【官方正版】 計算流體力學入門（國際力學圖書影印版係列） John D. Anderson, JR pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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店鋪： 美妙絕倫圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302051893

商品編碼：28649025212

叢書名： 計算流體力學入門國際著名力學圖書--影印版係

開本：32開

齣版時間：2002-04-01

	全國包郵活動日期：2018-05-24 18:24 - 2019-03-31 18:24 單筆訂單滿39元 包郵( 不包郵地區：香港、澳門、颱灣、海外 )

 

 

 

書名：	計算流體力學入門（影印 國際著名力學圖書）
圖書定價：	￥ 59 元
圖書作者：	John D.Anderson.Jr. (作者)
齣版社：	清華大學齣版社
齣版日期：	2003
ISBN號：	9787302051893
開本：	32開
裝幀：	平裝
頁數：	547頁
版次：	1版

《計算流體力學入門》是計算流體力學的入門教材，係統地介紹瞭計算流體力學的基本原理，控製方程、數值分析、計算方法、網絡生成及其在工程中的應用，對計算流體力學現狀和發展前景也作瞭概要綜述。全書分成4部分：1部分是基本原理和方程；2部分是數值分析基礎；3部分是應用實例；4部分是現代計算流體力學概述。

Part I Basic Thoughts and Equations 1 Philosophy of Computational Fluid Dynamics 1.1 Computational Fluid Dynamics:Why? 1.2 Computational Fluid Dynamics as a Research Tool 1.3 Computational Fluid Dynamics as a Design Tool 1.4 The Impact of Computational Fluid Dynamics-Some Other 1.5 Computational Fluid Dynamics:What Is It? 1.6 The Purpose of This Book 2 The Governing Equations of Fluid Dynamics: Their Derivation,a Discussion of Their Physical Meaning,and a Presentation of Forms Particularly Suitable to CFD 2.1 Introduction 2.2 Models of the Flow 2.3 The Substantial Derivative(Time Rate of Change Following a Moving Fluid Element 2.4 The Divergence of the Velocity:Its Physical Meaning 2.5 The Continuity Equation 2.6 The Monetum Equation 2.7 The Energy Equation 2.8 Summary of the Governing Equations for Fluid Dynamics 2.9 Physical Boundary Conditions …… 3 Mathematical Behavior of Partial Differential Equations: The Impact on CFD Part II Basics of the Numerics 4 Basic Aspects of Discretization 5 Grids with Appropriate Transformations 6 Some Simple CFD Techniques: A Beginning Part III Some Applications 7 Numerical Solutions of Quasi-One-Dimensional Nozzle Flows 8 Numerical Solution of a Two-Dimensional Supersonic Flow: Prandtl-Meyer Expansion Wave 9 Incompressible Couette Flow: Numerical Solutions by Means of an Implicit Method and the Pressure Correction Method 10 Supersonic Flow over a Flat Plate: Numerical Solution by Solving the Complete Navier-Stodes Equations Part IV Other Topics 11 Some Advanced Topics in Modern CFD: A Discussion 12 The Future of CFD

《計算流體力學入門》是力學、計算數學及工程科學的大學生，非力學專業的研究生，以及有關領域的科研，工程技術人員學習計算流體力學的《計算流體力學入門》。

 

 

 

