湍流理论与模拟（第2版）/研究生力学丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张兆顺，崔桂香，许春晓，黄伟希 著

图书标签:

• 湍流
• 流体力学
• 计算流体力学
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• 湍流模型
• 数值模拟
• 力学
• 传热
• 流体动力学
• 研究生教材

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302473275

版次：2

商品编码：12219020

包装：平装

丛书名： 研究生力学丛书

开本：16开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：288

字数：455000

正文语种：中文

编辑推荐

本书是湍流是近代流体力学研究的热点，是工程设计和大气海洋环境预测需要的知识和模拟方法。本书融合湍流莫斯科学派，剑桥学派的理论精髓和近代湍流的模拟方法，并以国内外湍流专家和本书作者研究成果说明发展湍流理论和模拟的途径；使读者既能深谙湍流理论，又能运用理论正确构造模型和数值模拟湍流运动。如果你希望了解湍流本质，以攻克湍流难题，本书为你提供湍流的基础理论和进一步研究方法；如果你需要湍流模拟方法以解决工程设计问题，本书提供了模拟方法的理论基础和近代方法。本书在论述理论和方法时，引用国内外重要文献180余篇，为读者深入学习和发展湍流理论和模拟方法提供广阔空间。

内容简介

本书是2005年版《湍流理论与模拟》的再版。本书系统地叙述了湍流的基本理论和近代湍流数值模拟方法。此版增加了可压缩湍流，全书由原来8章更新为9章。具体内容包括湍流的统计和测量、湍流运动的统计平均方程和脉动方程、均匀各向同性湍流、简单剪切湍流、标量湍流、可压缩湍流、湍流直接数值模拟、湍流大涡模拟、雷诺平均模拟方法。书中总结了近年来国内外前沿和热点问题研究的进展，并融入了作者多年来的教学经验和学术成果。
本书可作为工程力学、流体力学、空气动力学、航空工程、工程热物理、热能工程、核能工程、环境科学和工程、水利工程等专业的研究生教材和科研人员的参考书。

作者简介

张兆顺，教授，博士生导师，1957年上海交通大学毕业，1959年清华大学工程力学研究班毕业。1982年获英国南安普墩大学应用科学院博士（PH.D)。是国内著名的湍流专家。曾任中国力学学会常务理事，副秘书长。与崔桂香合著《流体力学》（*版，1999年，清华大学出版社，已改版三次），与崔桂香，许春晓合著《湍流理论和模拟》（第*版，2005年，清华大学出版社），与崔桂香，许春晓合著《大涡数值模拟的理论和应用》（2008年，第*版，清华大学出版社）。近30年中在国内外权*刊物（如Journal of Fluid Mechanics, Physics of Fluids,中国科学，力学学报等）发表论文近100篇，被SCI引用100余次，曾任国际杂志Flows，Turbulenceand Combustion和Communication of Nonlinear Science and Numerical Simulationde编委，以及重要国际湍流会议的顾问委员。

