可壓縮性和高速多相流動 [Compressible and High-Speed Multiphase Flows] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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施紅輝，羅喜勝 著

圖書標籤:

• 可壓縮流
• 多相流
• 高速流動
• 流體力學
• 傳熱
• 燃燒
• 數值模擬
• 氣體動力學
• 工程應用
• 衝擊波

齣版社： 中國科學技術大學齣版社

ISBN：9787312033742

版次：1

商品編碼：11412680

包裝：平裝

外文名稱：Compressible and High-Speed Multiphase Flows

開本：16開

齣版時間：2014-02-01

用紙：膠版紙

頁數：451

正文語種：中文

內容簡介

　　《可壓縮性和高速多相流動》內容包括：超聲速液體射流、水下超聲速氣體射流、高速物體齣入水及超空泡流動、超聲速凝結氣體流動、激波與固體顆粒的相互作用、激波對氣／液界麵的衝擊以及高速液體對固體錶麵的衝擊等。研究範圍從基本概念到工程應用。

目錄

前言
第1章 超聲速液體射流
1.1 引言
1.2 高速液體射流的發生技術
1.3 測量技術和方法
1.4 射流速度與噴嘴壓力
1.5 射流速度的測量結果
1.6 超聲速液體射流的氣動特性：單噴口及多噴口噴射
1.7 高超聲速液體射流
1.8 纍積加速方法與其他方法的比較
1.9 從矩形噴嘴中産生的高速液體射流
參考文獻

第2章 水下超聲速氣體射流
2.1 引言
2.2 問題的描述
2.3 實驗裝置與實驗方法
2.4 水下超聲速氣體射流的流動特性
2.5 水下超聲速氣體射流誘導的水下聲場測量
2.6 關於流場的討論
2.7 水平噴射二維水下超聲速氣體射流
2.8 垂直嚮上噴射二維水下超聲速氣體射流
2.9 三維水下超聲速氣體射流噴射初期的流動特性
2.10 垂直嚮下噴射的超聲速氣體射流
2.11 小結
參考文獻

第3章 高速物體齣入水及超空泡流動
3.1 引言
3.2 超空泡問題的研究範圍
3.3 實驗裝置與方法
3.4 高速鈍體入水初期的瞬態流動
3.5 高速鈍體入水後誘導的超空泡流動
3.6 細長體入水超空泡流動
3.7 超空泡齣水過程
3.8 水平超空泡運動及其與自由麵的相互作用
3.9 平麵尾跡空化研究
3.10 關於超聲速超空泡流動的討論
3.11 齣水超空泡潰滅的理論模型
參考文獻

第4章 伴隨相變的高速氣體流動
4.1 引言
4.2 氣液相變現象的物理模型
4.3 氣液兩相流動的物理描述
4.4 數值方法
4.5 氣液相變與流動相互作用的典型例子
4.6 總結
參考文獻

第5章 激波與固體顆粒的相互作用
5.1 引言
5.2 實驗裝置與實驗方法
5.3 激波在空氣中的衰減
5.4 激波在海綿泡沫中的運動
5.5 激波與靜止顆粒群的相互作用
5.6 顆粒群在激波作用下的輸運
參考文獻

第6章 激波驅動的氣／液兩相流動
6.1 高速液體對固體錶麵的衝擊
6.2 高速液體對深水自由麵的衝擊
6.3 激波和壓縮氣體驅動的液柱流動及霧化
6.4 激波衝擊下的氣／液界麵上的不穩定性
6.5 激波與液滴、液柱和液幕（水簾）的相互作用
參考文獻

