計(jì)算傳熱學(xué)理論及其在多孔介質(zhì)中的應(yīng)用

內(nèi)容概要

本書(shū)介紹了計(jì)算傳熱學(xué)和多孔介質(zhì)基本理論及其在工程中的應(yīng)用。全書(shū)分為三篇，共9章，第一篇為基礎(chǔ)篇(第2～5章)，介紹計(jì)算傳熱學(xué)基礎(chǔ)理論；第二篇為專(zhuān)題篇(第6、7章)，其內(nèi)容主要涉及多孔介質(zhì)流動(dòng)傳熱的基礎(chǔ)理論，以及作者在計(jì)算傳熱學(xué)應(yīng)用方面的成果；第三篇是實(shí)戰(zhàn)篇(第8、9
章)，隨書(shū)附送了作者自主開(kāi)發(fā)的計(jì)算傳熱學(xué)軟件Saints 2D光盤(pán)，介紹了軟件的功能和特點(diǎn)、運(yùn)行操作以及計(jì)算實(shí)例的演練。
本書(shū)可作為能源動(dòng)力、暖通空調(diào)、土木與環(huán)境、化工、航空、冶金以及生命科學(xué)等專(zhuān)業(yè)的高等院校師生、工程技術(shù)人員、科研人員的閱讀參考書(shū)，也可作為大專(zhuān)院校研究生和本科生的教材。
 本書(shū)由潘陽(yáng)，許國(guó)良，中山顕等編著。