目录

第1章湍流的统计和测量
1.1湍流现象
1.2湍流的不规则性
1.3湍流的统计
1.3.1随机变量的概率分布和概率密度
1.3.2湍流的统计量
1.4湍流脉动的谱
1.4.1定常湍流中的频谱
1.4.2均匀湍流场中的波谱
1.4.3非均匀或非定常湍流场中谱函数的推广
1.5湍流脉动的测量方法
1.5.1湍流速度的测量方法
1.5.2流动显示和流场浓度的测量
1.5.3脉动压强的测量
第2章湍流运动的统计平均方程和脉动方程
2.1Navier�睸tokes方程和湍流
2.2雷诺方程和脉动运动方程
2.2.1雷诺方程
2.2.2脉动运动方程
2.3雷诺应力和雷诺应力输运方程
2.3.1雷诺应力张量
2.3.2雷诺应力输运方程
2.3.3湍动能输运过程
2.3.4平均运动的能量输运过程
2.3.5雷诺应力输运过程
2.3.6不可压缩湍流场中脉动压强分布和压强变形率相关的
解析表达式
2.3.7湍流统计方程的封闭性讨论
2.4不可压缩湍流的标量输运方程
2.5涡量的输运和湍流
2.5.1涡量运动学
2.5.2涡动力学
2.5.3湍流场中涡量的统计方程
第3章均匀各向同性湍流
3.1均匀湍流场的相关函数和谱张量
3.2均匀各向同性湍流场的相关函数和谱张量
3.2.1张量的不变量和张量函数
3.2.2各向同性湍流的相关张量函数及其性质
3.2.3不可压缩各向同性湍流的相关张量函数及其性质
3.2.4关于能谱的几个公式
3.3不可压缩均匀各向同性湍流的动力学方程
3.3.1不可压缩均匀湍流的基本方程
3.3.2不可压缩均匀湍流的谱理论
3.3.3不可压缩均匀湍流中湍动能的输运过程
3.3.4均匀湍流中的湍动能传输链
3.4不可压缩均匀各向同性湍流动力学的若干性质
3.4.1不可压缩均匀湍流的2阶速度相关动力学方程
3.4.2不可压缩均匀各向同性湍流的Karman�睭owarth方程
3.4.3Karman�睭owarth方程的应用
3.5不可压缩均匀各向同性湍流中的湍动能传输链
3.5.1不可压缩均匀各向同性湍流中的湍动能输运方程
3.5.2各向同性湍流中的特征尺度
3.5.3Kolmogorov的局部各向同性假定和湍能谱的－5/3幂次律
3.6局部各向同性湍流的结构函数
3.6.1结构函数及其性质
3.6.2Landau对Kolmogorov理论的质疑，湍能耗散的间歇性
3.6.3局部各向同性湍流的标度律
3.6.4各向同性湍流结构函数的动力学性质
3.7解各向同性湍流相关方程的EDQNM理论
3.7.1准高斯过程的性质
3.7.2各向同性湍流的准高斯封闭方程，EDQNM近似
第4章简单剪切湍流
4.1简单剪切湍流的统计特性
4.1.1壁湍流的统计特性和湍涡结构
4.1.2壁湍流的湍涡结构和湍涡粘性系数
4.1.3高雷诺数壁湍流
4.2自由剪切湍流的统计特性
4.2.1二维自由剪切湍流的边界层近似
4.2.2自由剪切湍流的相似性解
4.2.3自由剪切湍流的涡粘系数
4.3均匀剪切湍流的快速畸变理论
4.3.1均匀剪切湍流的基本方程
4.3.2快速畸变近似的基本方程和主要特征
4.3.3快速畸变近似的统计方程
4.3.4快速畸变近似的实例
4.3.5快速畸变近似的雷诺应力再分配项
4.4剪切湍流中的拟序运动
4.4.1自由剪切湍流中的拟序结构
4.4.2湍流边界层的拟序结构
4.5拟序特性的检测
4.5.1脉动的时空相关和结构迁移速度的检测
4.5.2VITA法和湍流猝发特性的检测
4.6拟序结构的动力学模型
4.6.1拟序运动的分解和能量输运
4.6.2平面湍流混合层拟序运动的能量输运
4.6.3壁湍流中拟序结构的动力学分析
4.7简单湍流的控制
4.7.1壁湍流的被动控制
4.7.2壁湍流的主动控制
第5章标量湍流
5.1均匀湍流中的被动标量输运
5.1.1被动标量输运的控制方程
5.1.2谱空间中标量脉动的输运
5.1.3均匀湍流场中标量输运规律
5.2标量湍流的结构
5.2.1标量梯度方程
5.2.2标量梯度片状结构的实例
5.3湍流普朗特数
5.4标量湍流的结构函数方程——Yaglom方程
5.5标量湍流扩散的拉格朗日随机模型
5.5.1标量点源的湍流扩散
5.5.2湍流场中质点位移的均方根公式
5.5.3标量点源的湍流扩散系数
5.6Boussinesq近似的湍流
5.6.1Boussinesq近似
5.6.2重力内波和分层流湍流
5.6.3位势涡和湍流
第6章可压缩湍流
6.1可压缩湍流的基本性质
6.1.1可压缩流动的基本方程
6.1.2可压缩层流库埃特流动
6.1.3激波和激波关系式
6.1.4克罗克定理
6.2可压缩湍流的统计方程
6.2.1可压缩湍流运动的系综平均方程
6.2.2密度加权平均的可压缩流体运动方程
6.3均匀可压缩湍流的不变量
6.4均匀可压缩湍流的基本特性
6.4.1气体湍流的三种基本模态
6.4.2气体湍流三种基本模态间的非线性相互作用
6.5湍流和激波相互作用的近似理论
6.5.1Ribner近似
6.5.2Ribner近似的主要结果
6.5.3线性相互作用近似
6.6Morkovin假定和可压缩剪切湍流的特性
6.6.1Morkovin假定
6.6.2强雷诺比拟
6.6.3湍流普朗特数
6.7可压缩湍流的Favre过滤
6.8超声速湍流的物理实验和数值模拟
6.8.1超声速湍流的实验
6.8.2可压缩湍流的数值模拟
6.9激波边界层相互作用
6.9.1典型的激波边界层相互作用
6.9.2超声速气流绕斜坡的激波边界层相互作用
第7章湍流直接数值模拟
7.1湍流数值模拟的方法
7.2湍流直接数值模拟的基本原理
7.2.1湍流直接数值模拟的空间分辨率
7.2.2湍流直接数值模拟的时间分辨率
7.2.3初始条件和边界条件
7.3湍流直接数值模拟的谱方法
7.3.1谱方法的基本原理
7.3.2格栅湍流的直接数值模拟
7.3.3平面槽道湍流的直接数值模拟
7.4湍流直接数值模拟的差分法
7.4.1高精度紧致格式
7.4.2湍流混合层的直接数值模拟
第8章湍流大涡模拟
8.1脉动的过滤
8.2大涡模拟的控制方程和亚格子应力
8.2.1大涡模拟控制方程
8.2.2亚格子应力的性质
8.3常用的亚格子模型
8.3.1Smargorinsky涡粘模式
8.3.2尺度相似模式和混合模式
8.3.3动力模式
8.3.4谱空间涡粘模式
8.3.5理性亚格子模式
8.3.6标量湍流输运的亚格子模型
8.4亚格子模型的检验
8.4.1亚格子模型的先验比较结果
8.4.2亚格子模型的后验结果
8.5复杂流动的大涡模拟算例
8.5.1平面扩压器
8.5.2绕圆柱流动
8.5.3环境流动的算例
8.6关于大涡模拟的几个问题
8.6.1亚格子应力的量级估计
8.6.2大涡模拟的误差估计和提高精度的方法
8.6.3大涡模拟的统计量修正
8.6.4非均匀网格中过滤过程和微分运算的可交换性
8.6.5大涡模拟的近壁模型
第9章雷诺平均模拟方法
9.1建立湍流统计模式的一般原理
9.1.1雷诺应力的一般泛函形式
9.1.2封闭模式方程的约束条件
9.2湍流涡粘模式
9.2.1不可压缩湍流的代数涡粘模式
9.2.2标准k�拨拍Ｊ�
9.2.3非线性k�拨拍Ｊ�
9.2.4壁函数
9.2.5低雷诺数修正
9.2.6单方程涡粘系数输运模式
9.3雷诺应力输运方程的封闭模式： 2阶矩模式
9.3.12阶矩模式的封闭式
9.3.2代数形式的2阶矩模式
9.3.3关于湍流统计模式的综合评述
9.4雷诺平均和大涡模拟的组合模型(RANS/LES)
9.4.1RANS/LES组合模型的基本思想和实施方法
9.4.2RANS/LES组合模型算例
索引
参考文献

