湍流理論與模擬

前言

　　本書是為研究生撰寫的教材和參考書，同時面向所有需要研究和應(yīng)用湍流理論的科技工作者。學(xué)習(xí)和研究湍流的最終目的是預(yù)測和控制湍流，而要理解和發(fā)展預(yù)測與控制方法必須掌握湍流的基本理論。湍流屬于多尺度不規(guī)則的復(fù)雜流動現(xiàn)象，對這種現(xiàn)象沒有深入理性的了解，就不可能正確應(yīng)用已有的預(yù)測方法，更不可能發(fā)展新的方法。對于湍流物理的研究，理論更是必需的。由于計算機的迅速發(fā)展，數(shù)值模擬是近年來預(yù)測復(fù)雜湍流和研究湍流物理的主要手段之一。湍流理論是正確數(shù)值模擬的基礎(chǔ)，例如，怎樣準確地模擬含有許多尺度的流動，怎樣合理地給出不規(guī)則流動的邊界條件，怎樣獲得不規(guī)則流動的準確統(tǒng)計量，等等，這些..

內(nèi)容概要

　　本書系統(tǒng)、完整地敘述湍流的基本理論和近代的湍流數(shù)值模擬方法。全書共8章，具體內(nèi)容包括湍流的統(tǒng)計和測量、湍流運動的基本方程、均勻各向同性湍流、簡單剪切湍流、標量湍流、湍流直接數(shù)值模擬、雷諾平均統(tǒng)計模式、湍流大渦數(shù)值模擬。書中總結(jié)了近年來國內(nèi)外湍流前沿和熱點問題研究的進展，并融入了作者多年來的教學(xué)經(jīng)驗和學(xué)術(shù)成果。　　本書可作為工程力學(xué)、流體力學(xué)、空氣動力學(xué)、航空工程、工程熱物理、熱能工程、核能工程、環(huán)境科學(xué)和工程、水利工程等專業(yè)研究生教材和科研人員的參考書。

作者簡介

　　張兆順：清華大學(xué)教授，1957年上海交通大學(xué)造船系畢業(yè)，1959年中國科學(xué)院清華大學(xué)合辦第一屆工程力學(xué)研究班畢業(yè)。1981英國南安普頓大學(xué)航空航天系博士?！　〈薰鹣悖呵迦A大學(xué)教授，1977年清華大學(xué)力學(xué)系畢業(yè)，1982年清華大學(xué)流體力學(xué)碩士?！　≡S春曉：清華大學(xué)教授，1990年大學(xué)副教授，1995年清華大學(xué)流體力學(xué)博士。

