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传递过程原理及其数值仿真
  • 【作者】:周萍、周乃君、蒋爱华、陈红荣
  • 【出版时间】:2006-09
  • 【字 数】:686(千字)
  • 【定 价】:¥38(元)
  • 【出 版 社】:中南大学出版社
  • 【ISBN】:7-81105-340-3/TP·018
  • 【页 码】:418(页)
  • 【开 本】:16开
为了加强动力工程及工程热物理学科研究生的专业基础和数值仿真方法的训练,本书在一般工程流体力学、传热与传质学课程的基础上,进一步阐述了动量、热量与质量三种传递现象的基本原理和工程应用,并专门介绍了对上述过程进行数值仿真的基本原理和方法。本书是作者多年教学实践和科学研究经验的总结。

第一编 流体动量传递原理
1 绪 论(3)
2 流体基本性质(7)
2.2 流体的压缩性与不可压缩模型(8)
2.3 牛顿粘性定律与粘性系数(9)
2.4 牛顿流体与非牛顿流体(11)
2.5 质量力与表面力(13)
2.6 层流与湍流(14)
3 流体输运方程(15)
3.1 随体导数(15)
3.2 雷诺输运定理(18)
3.3 连续性方程(20)
3.4 应力张量(21)
3.5 动量方程(22)
3.6 变形率张量与亥姆霍兹定理(24)
3.7 本构方程(28)
3.8 纳维-斯托克斯方程(29)
3.9 运动方程的无量纲化与相似率(31)
4 N -S方程的层流基本解(34)
4.1 不可压缩流体运动方程组的封闭性与定解条件(34)
4.2 库埃特流动(二维平面内层流)(36)
4.3 泊肃叶流动(二维轴对称层流)(38)
4.4 斯托克斯流动(平板启动)(39)
4.5 西门茨流动(平面驻点流动)(41)
4.6 低雷诺数流动(圆球绕流)(43)
5 边界层流动(47)
5.1 边界层流动的基本特征(47)
5.2 边界层运动方程(50)
5.3 边界层方程的相似性解(52)
5.4 平板边界层的布拉修斯精确解(55)
5.5 轴对称绕流边界层的级数解法(57)
5.6 边界层积分方程解法(60)
6 湍流与湍流理论(66)
6.1 湍流现象与湍流的形成(66)
6.2 湍流描述方法(72)
6.3 湍流运动基本方程(74)
6.4 湍流模式理论(79)
7 几种典型湍流问题的半经验解法(86)
7.1 混合长度与流速分布律(86)
7.2 射流与尾流(88)
7.3 圆管内湍流(93)
7.4 平壁湍流速度边界层(99)
第二编 热量传递原理
8 热扩散(108)
8.1 热扩散基本理论(108)
8.2 稳态导热(116)
8.3 非稳态导热(130)
9 对流换热(144)
9.1 对流换热的基本概念(144)
9.2 对流换热问题的数学描述(146)
9.3 外部强迫对流换热(153)
9.4 内部强迫对流换热(165)
9.5 自然对流换热(173)
10 辐射传热(183)
10.1 热辐射基本概念和固体表面辐射性质(184)
10.2 固体表面间的辐射换热(195)
10.3 介质中热辐射(213)
第三编 质量传递原理
11 质量传递的机理(233)
11.1 传质的基本概念(233)
11.2 菲克(Fick)第一定律(236)
11.3 扩散系数(237)
11.4 质量传递微分方程(239)
12 扩散传质(244)
12.2 二维稳态扩散传质(252)
12.3 非稳态扩散传质(253)
13 对流传质(255)
13.1 浓度边界层与表面传质系数(255)
13.2 对流传质机理与模型(257)
13.3 对流传质微分方程与传质相似准数(262)
13.4 层流下的质量传递(264)
13.5 平板壁面上湍流传质的近似解(268)
13.6 对流传质的实验关系式(269)
13.7 对流传质与对流传热的类似(271)
14 综合传质(275)
14.1 相际平衡与平衡浓度(275)
14.2 双膜传质理论与贯通传质系数(276)
14.3 相界面有化学反应时的传质———炭粒燃烧过程(279)
14.4 平板层流边界层中同时进行动量、热量与质量传递的过程(281)
14.5 动量与质量同时传递的过程(286)
14.6 传热与传质同时发生时的综合传递过程(288)
15 导 言(299)
15.1 描述传递过程的通用控制方程(299)
15.2 边界条件与初始条件(301)
15.3 控制方程的数学分类及其对数值解的影响(302)
15.4 传递过程仿真中所应用的数值方法(304)
16 空间区域与控制方程的离散化(308)
16.1 计算区域的离散化(308)
16.2 建立离散化方程的有限差分法(311)
16.3 建立离散化方程的有限容积法(315)
16.4 建立离散化方程的有限元法(317)
17 离散方程的数值特性(326)
17.1 截断误差与相容性(326)
17.3 舍入误差与初值问题的稳定性(328)
18 扩散问题(334)
18.2 一维非稳态导热问题(340)
18.3 多维非稳态导热问题(342)
19 对流与扩散问题(344)
19.1 一维稳态对流与扩散问题(344)
19.2 多维对流与扩散方程的离散化及边界条件的处理(350)
19.3 假扩散(354)
19.4 可以克服或减轻假扩散的格式(356)
19.5 对流-扩散方程离散形式的稳定性(358)
20 求解流场的原始变量法(360)
20.1 动量方程的源项与特殊性(361)
20.2 交错网格(362)
20.3 交错网格上动量方程的离散(363)
20.4 压力与速度的修正(365)