精彩书摘

　　第1章湍流的统计和测量
　　1.1湍流现象
　　湍流又称紊流，是自然界普遍存在的极不规则流动现象。我国古代文学家用水流湍急描述奔腾的江河水流，伟大的爱国诗人屈原(公元前339—前278)在《楚辞·九章·抽思》中有“长濑湍流”的描述； 晋朝王羲之(公元321—379)在《兰亭序》中有“清流激湍”的佳句。欧洲文艺复兴时代的大师达·芬奇(1452—1519)有许多大气运动的素描，和现代科学家的“湍涡”观念相当接近(图1��1)。
　　随着科学技术的发展，工程机械中的湍流现象不断涌现，可以毫不夸张地说，自然界和工程中的多数流动是湍流。
　　湍流作为流体动力学课题的研究始于英国著名科学家奥斯堡恩·雷诺(Orsborne Reynolds)。著名的雷诺实验(1883)给出了湍流直观的描述和发生湍流状态的条件。图1��2是雷诺实验装置和流动显示的示意图。
　　图1��1达·芬奇素描的大气湍流
　　图1��2雷诺实验示意图
　　(a) 层流； (b) 由层流到湍流的转变
　　清水从一个有恒定水位的水箱流入等截面直圆管，在圆管入口的中心处，通过一针孔注入有色液体，以观察管内的流动状态。在圆管的出口端有一节门可调节流量，以改变流体速度。为减少入口扰动，入口制成钟罩形。实验时可用容积法
　　容积法是一种简单而精确的测量液体流量的方法，用量筒接收通过管道的液体体积V，用秒表记录液体流入量筒的时间T，流量Q=V/T。测量流过圆管的流量Q，以此计算圆管内的平均流速Um：
　　Um=4Qπd2
　　(1.1)
　　式中d是圆管直径。实验过程中，逐渐开大节门，管内流速随之增大。当管内流速较小时，圆管中心的染色线保持直线状态(图1��2(a))； 当流量增大到某一数值时染色线开始出现波形扰动； 继续增大流量时，染色线由剧烈振荡到破碎，并很快和清水剧烈掺混以至不能分辨出染色液线(图1��2(b)的后端)。雷诺实验不仅观察到流动状态的改变，而且发现流动状态的转变和无量纲数Umd/ν有关(ν为水的运动粘性系数)，后来该无量纲数称为雷诺数：
　　Re=Umdν(1.2)
　　上述第一阶段的流动状态称为层流； 最后阶段的流动状态称为湍流； 中间阶段的流动状态极不稳定，称为过渡流动。在不加特殊控制的情况下，圆管流动出现湍流状态的最低Re数约为2000。在特殊控制环境下，外界的扰动非常微弱(如控制环境振动和噪声、管壁粗糙度等)，圆管内流动的层流状态可维持到Re=105量级。在常见的其他流动中，如边界层、射流或混合层等，随着各自流动特征雷诺数的增大，也会发生层流到湍流的演变。
　　总之，湍流是一种极普遍的流动现象，它和层流是两种不同的流动状态，当流动的特征雷诺数足够大时，流动就呈现不规则的湍流状态。
　　1.2湍流的不规则性
　　湍流的主要特征是不规则性，这是它和层流的主要区别。湍流的不规则性可表现在流动变量(速度、压强等)的时间序列呈现不规则的振荡状态，如图1��2所示； 不规则性也能表现在流动变量在空间上的极不规则的分布。
　　湍流的不规则性还表现在它的不重复性。以圆管流动为例，保持相同流量、相同流体粘度等条件，重复前面的雷诺实验，每次试验的时间变量均由启动瞬间算起，在这种重复试验的流动中，同一空间点上的速度时间序列是不重复的。图1��3展示了在不同时刻采集的圆管湍流中心线上的流向速度(Re=6000)。可以看到，两次采集的速度时间序列都是极不规则的，并且两次采集的结果完全不重合。
　　不重复性可以用试验次数为自变量的不规则函数表示。试验次数用变量�`表示(例如第1次试验
　　ω~=1，第2次试验ω~=2，3，…)，那么湍流速度场是时间、空间坐标和试验次数ω~的不规则函数：
　　ui=ui(x，t，ω~)(1.3)
　　图1��3圆管湍流中心流向速度的两次时间序列