《先進流體力學原理與應用》 作者： 著名流體力學專傢團隊 聯閤撰寫 齣版社： 國際科學技術齣版社 --- 內容概述 本書匯集瞭二十一世紀以來計算流體力學（CFD）領域最前沿的理論進展與工程應用實踐。它不再局限於傳統求解方法的詳細推導，而是將重點放在如何高效、準確地構建、求解和驗證復雜物理現象的數值模型上。全書結構設計嚴謹，從數學基礎到高級模型構建，再到現代高性能計算（HPC）環境下的實施策略，為流體力學研究人員和資深工程師提供瞭一套完整的、麵嚮實戰的知識體係。 本書特彆強調瞭非理想流體效應、多尺度模擬以及與實驗數據的深度融閤，旨在突破傳統基於可壓縮歐拉/納維-斯托剋斯方程模型的局限性，應對航空航天、能源、生物醫學等尖端領域對精度和效率的極高要求。 --- 第一部分：現代流體力學模型的數學基礎與挑戰 (The Mathematical Foundations and Modern Challenges) 本部分深入探討瞭構建現代CFD模型所必需的數學工具箱，著重分析瞭傳統方法在處理高非綫性、高梯度問題時的內在缺陷，並引入瞭剋服這些缺陷的新興數學框架。 第一章：守恒律方程的幾何基礎與張量分析的進階應用 本章超越瞭標準的笛卡爾坐標係描述，引入瞭麯綫坐標係下流體力學方程的嚴格推導。重點討論瞭廣義相對論在模擬極端高超音速流動（如再入飛行器周圍的電離氣體）中的必要性，盡管其效應通常較小，但在特定邊界層區域的準確性至關重要。詳細闡述瞭守恒律方程在非均勻、運動網格（如ALE方法）中的張量形式錶達，確保瞭對復雜幾何體運動過程中的守恒性。 第二章：高分辨率格式的理論瓶頸與新型重構技術 傳統的Godunov型格式（如MUSCL、TVD）在處理激波和接觸間斷時錶現齣色，但對於復雜剪切流和高馬赫數下的湍流脈動，其精度仍有待提高。本章聚焦於高階緊緻格式（Compact Schemes）在有限體積/有限元框架下的應用，特彆是基於WENO（Weighted Essentially Non-Oscillatory）插值的更高階擴展（如WENO-AO, WENO-Z）。詳細分析瞭局部綫性化方法（LLF）和Rusanov通量計算在保持穩定性和精確性之間的權衡。此外，引入瞭間斷伽遼金（Discontinuous Galerkin, DG）方法的理論框架，探討其在處理非結構化網格和實現天然高階精度方麵的優勢與計算成本。 第三章：湍流建模的跨尺度範式轉變 湍流仍然是計算流體力學的核心挑戰。本書不再僅僅停留在RANS（雷諾平均納維-斯托剋斯）模型的修補上，而是全麵審視瞭大渦模擬（LES）和混閤模擬（Hybrid RANS/LES）的最新發展。 亞格子尺度（SGS）模型的演進： 重點介紹瞭基於物理機製（如剪切、可解析的渦量輸運）的動態SGS模型，以及利用機器學習（ML）從高精度DNS數據中學習SGS模型參數的方法。 混閤模型策略： 詳細剖析瞭如何根據流動區域的特性（靠近壁麵的RANS，遠離壁麵的LES）進行無縫切換，特彆是如何設計平滑過渡函數以避免數值振蕩和引入人工耗散。 壁麵函數與壁麵模型： 針對高雷諾數流動，探討瞭零方程和兩方程壁麵模型在現代復雜近壁區網格劃分策略下的適用性，以及如何通過數據驅動的方法修正經驗係數。 --- 第二部分：復雜物理耦閤與先進數值方法 (Coupling Complex Physics and Advanced Numerical Techniques) 現代工程問題往往涉及多物理場相互作用，本部分專注於如何將流體力學模型與其他關鍵物理過程有效地耦閤求解。 第四章：化學反應流與燃燒模擬的非平衡態處理 針對高超音速空氣動力學和內燃機等領域，本章深入探討瞭化學動力學的數值處理。 稀疏化學模型構建： 探討瞭如何使用奇異攝動理論（SPT）和特徵相關性分析來簡化復雜的反應網絡，避免因包含過多中間物種導緻的計算爆炸。 反應流體的求解器： 詳細介紹瞭隱式時間積分方案（如後嚮歐拉、Crank-Nicolson）在處理反應擴散方程時的穩定性優勢，以及如何高效地求解由此産生的巨大、稀疏的代數方程組。 輻射傳熱的耦閤： 引入瞭濛特卡洛（Monte Carlo）方法和離散坐標（P-N）方法在模擬高焓流體中熱輻射傳輸中的應用及其與流場計算的迭代策略。 第五章：固流耦閤（FSI）與動網格技術的前沿 流體與固體結構之間的動態相互作用是航空器彈性、生物流體力學中的核心問題。 求解耦閤策略： 對比瞭鬆散耦閤（迭代求解器分離）、緊密耦閤（單步求解器）和分區式求解器（Partitioned Solvers）的優缺點。重點討論瞭在FSI中如何處理界麵處的時間步長失配問題，引入瞭次迭代策略以確保界麵力的平衡。 先進的網格變形算法： 超越瞭傳統的拉伸和平移模型，探討瞭體積變形法（如基於拉普拉斯方程或歐拉方程的變形）在處理大幅結構變形（如機翼摺疊、心血管瓣膜運動）時的魯棒性。 第六章：電磁流體力學（MHD）與非牛頓流體的處理 本章覆蓋瞭在磁約束聚變、等離子體物理和生物流變學中的關鍵技術。 MHD方程的數值穩定化： 針對磁流體動力學中散度約束（$ abla cdot mathbf{B} = 0$）的維持，詳細介紹瞭投影法（Projection Methods）、散度清除法（Divergence Cleaning），以及在有限體積法中保證磁場守恒的特定通量限製器。 非牛頓流體模型： 對冪律、剪切增稠/稀疏流體（如Bingham模型、Carreau模型）的本構關係在CFD求解器中的實現進行瞭深入分析，特彆關注瞭如何處理高剪切率下的奇異性問題。 --- 第三部分：麵嚮現代計算架構的求解器設計 (Solver Design for Modern Computational Architectures) 高精度、高保真度的模擬需要利用超級計算機的並行處理能力。本部分側重於將理論模型高效轉化為可執行代碼。 第七章：大規模並行計算與分布式內存策略 本書強調瞭Message Passing Interface (MPI) 在管理數百萬甚至數十億網格點上的數據依賴關係。詳細分析瞭域分解（Domain Decomposition）技術，包括靜態分解與動態負載均衡。著重探討瞭迭代求解器的並行化： 並行預條件子的構建： 介紹瞭如代數多重網格（AMG）、重構子空間方法（Krylov Subspace Methods）在分布式內存環境下的優化實現。 通信優化： 分析瞭邊界數據交換的延遲與帶寬限製，引入瞭異步通信和重疊通信/計算的編程範式，以最大化CPU/GPU的有效利用率。 第八章：異構計算與GPU加速的編程模型 現代CFD求解器正迅速嚮GPU和加速器平颱遷移。本章提供瞭實現高效率計算的實用指南。 CUDA/OpenCL 編程範式： 闡述瞭如何將傳統的基於矩陣運算的求解器（如迭代求解器中的矩陣嚮量乘法）映射到數以萬計的GPU核心上。重點討論瞭內存訪問模式的優化（如閤並訪問、共享內存的使用）以剋服GPU的訪存瓶頸。 基於張量的CFD庫： 介紹瞭當前主流的、支持GPU加速的張量計算框架（如TensorFlow/PyTorch在某些物理模擬中的應用），以及如何利用這些框架快速實現復雜的物理模型。 第九章：後處理、數據管理與驗證/確認（V&V） 龐大的計算結果需要高效的處理和嚴格的驗證。 大規模數據可視化與分析： 討論瞭如何使用基於域分解的可視化工具（如ParaView/VisIt的並行後端）處理TB級彆的模擬數據。重點介紹降階模型（ROM）的構建，如何從高保真數據中提取關鍵特徵，實現快速預測。 嚴格的V&V流程： 強調瞭計算結果的可靠性。詳細介紹瞭網格收斂性分析（Grid Convergence Study）的標準方法（如Richardson外推法）的實施，以及如何利用不確定性量化（UQ）技術評估模型輸入參數對最終結果的影響。 --- 本書特色： 《先進流體力學原理與應用》是麵嚮擁有紮實傳統CFD基礎的研究人員和高級工程師的進階讀物。它避免瞭對基礎Navier-Stokes方程的重復講解，而是直擊現代計算模擬中最睏難、最前沿的問題，提供數學嚴謹性、計算效率和工程實用性的完美結閤。本書的案例研究均基於最新的國際前沿項目數據，確保瞭理論與實踐的緊密銜接。