前言/序言

廣義相對論與宇宙學前沿探索 作者：[此處填寫作者姓名或機構名稱] 齣版社：[此處填寫齣版社名稱] 版次：[此處填寫版次] --- 內容簡介 本書深入剖析瞭愛因斯坦廣義相對論的理論基礎、數學框架及其在現代宇宙學中的核心應用。全書內容聚焦於引力現象的幾何化描述，從黎曼幾何的精妙結構齣發，逐步構建起時空彎麯與物質能量分布之間的深刻聯係。本書旨在為物理學、天文學及相關工程領域的研究人員、高年級本科生和研究生提供一套全麵、嚴謹且富有洞察力的理論導引。 第一部分：廣義相對論的數學基石與基本原理 本書的開篇部分詳盡闡述瞭支撐廣義相對論的純數學工具，即微分幾何與張量分析。我們首先迴顧瞭經典微分幾何中的基礎概念，如流形（Manifolds）、切空間（Tangent Spaces）和嚮量場。重點在於黎曼幾何，包括度規張量（Metric Tensor）、聯絡（Connection，特彆是列維-奇維塔聯絡）以及黎曼麯率張量。這些工具被用來精確描述時空的幾何性質，超越瞭狹義相對論中平直閔可夫斯基時空的限製。 隨後，本書係統地介紹瞭愛因斯坦場方程（Einstein Field Equations, EFE）的推導過程。我們將詳細討論愛因斯坦-希爾伯特作用量（Einstein-Hilbert Action）以及變分原理在導齣場方程中的關鍵作用。場方程——$G_{mu u} + Lambda g_{mu u} = frac{8pi G}{c^4} T_{mu u}$——被視為連接時空幾何（左側的愛因斯坦張量 $G_{mu u}$）與物質能量分布（右側的能量-動量張量 $T_{mu u}$）的橋梁。我們還將探討場方程的內在對稱性、守恒律（如能量守恒和動量守恒）及其對真空解和物質填充解的約束。 第二部分：經典解與時空結構分析 基於愛因斯坦場方程，本書深入分析瞭幾種具有裏程碑意義的經典精確解，這些解構成瞭我們理解引力本質的框架： 1. 牛頓極限與弱場近似： 闡釋瞭廣義相對論如何迴歸到牛頓引力理論，並引入瞭綫化引力（Linearized Gravity）的概念，這是研究引力波的起點。 2. 史瓦西解（Schwarzschild Solution）： 對靜態、球對稱、真空解進行瞭詳盡的分析。重點探討瞭奇點、事件視界（Event Horizon）的物理意義，以及光綫在強引力場中的彎麯現象，如引力偏轉角（Gravitational Deflection Angle）。 3. 剋爾解（Kerr Solution）： 這是描述鏇轉黑洞的解，也是現實天體物理中最普遍的黑洞模型。我們將詳細考察能層（Ergosphere）、靜力麵（Static Limit）以及幀拖曳效應（Frame-Dragging，或Lense-Thirring效應）的物理內涵。 4. 其他重要解： 簡要介紹並分析瞭具有宇宙學意義的弗裏德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾剋（FLRW）度規，這是現代宇宙學模型的基石。 通過分析這些解，讀者將建立起對時空拓撲結構、奇點分類（如標量、嚮量、張量不變量）以及黑洞熱力學初步概念的深刻理解。 第三部分：引力波物理學導論 本書專門闢齣一章用於介紹引力波的産生、傳播與探測。我們從綫性化引力理論齣發，推導齣引力波的場方程和傳播速度（光速）。詳細討論瞭雙星係統（如雙中子星或雙黑洞並閤）作為主要引力波源的輻射功率計算。 在探測方麵，本書概述瞭地麵和空間引力波探測器的基本原理（如乾涉測量技術），並探討瞭引力波作為研究極端物理過程（如黑洞閤並、早期宇宙擾動）的全新“信使”的重要性。 第四部分：廣義相對論在宇宙學中的應用 本書的最後部分將廣義相對論的理論框架應用於整個宇宙的演化研究。 1. FLRW 宇宙模型： 詳細推導和分析瞭弗裏德曼方程，探討瞭宇宙的膨脹、收縮和加速膨脹等動力學行為。書中清晰區分瞭物質、輻射和暗能量對宇宙演化的不同主導時期。 2. 宇宙學常數與暗能量： 探討瞭宇宙學常數 $Lambda$ 在愛因斯坦場方程中的作用，並將其與現代觀測到的宇宙加速膨脹現象聯係起來，引齣對暗能量本質的討論。 3. 早期宇宙： 簡要介紹瞭奇點附近的時空結構（大爆炸模型），並討論瞭暴脹（Inflation）理論作為解決平坦性、視界問題和磁單極子問題的有效機製。 特色與目標讀者 本書的敘述風格力求嚴謹而不失清晰，注重物理圖像的建立與數學推導的無縫銜接。章節之間邏輯遞進，確保讀者能夠循序漸進地掌握從基礎幾何到前沿宇宙學應用的知識體係。 本書適閤以下讀者群體： 理論物理與天體物理研究生： 作為核心課程教材或深入研究的參考資料。 高年級本科生： 學習現代物理學和引力理論的進階讀物。 科研人員： 需要快速迴顧或深入查閱特定廣義相對論解和宇宙學模型的專業人士。 通過對廣義相對論這一物理學皇冠上的寶石的全麵、精細的梳理，本書旨在激發讀者對時空本質、黑洞物理及宇宙起源與命運的深層次思考。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的經曆，簡直是一場智力上的探險。它不僅僅是知識的羅列，更像是開啓瞭一扇通往未知領域的大門。我之所以對這本書如此著迷，很大程度上是因為它所探討的主題——可壓縮性與高速多相流動的耦閤效應。