　　必须指出，湍流是在连续介质范畴内流体的不规则运动，它有别于物质分子的不规则运动。具体来说，在湍流中，极不规则流动的最小时间尺度和最小空间尺度都远远大于分子热运动的相应尺度。就是说湍流是研究流体微团的不规则运动，因此湍流运动产生的质量和能量的输运远远大于分子热运动产生的宏观输运，这就导致湍流场中质量和能量的平均扩散远远大于层流扩散。例如，在化学反应器中，为了加速化学反应，常常利用搅拌产生湍流以加强流动中反应物的质量扩散。另一方面，真实流体运动是耗散系统，湍流脉动导致附加的能量耗散，因此湍流运动往往使流动阻力增加。
　　下面首先讨论不规则运动的统计描述。
　　1.3湍流的统计
　　1.3.1随机变量的概率分布和概率密度
　　湍流是不规则运动，属于随机过程，随机过程中随机变量的最基本可预测特性是它的概率和概率密度。
　　1. 随机变量的概率和概率密度
　　首先，用直观的方法建立概率和概率密度的概念。考察图1��3的圆管湍流中心的速度测量结果，从表面上看，每次采样的速度序列都极不规则，而且两次采集的结果没有重复性。如果把采集的时间序列按速度大小分类，并考察出现在某一速度区间上的样本数的分布，那么两次采样结果就有几乎相同的分布规律。具体做法是在速度的最大值和最小值之间等分成M个区间，第mi个区间的中心速度为ui，则该区间中流体速度值为
　　ui-Δu　　在速度时间序列的样本中，把位于上述区间采集到的点数Ni记录下来，并除以总的采集点数NT，则
　　Ni/NT
　　表示位于上述指定区间的样本的百分数。
　　上述处理结果可以用直方图表示，图1��4右边是速度的时间序列，左边是该时间序列按速度大小分布所作的直方图。
　　图1��4不规则序列及其直方图
　　Ni/NT称为速度时间序列中出现速度值为ui-Δu　　综上所述，虽然湍流速度场在时间上具有不规则性，但它具有规则的概率分布。
　　图1��5两次试验的速度时间序列(分别对应图1��2(a)和(b))的概率密度分布
　　(□： 试验结果； 实线： 拟合的高斯分布)
　　2. 概率和概率密度的定义
　　以上是直观的概率和概率密度的概念，为了对不规则量进行定量的统计需要严格的概率定义。概率论中，随机变量的定义是事件集合Ω(ω~)到实数集合R的映射。
　　u:Ω→R(1.4)
　　用力学语言来解释上述定义，湍流速度变量u的实数集合是随机变量； 事件集合就是相同边界条件下、不同初始场演化出的所有流场状态。例如，前面曾经将每次试验用参数ω~表示，则流场中某一点所有可能出现的速度值表示为
　　u=u(ω~)(1.5)
　　所有可能实现的事件集合Ω(ω~)称为系综。举例来说，在相同的边界条件下，N个真实的初始条件产生N个实验流场(理论上N可以无穷大)是一个系综，其中某一次试验称为一个事件。数学上，随机变量的概率定义如下：
　　随机变量的概率是一种测度概念。规定全系综(即一切可能实现的事件集合)的测度等于1，随机变量u(ω~)的概率P(x)定义为一切u(ω~)　　P(x)=M［u(ω~)　　用力学语言来解释，式(1.6a)可表述为
　　P(x)=出现u　　公式(1.6a)或(1.6b)定义的概率称为累积概率，它具有以下性质：
　　(1) P(x)是小于1的正值函数，即0　　(2) P(x)是不减函数，即P(x2)≥P(x1)，若x2>x1；
　　(3) P(-∞)=0，P(∞)=1，因为一切真实的物理量必为-∞　　由上述定义的概率不难算出u1　　P(u1　　前面用直观方法作出的直方图就是累积概率之差
　　Δ
　　P(u)。由累积概率可进一步引出概率密度的概念。
　　如累积概率P(x)是可微函数，则它的导数定义为概率密度，并用p(x)表示，即
　　p(x)=dP(x)dx(1.7)
　　具有概率密度的随机变量，可以用积分方法求出u1　　P(u1　　概率密度函数具有以下性质：
　　(1) p(x)是非负函数，即p(x)≥0，这是因为累积概率P(x)是不减函数，它的导数应是非负数；
　　(2) ∫∞-∞p(x)dx=1，这是因为P(-∞)=0和P(∞)=1；
　　(3) p(-∞)=p(∞)=0，也是因为limx→-∞P(x)=0，limx→∞P(x)=1。
　　例1.1概率密度为高斯分布函数
　　图1��6高斯分布函数的概率密度
　　高斯分布函数为
　　……