書籍目錄

第1章 湍流的統(tǒng)計和測量1.1 湍流的不規(guī)則性1.2 湍流的統(tǒng)計1.2.1 隨機變量的概率分布和概率密度1.2.2 湍流的統(tǒng)計量1.3 湍流脈動的譜1.3.1 時間平穩(wěn)態(tài)中的頻譜1.3.2 均勻湍流場中的波譜1.3.3 非均勻湍流場中譜函數(shù)的推廣1.4 拉格朗日湍流1.4.1 拉格朗日概率密度函數(shù)和拉格朗日相關(guān)函數(shù)1.4.2 均勻湍流場中質(zhì)點位移的公式——Taylor公式1.5 湍流脈動的測量原理第2章 湍流運動的基本方程2.1 Navier\|Stokes方程和湍流2.2 雷諾方程和脈動運動方程2.2.1 雷諾方程2.2.2 脈動運動方程2.3 雷諾應(yīng)力和雷諾應(yīng)力輸運方程2.3.1 雷諾應(yīng)力張量2.3.2 雷諾應(yīng)力輸運方程2.3.3 湍動能輸運過程2.3.4 雷諾應(yīng)力輸運過程2.3.5 不可壓縮湍流場中脈動壓強分布和壓強變形率相關(guān)的解析表達式2.3.6 湍流統(tǒng)計方程的封閉性討論2.4 不可壓縮湍流的標量輸運方程2.5 可壓縮湍流的統(tǒng)計方程2.5.1 可壓縮湍流運動的系綜平均方程2.5.2 密度加權(quán)平均的可壓縮流體運動方程2.6 渦量的輸運和湍流2.6.1 不可壓縮流體中渦量的運動學(xué)2.6.2 不可壓縮流場中的渦動力學(xué)2.6.3 渦動力學(xué)和湍流第3章 均勻各向同性湍流3.1 均勻湍流場的相關(guān)函數(shù)和譜張量3.2 均勻各向同性湍流場的相關(guān)函數(shù)和譜張量3.2.1 張量的不變量和張量函數(shù)3.2.2 各向同性湍流的相關(guān)張量函數(shù)及其性質(zhì)3.2.3 不可壓縮各向同性湍流的相關(guān)張量函數(shù)及其性質(zhì)3.3 不可壓縮均勻各向同性湍流的動力學(xué)方程3.3.1 不可壓縮均勻湍流的基本方程3.3.2 不可壓縮均勻湍流的譜理論3.3.3 不可壓縮均勻湍流中的湍動能輸運過程3.3.4 均勻湍流中的湍動能傳輸鏈3.4 不可壓縮均勻各向同性湍流動力學(xué)的若干性質(zhì)3.4.1 不可壓縮均勻湍流的2階速度相關(guān)動力學(xué)方程和譜張量動力學(xué)方程3.4.2 不可壓縮均勻各向同性湍流的Karman\|Howarth方程3.4.3 Karman\|Howarth方程的應(yīng)用3.5 不可壓縮均勻各向同性湍流中的湍動能傳輸鏈3.5.1 不可壓縮均勻各向同性湍流中的湍動能輸運方程3.5.2 各向同性湍流中的特征尺度3.5.3 Kolmogorov的局部各向同性假定和湍能譜的-5/3冪次律3.6 局部各向同性湍流的結(jié)構(gòu)函數(shù)3.6.1 結(jié)構(gòu)函數(shù)及其性質(zhì)3.6.2 Landau對Kolmogorov理論的質(zhì)疑，湍能耗散的間歇性3.6.3 局部各向同性湍流的標度律3.6.4 各向同性湍流結(jié)構(gòu)函數(shù)的動力學(xué)性質(zhì)3.7 各向同性湍流相關(guān)方程的封閉3.7.1 準高斯過程的性質(zhì)3.7.2 各向同性湍流的準高斯封閉方程，EDQNM近似第4章 簡單剪切湍流4.1 簡單剪切湍流的統(tǒng)計特性4.2 自由剪切湍流的統(tǒng)計特性4.3 均勻剪切湍流的快速畸變理論4.4 剪切湍流中的擬序運動4.5 擬序特性的檢測4.6 擬序結(jié)構(gòu)的動力學(xué)模型4.7 簡單湍流的控制第5章標量湍流5.1 均勻湍流中的被動標量輸運5.2 標量湍流的結(jié)構(gòu)5.3 湍流普朗特數(shù)5.4 標量湍流的結(jié)構(gòu)函數(shù)方程——Yaglom方程5.5 標量湍流擴散的拉格朗日隨機模型第6章 湍流直接數(shù)值模擬6.1 湍流數(shù)值模擬的方法6.2 湍流直接數(shù)值模擬的基本原理6.3 湍流直接數(shù)值模擬的譜方法6.4 湍流直接數(shù)值模擬的差分法第7章 雷諾平均統(tǒng)計模式7.1 建立湍流統(tǒng)計模式的一般原理7.2 湍流渦粘模式式7.3 雷諾應(yīng)力輸運方程的封閉模式： 2階矩模式7.4 湍流統(tǒng)計模式的綜合評述第8章 湍流大渦數(shù)值模擬8.1 脈動的過濾8.2 大渦模擬的控制方程和亞格子應(yīng)力8.3 亞格子模型的檢驗8.4 復(fù)雜流動的大渦數(shù)值模擬算例8.5 關(guān)于大渦數(shù)值模擬的幾個問題參考文獻索引

編輯推薦

　　《湍流理論與模擬》可作為工程力學(xué)、流體力學(xué)、空氣動力學(xué)、航空工程、工程熱物理、熱能工程、核能工程、環(huán)境科學(xué)和工程、水利工程等專業(yè)研究生教材和科研人員的參考書。

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