書(shū)籍目錄

前言
符號(hào)說(shuō)明
第1章  緒論
  1.1 計(jì)算傳熱學(xué)的作用、地位及發(fā)展
  1.2  如何學(xué)習(xí)和應(yīng)用計(jì)算傳熱學(xué)
  1.3  本書(shū)的構(gòu)架
    第一篇  基礎(chǔ)篇
第2章  流動(dòng)與傳熱的控制方程
  2.1  系統(tǒng)和控制體方法及其相互關(guān)系
  2.2  流動(dòng)與傳熱的基本控制方程
    2.2.1  連續(xù)方程
    2.2.2  動(dòng)量方程
    2.2.3  能量方程
  2.3  控制方程的通用形式
  2.4  控制方程的數(shù)學(xué)意義和物理意義
  2.5  邊界條件與初始條件
    2.5.1  邊界條件
    2.5.2  初始條件
  2.6  控制方程的簡(jiǎn)化
第3章  數(shù)值計(jì)算離散化及其求解方法
  3.1  數(shù)值求解的基本思想
  3.2  控制方程離散化的數(shù)學(xué)原理
    3.2.1  泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)原理
    3.2.2  形狀函數(shù)和權(quán)余法
  3.3  網(wǎng)格、節(jié)點(diǎn)與計(jì)算區(qū)域離散
    3.3.1  網(wǎng)格及區(qū)域離散
    3.3.2  節(jié)點(diǎn)
  3.4  離散化處理的基本規(guī)則
  3.5  數(shù)值計(jì)算方法
    3.5.1  有限差分法
    3.5.2  有限容積法
    3.5.3  有限元法
  3.6  離散化代數(shù)方程組求解的數(shù)學(xué)方法
    3.6.1  離散代數(shù)方程的矩陣形態(tài)
    3.6.2  高斯消元法
    3.6.3  三對(duì)角線(xiàn)矩陣解法
    3.6.4  高斯-賽德?tīng)柕?br />    3.6.5  逐線(xiàn)迭代法
第4章  導(dǎo)熱問(wèn)題的數(shù)值解法
  4.1  一維導(dǎo)熱問(wèn)題
    4.1.1  一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱
    4.1.2  一維導(dǎo)熱問(wèn)題的格式
  4.2  多維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題
    4.2.1  二維導(dǎo)熱
    4.2.2  柱坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系及通用形式
    4.2.3  三維導(dǎo)熱
  4.3  源項(xiàng)及邊界條件的處理
    4.3.1  源項(xiàng)的處理
    4.3.2  邊界條件的處理
  4.4  其他幾個(gè)離散問(wèn)題的處理方法
    4.4.1  突變界面網(wǎng)格控制容積及節(jié)點(diǎn)的構(gòu)建
    4.4.2  交界面上相關(guān)物理量的插值方法
  4.5  導(dǎo)熱離散化方程組的ADI解法
第5章  對(duì)流問(wèn)題的數(shù)值解法
  5.1  一維對(duì)流問(wèn)題的離散方程
    5.1.1  對(duì)流一擴(kuò)散項(xiàng)的離散方程及中心差分格式
    5.1.2  其他幾種離散格式及其比較
    5.1.3  一維非穩(wěn)態(tài)有源對(duì)流一擴(kuò)散問(wèn)題的通用離散方程
  5.2  多維對(duì)流一擴(kuò)散問(wèn)題的離散方程
    5.2.1  二維問(wèn)題的離散方程
    5.2.2  三維問(wèn)題的離散方程
  5.3  SIMPLE算法
    5.3.1  交錯(cuò)網(wǎng)格及其作用和意義
    5.3.2  網(wǎng)格的劃分及網(wǎng)格參數(shù)
    5.3.3  交錯(cuò)網(wǎng)格上的插值
    5.3.4  壓力修正法
    5.3.5  SIMPLE算法的計(jì)算步驟
    5.3.6  基于SIMPLE算法思想的其他改進(jìn)算法
  5.4  利用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)迭代計(jì)算過(guò)程
  5.5  湍流流動(dòng)及其傳熱的數(shù)值方法
    5.5.1  湍流流動(dòng)的基本概念和基本方程
    5.5.2  k-ε模型及其數(shù)值求解
    第二篇  專(zhuān)題篇
第6章  多孔介質(zhì)基本理論
  6.1  多孔介質(zhì)的基本概念
    6.1.1  多孔介質(zhì)的定義及特性
    6.1.2  多孔介質(zhì)的基本參數(shù)
  6.2  多孔介質(zhì)的理論基礎(chǔ)
    6.2.1  體積平均法
    6.2.2  多孔介質(zhì)流動(dòng)與傳熱的基本方程
第7章  多孔介質(zhì)理論在工程中的應(yīng)用及其數(shù)值計(jì)算
  7.1  多孔介質(zhì)理論在熱管抑制土壤凍脹問(wèn)題中的應(yīng)用
    7.1.1  熱管抑制土壤凍脹的工程及應(yīng)用背景
    7.1.2  基于多孔介質(zhì)理論的宏觀(guān)模型
    7.1.3  數(shù)值計(jì)算及結(jié)果分析
    7.1.4  熱管抑制土壤凍脹的機(jī)理及工程設(shè)計(jì)應(yīng)用
  7.2  多孔介質(zhì)理論在復(fù)雜傳熱設(shè)備中的應(yīng)用
    7.2.1  換熱器的體積平均控制方程組
    7.2.2  滲透率張量的輔助模型
    7.2.3  Forchheimer張量的輔助模型
    7.2.4  界面?zhèn)鳠彷o助模型
    7.2.5  復(fù)雜傳熱設(shè)備的數(shù)值計(jì)算結(jié)果及應(yīng)用
  7.3  多孔介質(zhì)方法在通風(fēng)堆肥過(guò)程中的應(yīng)用
    7.3.1  堆肥過(guò)程的體積平均控制方程
    7.3.2  一能量方程模型的推導(dǎo)
    7.3.3  數(shù)值模型及初始條件和邊界條件
    7.3.4  數(shù)值計(jì)算結(jié)果和討論
  7.4  多孔介質(zhì)理論在生物傳熱學(xué)中的應(yīng)用
    7.4.1  生物傳熱學(xué)的體積平均方法
    7.4.2  血液流動(dòng)控制方程
    7.4.3  血液流動(dòng)和生物組織的雙能量方程
    7.4.4  循環(huán)系統(tǒng)回流傳熱的三能量方程
    7.4.5  灌注流量空間分布對(duì)總的回流傳熱的影響
    7.4.6  生物傳熱模型在冷凍切除治療中的應(yīng)用
    第三篇  實(shí)戰(zhàn)篇
第8章  流動(dòng)與傳熱問(wèn)題數(shù)值積分及SOLODE軟件
  8.1  泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)法與歐拉法
  8.2  Runge-Kutta-Gill法數(shù)值積分及SOLODE軟件
  8.3  兩端點(diǎn)邊界條件問(wèn)題的解法
  8.4  層流強(qiáng)制對(duì)流換熱問(wèn)題的解法
  習(xí)題
第9章  Saints 2D軟件及其操作和演練
  9.1  Saints 2D軟件簡(jiǎn)介
  9.2  Saints 2D軟件中的相關(guān)處理方法
    9.2.1  坐標(biāo)系、通用方程、通用變量和源項(xiàng)的處理
    9.2.2  速度已知與速度未知邊界條件的概念
    9.2.3  湍流壁面法則
  9.3  Saints 2D軟件的基本操作
  9.4  流動(dòng)與傳熱問(wèn)題的計(jì)算示例
  思考題
  習(xí)題
參考文獻(xiàn)

編輯推薦

《計(jì)算傳熱學(xué)理論及其在多孔介質(zhì)中的應(yīng)用》分為三個(gè)篇章，第一篇為基礎(chǔ)篇(第2～5章)，在經(jīng)典之作的基礎(chǔ)上，結(jié)合編者潘陽(yáng)，許國(guó)良等學(xué)習(xí)、教學(xué)和科研的體會(huì)，以通俗的語(yǔ)言和表述強(qiáng)調(diào)了計(jì)算傳熱學(xué)的思想，注重介紹各部分內(nèi)容的核心與方法；第二篇為專(zhuān)題篇(第6章和第7章)，主要匯集編者們多年來(lái)的研究成果，其內(nèi)容主要涉及多孔介質(zhì)流動(dòng)傳熱理論和應(yīng)用，具有一定的參考價(jià)值；第三篇是實(shí)戰(zhàn)篇(第8章和第9章)，具有創(chuàng)新的內(nèi)容，是本書(shū)的一大特點(diǎn)。

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