前言/序言

　　本书第1版早已售罄，广大科技工作者和研究生纷纷要求再版。湍流是正在不断发展的学科，再版应当适应它的发展。本书第1版绝大部分内容是不可压缩湍流的理论和数值模拟，对于初学湍流的读者，这是基础。但是随着科学技术的发展，需要更新内容以满足读者的需要。本书再版保留湍流理论的基础部分，例如，湍流的统计，不可压缩各向同性湍流和简单剪切湍流，数值模拟方法等。这些内容是学习和理解湍流的必备知识。同时增加了“可压缩湍流”一章，这是目前湍流界研究的热点之一； 在“标量湍流”和“湍流大涡模拟”两章中增加了大气环境的算例； 在“简单剪切湍流”中，增补了新的发现和有争议的问题，例如，壁湍流的超大尺度脉动，壁湍流平衡区是对数律还是幂律的争论，卡门常数是不是普适常数，等等； 在数值模拟方面，增加了一节“雷诺平均和大涡模拟的组合模型”。
　　本书虽然增加了内容，但仍然跟不上该学科的发展和工程技术的需要。在欧洲湍流的千禧年会议上，两位湍流专家声称湍流研究还处于幼年时代
　　Lumley J,Yaglom A.2001.A century of turbulence.Flow,Turbulence and Combustion,66(3): 241��285.
　　，它的基本理论有待进一步建立，它的应用面在不断扩大。本书增加了一些内容，还属于基础内容，发展湍流理论和数值模拟方法，还有待后起之秀作出贡献。可喜的是本书再版有清华大学流体力学研究所优秀青年基金获得者黄伟希副教授加盟。
　　作者2017年4月于清华园

《湍流理论与模拟》（第2版）/研究生力学丛书 内容简介 《湍流理论与模拟》（第2版）是为研究生力学专业读者量身打造的经典教材，深入剖析了流体力学中极具挑战性的湍流现象。本书聚焦于湍流的理论基础、分析方法以及数值模拟的最新进展，旨在为读者建立起系统、严谨的湍流认知框架，并掌握处理复杂湍流问题的关键工具。 本书的上半部分，专注于湍流的理论基石。开篇即从流体力学的基本方程出发，详细阐述了描述流体运动的纳维-斯托克斯方程及其在湍流研究中的地位。随后，本书系统地介绍了湍流的统计学特性，包括均值和脉动、能量耗散率、雷诺应力等核心概念，并深入探讨了湍流的生成机制、混合过程以及尺度分解。读者将在这里学习到各种经典的湍流理论模型，例如混合长度理论、兰努伊-卡门方程、普朗特等人提出的概念，以及更先进的湍流生成和耗散理论，理解不同模型在描述特定流动现象时的优劣。本书也关注了湍流边界层、自由剪切流等典型流动结构的理论分析，为读者理解实际工程中的湍流现象打下坚实基础。 随着科学技术的发展，数值模拟已成为研究湍流不可或缺的手段。本书的后半部分，将理论知识与计算方法紧密结合，全面介绍了湍流数值模拟的各种技术和方法。从最基础的有限差分、有限体积法讲起，本书详细阐述了求解纳维-斯托克斯方程在离散网格上的近似算法，以及稳定性、收敛性等数值计算的关键问题。 特别地，本书将重点讲解湍流模型在数值模拟中的应用。我们将详细介绍不同尺度的湍流模型，包括： 雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程模型：着重讲解了标准 $k-epsilon$ 模型、重正化群 (RNG) $k-epsilon$ 模型、可实现 $k-epsilon$ 模型，以及 $k-omega$ 模型、SST $k-omega$ 模型等，并探讨了它们的适用范围、参数选择以及在不同工程问题中的应用案例。 大涡模拟（LES）：深入剖析了 LES 的原理，包括亚格子尺度（SGS）模型的建立和应用，如 Smagorinsky 模型、动态 Smagorinsky 模型等，以及 LES 在捕捉非定常流动和结构方面的优势。 直接数值模拟（DNS）：阐述了 DNS 的基本思想，即直接求解纳维-斯托克斯方程而不引入任何湍流模型，以及对计算资源的高要求。本书会介绍 DNS 在基础湍流研究中的重要性，以及如何通过 DNS 来验证和发展其他湍流模型。 此外，本书还将介绍数值方法的进阶内容，如高阶精度格式、并行计算技术、网格生成策略等，帮助读者掌握构建高效、准确湍流模拟计算流体力学（CFD）软件的能力。 为了更好地服务于研究生教育，本书在每个章节都精心设计了习题，这些习题涵盖了理论推导、模型应用、数据分析等多个方面，旨在巩固读者对知识的理解，并引导其独立思考和解决实际问题的能力。 《湍流理论与模拟》（第2版）不仅是一本理论参考书，更是一本实践指南。它将理论的深度、方法的严谨与模拟的实用性融为一体，是流体力学、航空航天、机械工程、环境工程、海洋工程等领域研究生进行学习、研究和工程实践的必备良伴。通过本书的学习，读者将能够深刻理解湍流的复杂性，熟练掌握分析和模拟湍流现象的工具，为解决相关领域的科学和工程挑战奠定坚实的知识基础。