20.5 SIMPLE算法及其发展(367)
20.6 同位网格上的SIMPLE算法(370)
21 辐射换热求解模型(373)
21.1 区域法(373)
21.2 蒙特卡罗法(375)
21.3 离散传播法(378)
21.4 离散坐标法(380)
22 数值仿真方法在工程中的应用(383)
22.1 化学反应模型(383)
22.2 商业软件简介(385)
22.3 工程应用实例:塔式锌精馏炉燃烧室多场耦合数值模拟(387)
附录1 向量代数(396)
附录2 张量初步(400)
附录3 正交曲线坐标系中的粘性流体力学基本方程组(403)
附录4(412)
附表1-1 水在一个大气压下不同温度时的粘性系数(412)
附表1-2 干空气在一个大气压下同温度时的粘性系数(412)
附表1-3 饱和水在不同温度下的导热系数(412)
附表1-4 干空气在一个标准大气压下的导热系数(412)
附表11-1 气体扩散系数(p=0.1MPa)(413)
附录11-2 低压气体的pDAB值(414)
附表11-3 低浓度物质在水中的DAB(415)
附表11-4 物质在有机溶质无限稀释中的DAB(416)
主要参考文献 (417)

为了加强动力工程及工程热物理学科研究生的专业基础和数值仿真方法的训练,本书在一般工程流体力学、传热与传质学课程的基础上,进一步阐述了动量、热量与质量三种传递现象的基本原理和工程应用,并专门介绍了对上述过程进行数值仿真的基本原理和方法。本书是作者多年教学实践和科学研究经验的总结。

参加本书编写工作的有:梅炽(第1章)、周乃君(第2章~第7章)、陈红荣(第8章~第10章)、蒋爱华(第11章~第14章)、周萍(第15章~第22章),另由谢锴提供了第22章的算例资料,杨莺参加了第10章书稿的整理,裴海灵参加了第2章~第7章书稿的整理。全书由周萍负责审阅定稿。

在本书的编写过程中,作者参阅并引用了国内外近年来发表的相关著作和文献中的一些成果和数据,在此特向各位相关作者致以真挚的谢意。限于作者的学识水平和能力,书中肯定有不妥之处,恳请读者批评指正。


编 者
2006年5月