這就像是在挑戰我們對物理世界最基本認知的極限。舉個例子，在超燃衝壓發動機的研發過程中，燃料的注入與燃燒是一個極其復雜的過程，高速來流中的空氣被壓縮，形成高溫高壓環境，而此時燃料的注入又會引入新的相變和混閤過程，如果未能精確掌握這些相互作用，發動機的性能就會大打摺扣，甚至可能導緻失效。這本書所提齣的理論模型和分析方法，正是為瞭解決這些難題而設計的。它不僅僅停留在概念層麵，更是深入到方程的推導、數值方法的實現，以及如何從宏觀到微觀地理解這些現象。我特彆欣賞書中對於激波與相界麵相互作用的詳細闡述，這往往是決定流動穩定性和效率的關鍵因素。例如，在某些情況下，激波撞擊液滴會引起液滴的破碎和蒸發，而液滴的蒸發又會影響激波的傳播，這種動態的反饋機製，如果處理不當，可能會導緻不可預測的後果。這本書為我們提供瞭一個係統性的框架來分析和預測這些復雜行為。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的最深刻印象，是其嚴謹的科學態度和深厚的學術功底。我之所以會對它産生如此濃厚的興趣，是因為它深入探討瞭可壓縮性和高速多相流動的耦閤效應，這在很多實際工程問題中都扮演著至關重要的角色。例如，在核反應堆安全分析中，一旦發生冷卻劑喪失事故，高溫、高壓的冷卻劑會迅速汽化，形成蒸汽泡，並在高速流動的蒸汽與液態水之間産生復雜的相互作用。激波的産生與傳播，以及相變過程，都會對事故的演變産生重大影響。這本書所提齣的理論框架和數值方法，正是為解決這些復雜問題而設計的。我尤其欣賞書中對於如何在高馬赫數條件下處理激波與液滴相互作用的精細描述。在這些條件下，激波的衝擊可能導緻液滴的劇烈變形、破碎甚至氣化，而這些過程又會反過來影響激波的傳播特性。理解這些耦閤效應，對於評估設備的安全性和可靠性至關重要。這本書為我們提供瞭一個深入研究這些復雜耦閤過程的有力工具，其潛在的應用價值不言而喻。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，無疑為整個流體力學領域帶來瞭令人振奮的消息。特彆是對於那些長期深耕於多相流動和高速流動的研究者而言，這簡直是一份厚禮。以往，這二者常常被獨立地處理，或是以簡化模型相結閤，但這終究難以完全捕捉到真實世界中那些錯綜復雜、充滿挑戰的現象。想象一下，在航空航天發動機的燃燒室裏，燃料液滴如何在高速氣流中蒸發、混閤，並最終燃燒，其過程涉及激波、相變、湍流等多種復雜機製；或者在石油天然氣開采過程中，油、氣、水等流體如何在井筒中以極高的速度流動，並可能伴隨氣穴的形成與潰滅，這些都對我們理解和模擬提齣瞭極高的要求。這本書的齣現，正是在彌閤這一研究鴻溝，它提齣的理論框架、計算方法和分析工具，有望幫助我們更深入地理解和預測這些極端條件下的流動行為。我特彆期待書中對於數值模擬方法的深入探討，畢竟，精確的數值模擬是理解和設計這些復雜係統的關鍵。例如，多相流體中的激波傳播速度與單相流體有著顯著差異，而可壓縮性效應又會進一步放大這種差異，如何在數值算法中準確捕捉這些瞬態、非綫性過程，是極具挑戰性的。這本書提供的視角，或許能為我們打開新的思路。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在翻閱這本書之前，我曾對可壓縮性與高速多相流動的研究前景感到一絲迷茫。這兩個領域各自都已經足夠復雜，將其融閤在一起，更是充滿瞭巨大的挑戰。然而，這本書的齣世，如同一束光，照亮瞭前行的道路。它不僅僅是理論的匯集，更是對我們解決實際問題的能力的極大提升。想象一下，在先進武器係統的設計中，彈頭在高速飛行過程中與大氣中的水汽、雨滴等發生相互作用，激波、相變、能量傳遞等過程相互交織，如果不能精確掌握這些，將直接影響武器的彈道和精度。這本書所提供的分析框架，能夠幫助我們係統地理解和預測這些復雜現象。我特彆看重書中對於如何將宏觀的控製方程與微觀的相變模型相結閤的討論，這正是模擬真實世界中復雜流體行為的關鍵。例如，在高速衝擊波穿過含氣泡的液體時，氣泡的壓縮、潰滅以及由此産生的衝擊波，都對整體流動産生深遠影響。如何有效地捕捉這些多尺度的耦閤效應，是這本書緻力於解決的核心問題，也正是吸引我的地方。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，在於它能夠幫助我們擺脫一些長期以來存在的思維定勢。我一直認為，在許多工程領域，我們對某些極端條件下的物理過程的理解仍然存在著巨大的提升空間，而可壓縮性和高速多相流動正是其中的典型代錶。過去，我們往往習慣於將可壓縮性與單相流、或者將多相流與低速流動視為獨立的研究對象，但現實世界中的許多重要應用，例如火箭發動機、衝擊波與液體相互作用、高速粒子注入等，都同時涉及這兩者。這本書的齣現，填補瞭這一研究空白，它係統地梳理瞭相關的理論基礎，並提供瞭一套完整的分析工具。我尤其對書中對於高馬赫數下液滴破碎和蒸發的討論印象深刻。在這些條件下，液滴的受力平衡會發生巨大變化，錶麵張力可能不再是主導因素，而慣性力和激波誘導的壓力梯度則變得更為重要。如何準確地模擬這些過程，對於設計高效的燃料噴射係統至關重要。這本書提供的模型和算法，能夠幫助我們更好地理解這些復雜的物理機製，從而優化設計，提高效率，甚至探索新的應用領域。