评分☆☆☆☆☆

拿到《湍流理论与模拟（第2版）》这本书，我首先被其封面上“研究生力学丛书”的字样吸引。这意味着它注定不会是一本轻松易读的书，而是为有一定力学基础的研究生量身定制的。事实也正是如此。这本书的理论深度和数学严谨性都非常高，作者在讲解每一个概念时，都力求做到详尽而准确。我尤其欣赏其在阐述湍流本质时所采用的逻辑链条。从最基础的纳维-斯托克斯方程开始，作者逐步分析了其在不同尺度下的行为，以及为何在宏观尺度下会出现如此复杂的湍流现象。书中对于能量耗散机制的讨论，以及普朗特混合长度理论等经典模型，都以一种非常细致的方式呈现。我记得我曾经在本科阶段接触过一些湍流的皮毛，但总是觉得概念模糊，缺乏系统性。而这本书则填补了这一空白。它不仅解释了“是什么”，更侧重于“为什么”和“如何”。例如，在讨论湍流边界层时，作者不仅描述了其结构，还深入分析了生成原因、影响因素以及各种工程应用中的重要性。更让我印象深刻的是，本书并没有回避湍流模拟中的难点和挑战，而是坦诚地探讨了各种数值方法的局限性，以及在实际计算中可能遇到的问题。这对于我们这些将要进行实际研究的学生来说，是非常宝贵的经验之谈。虽然有些章节的数学推导我可能需要反复研读才能完全理解，但这正是我需要的。这本书不是提供答案，而是激发思考，引导我深入探索湍流的奥秘，并为我提供了坚实的理论基础和实践指导。

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这本书的出现，对我来说，绝对是一场及时雨。在研究生阶段，我一直对那些能够解释宏观世界中看似混乱现象的理论感到着迷，而湍流无疑是其中最典型的一个。《湍流理论与模拟（第2版）》这本书，恰恰填补了我在这方面的知识空白。它不仅仅是理论的罗列，更重要的是，它强调了“模拟”在理解和研究湍流中的核心作用。我特别欣赏书中关于数值模拟方法论的部分。作者详细地解释了不同的模拟方法，如DNS、LES、RANS的原理、优缺点以及各自的适用场景。这一点对于我们这些需要进行实际计算的研究生来说，简直是至关重要。书中还深入探讨了湍流的统计力学，通过引入概率论和统计学的方法，对湍流的速度分布、能量耗散等进行了量化描述。这让我对湍流的随机性和不可预测性有了更深刻的认识，同时也为我今后的数据分析和理论建模提供了坚实的理论基础。虽然书中涉及的数学公式和推导过程对我来说仍然需要反复钻研，但我能够感受到作者在力求以最清晰、最严谨的方式来传达他的思想。这本书不仅仅是一本技术性的著作，更是一部关于如何用科学的方法去认知和理解复杂系统的思想指南。它为我打开了一扇通往湍流世界的大门，让我对其复杂性有了更敬畏的认识，同时也激发了我进一步探索的动力。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本书，我便被它严谨的结构和深邃的思想所吸引。虽然我并非湍流理论领域的专家，但作为一名研究生，对力学中那些看似混沌实则蕴含深刻规律的现象始终抱有浓厚的兴趣。本书封面上的“湍流理论与模拟（第2版）”以及“研究生力学丛书”的字样，就已经预示了其内容的深度和广度。在阅读过程中，我发现作者并没有直接堆砌枯燥的公式和证明，而是循序渐进地铺陈概念，从流体力学的基本原理出发，逐步深入到湍流的宏观表现和微观机制。书中对湍流现象的描述，例如从层流到湍流的转变，以及湍流边界层、自由射流等经典案例的解析，都极其生动形象，仿佛能将抽象的理论具象化。我特别欣赏其中关于统计力学在湍流研究中应用的章节，它巧妙地将概率论和统计方法引入，为理解湍流的随机性和不可预测性提供了强有力的工具。此外，书中对数值模拟方法的介绍，也让我对如何通过计算机手段逼近真实的湍流过程有了全新的认识。尽管很多推导过程对我来说仍有挑战，但我能感受到作者在字里行间传递的严谨治学态度和对学科的深刻洞察。这本书无疑为我打开了一扇通往湍流世界的大门，让我对其复杂性有了更敬畏的认识，同时也激发了我进一步探索的动力。我期待在接下来的阅读中，能够更好地理解那些隐藏在“无序”背后的“秩序”，以及人类如何通过理论和模拟这双利器去驾驭和理解这一看似难以捉摸的自然现象。这本书不单单是一本教材，更像是一位经验丰富的导师，引领着我在力学的海洋中，勇敢地驶向那片充满挑战与未知的湍流之域。

