D.3 余弦变换/600
    D.4 delta函数/601
    D.5 卷积/602
    D.6 帕塞瓦尔(Parseval)定理/602
    附录E 稳态随机过程的谱描述604
    E.1 傅里叶级数/604
    E.2 周期随机过程/606
    E.3 非周期随机过程/610
    E.4 过程导数/610
    附录F 离散傅里叶变换 612
    附录G 幂律谱616
    附录H 欧拉PDF方程的推导 622
    H.1 细粒度的PDF/622
    H.2 细粒度PDF的导数/623
    H.3 PDF输运方程/624
    附录I 特征函数627
    I.1 与PDF的关系/627
    I.2 原点处的行为/627
    I.3 线性变换/628
    I.4 独立随机变量的和/628
    I.5 正态分布/628
    I.6 细粒度特征函数/629
    I.7 总结/629
    I.8 联合随机变量/631
    附录J 扩散过程 633
    J.1 马尔可夫(Markov)过程/633
    J.2 查普曼柯尔莫哥洛夫(Chapman-Kolmogorov)方程/633
    J.3 增量/634
    J.4扩散过程/634
    J.5 克拉默斯莫亚尔(Kramers-Moyal)方程/635
    J.6 福克普朗克(Fokker-Planck)方程/636
    J.7 平稳分布/636
    J.8 维纳(Wiener)过程/637
    J.9 随机微分方程/638
    J.10 白噪声/639
    J.11 欧恩斯坦乌伦贝克(Ornstein-Uhlenbeck,OU)过程/640
    J.12 伊藤(Ito)转换/642
    J.13 向量数值(vector-valued)扩散过程/643
    参考文献 647
    符号表及缩写 648

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