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初次翻阅《湍流理论与模拟（第2版）》，我便被其深厚的学术底蕴所吸引。作为“研究生力学丛书”的一员，这本书无疑是力学领域的一部重要参考。作者以极其严谨的态度，系统地阐述了湍流理论的最新进展以及数值模拟的前沿技术。我尤其欣赏书中对湍流统计特性的深入剖析。作者并非简单地罗列公式，而是通过引入概率论和统计学的方法，将抽象的湍流行为进行了量化描述。例如，对速度脉动、湍动能等物理量的概率密度函数、偏度、峰度等统计特征的分析，让我对湍流的内在随机性有了更深刻的理解。这对于我将来在进行实验数据分析或者理论建模时，都非常有帮助。此外，书中对数值模拟方法的详细介绍，也让我受益匪浅。从基本的离散化技术，到各种湍流模型的优缺点分析，作者都进行了清晰的阐述。例如，他对雷诺平均模拟（RANS）中各种封闭模型的比较，以及大涡模拟（LES）中亚格子模型的选择建议，都为我提供了实际操作的指导。虽然有些章节的数学推导对于我来说仍然是挑战，但我能感受到作者在力求以最清晰、最严谨的方式来传达他的思想。这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的导师，引领我在力学研究的道路上，不断前行，去探索那些隐藏在混沌中的规律。它为我打开了一扇通往湍流世界的大门，让我对其复杂性有了更敬畏的认识，同时也激发了我进一步探索的动力。

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这本《湍流理论与模拟（第2版）》给我带来的最大冲击，在于它如何将一个如此复杂且被誉为“流体力学最后一道难题”的主题，以一种相对清晰且具有逻辑性的方式呈现给读者。我之前对湍流的认识，大多停留在一些宏观的、经验性的描述上，比如水流过弯道时产生的漩涡，或者飞机飞行时翅膀后方空气的扰动。然而，这本书从根本上改变了我的视角。它不仅仅是罗列理论，更重要的是，它强调了“模拟”在现代湍流研究中的核心地位。我尤其对书中关于数值模拟方法论的部分印象深刻，例如各种网格划分技术、离散化方法以及边界条件的处理。作者详细解释了不同模拟方法（如DNS、LES、RANS）的优缺点、适用范围，以及它们在解决不同湍流问题时的策略。这一点对于我这样的研究生来说至关重要，因为在进行实际研究时，选择合适的模拟方法往往是决定项目成败的关键。书中列举的实例，虽然没有直接提供具体的代码，但其背后的思想和算法原理的阐述，足以让我对如何构建和运行一个湍流模拟模型有一个扎实的理解。此外，书中对湍流生成、耗散机制的探讨，以及能量级串理论的介绍，也让我认识到湍流并非简单的随机运动，而是存在着能量在不同尺度间传递的深刻规律。阅读这本书，感觉就像是在学习一门全新的语言，一门用来描述和理解宇宙中最普遍、最复杂的流动现象的语言。它不仅提供了理论框架，更赋予了我们实践的工具，让我对未来在计算流体力学领域的研究充满信心。

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这本书的内容深度远超我的预期，尤其是当涉及到一些更高级的湍流模型和理论时，我感觉自己像是站在了力学知识的金字塔尖。在阅读前，我以为“第2版”可能只是对第一版的一些小的补充和修订，但实际上，它在内容上进行了相当大的扩展和深化。例如，在关于湍流统计特性描述的部分，我第一次系统地接触到如概率密度函数、偏度和峰度等概念在湍流分析中的具体应用。作者通过大量的图表和数学推导，清晰地展示了这些统计量如何刻画湍流的非高斯分布特性，以及它们在预测和理解湍流行为中的重要作用。另外，我对书中关于非线性动力学与湍流之间联系的讨论也颇感兴趣。虽然我不是动力学领域的专家，但本书巧妙地将混沌理论、分形几何等概念引入，为理解湍流的复杂性和涌现性提供了新的视角。这让我认识到，湍流的不可预测性并非意味着完全的随机，而是可能源于系统内在的非线性动力学行为。书中对这些理论的介绍，虽然篇幅不多，但点明了方向，让我对湍流的深层本质有了更深刻的思考。同时，本书在模拟方法方面的介绍，也从基础的数值离散化方法，深入到更先进的湍流模型，如大涡模拟（LES）的各种亚格子模型，以及雷诺平均方程（RANS）的各种封闭方法。这些内容对于我未来在工程应用中进行流场分析具有直接的指导意义。这本书就像一本珍贵的“说明书”，帮助我理解那个既熟悉又陌生的湍流世界，并指明了探索的路径。

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这本书的出现，对我来说，无疑是一场及时雨。在研究生学习过程中，我常常感到在一些基础的力学理论上，虽然有所了解，但总觉得不够深入，尤其是在面对一些前沿的、复杂的物理现象时，更是显得力不从心。《湍流理论与模拟（第2版）》这本书，恰恰弥补了我的这一不足。它不仅系统地介绍了湍流的核心理论，而且还深入探讨了如何通过数值模拟来理解和预测这些复杂流动。我特别喜欢书中对湍流统计性质的阐述。作者并非简单地罗列公式，而是通过引入概率论和统计学的方法，将抽象的湍流行为进行了量化描述。例如，对速度脉动、湍动能等物理量的概率密度函数、偏度、峰度等统计特征的分析，让我对湍流的内在随机性有了更深刻的理解。这对于我将来在进行实验数据分析或者理论建模时，都非常有帮助。此外，书中对数值模拟方法的详细介绍，也让我受益匪浅。从基本的离散化技术，到各种湍流模型的优缺点分析，作者都进行了清晰的阐述。例如，他对雷诺平均模拟（RANS）中各种封闭模型的比较，以及大涡模拟（LES）中亚格子模型的选择建议，都为我提供了实际操作的指导。虽然有些章节的数学推导对于我来说仍然是挑战，但我能感受到作者在力求以最清晰、最严谨的方式来传达他的思想。这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的导师，引领我在力学研究的道路上，不断前行，去探索那些隐藏在混沌中的规律。

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作为一名研究生的力学学习者，我一直对那些能够解释宏观世界混沌现象的理论感到着迷。《湍流理论与模拟（第2版）》这本书，可以说是一部关于混沌的“圣经”。我不是直接从事湍流研究的，但它所蕴含的科学思想，对于理解许多自然现象都极具启发性。本书最令我赞叹的地方在于其内容的全面性和层次性。从宏观的流体运动规律，到微观的能量级串和统计性质，再到求解这些复杂问题的数值模拟方法，作者几乎面面俱到。我尤其对书中关于湍流统计力学部分的论述印象深刻。作者并非简单地介绍一些统计量，而是详细地阐述了如何利用概率论和统计方法来描述湍流的随机性和不可预测性，以及如何通过这些统计量来预测流体的平均行为和脉动特性。例如，书中对各种概率分布函数的介绍，以及它们在描述湍流速度、能量耗散等方面的应用，都让我大开眼界。此外，本书在数值模拟方法的介绍上，也显得非常扎实。从有限差分、有限体积等基本离散化技术的原理，到大涡模拟（LES）和雷诺平均模拟（RANS）等更高级模型的构建思路，都给予了详细的讲解。这对于我将来可能需要进行相关计算的同学来说，无疑是一份宝贵的指导手册。虽然书中涉及的数学公式和理论推导对我来说仍然具有一定的挑战性，但其清晰的逻辑和循序渐进的讲解，让我在克服困难的同时，也感受到了知识的乐趣。这本书为我提供了一个更广阔的视野，让我认识到湍流并非只是一个单纯的物理现象，而是连接着数学、物理、计算机科学等多个学科的复杂领域。

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我一直认为，理解自然的复杂性，是科学研究的终极目标之一，而湍流，无疑是自然界中最普遍、最令人着迷的复杂现象。《湍流理论与模拟（第2版）》这本书，正是这样一本带领读者走进湍流世界的杰作。在翻阅这本书的过程中，我被其严谨的逻辑和深刻的洞察力所折服。作者从最基础的流体力学方程出发，循序渐进地揭示了湍流的生成机理、发展规律及其统计特性。我尤其对书中关于能量级串理论的讲解印象深刻。作者通过对不同尺度能量传递的细致分析，解释了为何看似混乱的湍流中，仍然存在着能量从大尺度向小尺度的有序传递。这为理解许多自然现象，例如大气环流、海洋混合等，提供了重要的理论基础。在数值模拟方面，本书也给予了充分的重视。作者详细介绍了各种数值方法的原理、优缺点以及适用范围，特别是对大涡模拟（LES）和雷诺平均模拟（RANS）等先进方法的阐述，为研究生在实际计算中提供了宝贵的参考。虽然书中涉及的数学公式和理论推导需要反复研读，但我能够感受到作者在字里行间所传递的严谨治学精神，以及对湍流这一学科的深刻理解。这本书不仅仅是一本技术性的著作，更是一部关于如何用科学的方法去认知和理解复杂系统的思想指南。它让我对湍流这一看似无序的现象，有了更敬畏和更深入的认识，同时也激发了我进一步探索未知领域的勇气。

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初次接触《湍流理论与模拟（第2版）》，我便被其厚重感和内容密度所震撼。作为“研究生力学丛书”的一员，它显然承载着引领学术前沿的使命。阅读这本书的过程，对我而言是一次智识上的洗礼。作者以一种极其严谨的态度，剖析了湍流这一复杂现象的方方面面。我尤其欣赏书中对理论发展历程的梳理，从早期对湍流现象的描述，到纳维-斯托克斯方程的提出，再到现代的统计理论和数值模拟方法，作者都给予了清晰的脉络。这让我得以窥见湍流研究是如何一步步走向深入的。书中关于湍流的生成机制和能量级串的理论，是我认为最为核心的部分。作者通过对不同尺度能量传递的详细阐述，解释了为何宏观上的混沌流动会遵循着一些内在的规律。这些理论为理解许多看似随机的现象提供了数学上的解释。另外，本书对数值模拟方法的介绍也极其详实。从基本的数值格式到复杂的模型构建，作者都进行了深入的剖析。特别是对大涡模拟（LES）中亚格子模型的讨论，以及各种雷诺平均模型（RANS）的优劣分析，都给我留下了深刻的印象。这些内容对于我将来在工程领域进行CFD（计算流体力学）应用具有直接的指导意义。虽然书中许多数学推导需要反复揣摩，但我深知这是通往理解湍流本质的必经之路。这本书不仅仅是一本技术手册，更是一部关于如何科学地认识和探索复杂系统的思想启迪录。它让我对力学研究的深度和广度有了更深刻的认识，也激发了我对未知领域的探索欲。

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书好速度快

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书不错，只是包装太简单了。

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经典书籍，学习湍流理论的好书，值得推荐

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