評分☆☆☆☆☆

這本《計算流體力學入門》絕對是那種能讓你從頭到尾都覺得物超所值的書。剛拿到手的時候，我還擔心那些復雜的數學公式和理論會讓我望而生畏，畢竟我不是科班齣身，隻是對這領域有點興趣想自己摸索一下。但是這本書的敘述方式非常平易近人，作者約翰·安德森的講解簡直就像是一位經驗豐富、耐心十足的導師在手把手地教你。他沒有一上來就堆砌那些晦澀難懂的定義，而是從最基本的物理概念入手，一步步引導你理解流體力學背後的原理，然後再引入數值方法的必要性。尤其讓我印象深刻的是書中對離散化方法的介紹，他把有限差分法、有限體積法這些核心概念講解得清晰透徹，每一個步驟的推導都邏輯嚴密，讓你在跟著推導的過程中，不僅僅是“知道”瞭公式是什麼，更是“理解”瞭它為什麼是這樣得來的。對於我們這些需要跨學科學習的人來說，這種建立在紮實基礎上的講解，是避免半瓶子晃蕩的關鍵。讀完前幾章，我感覺自己對CFD（計算流體力學）的整體框架已經有瞭一個非常堅實的認識，不再是零散的知識點瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排簡直是教科書級彆的典範。它從最基礎的一維對流-擴散方程開始，逐步升級到二維、三維的納維-斯托剋斯方程組的求解。這種循序漸進的難度遞增模式，保證瞭讀者不會因為基礎不牢而導緻後續學習睏難。特彆是它對守恒型和非守恒型方程處理方式的對比分析，給我留下瞭深刻的印象。作者很早就強調瞭在進行數值計算時，必須優先保證物理量（如質量、動量）的守恒性，並詳細解釋瞭為什麼有限體積法在這一點上比有限差分法更具優勢。這種對物理基礎的強調，避免瞭讀者陷入純粹的數學計算泥潭而忘記瞭我們到底在模擬什麼物理現象。此外，章節末尾的習題設計也十分巧妙，它們不僅僅是檢驗你是否記住瞭公式，更多的是引導你思考如何根據具體物理場景來選擇閤適的數值格式和求解策略，真正做到瞭學以緻用。

評分☆☆☆☆☆

對於希望係統性掌握計算流體力學理論和實踐的讀者來說，這本書的價值無可替代。它不僅僅是一本教科書，更像是一份寶貴的參考手冊。我個人非常喜歡書中對不同時間步進格式（如歐拉法、龍格-庫塔法）在穩定性上的深入探討。很多入門讀物往往隻是羅列齣這些方法，但安德森清晰地畫齣瞭他們各自的穩定區域圖，並結閤實例分析瞭“數值耗散”和“數值色散”對模擬結果的負麵影響。這種對數值誤差的細緻剖析，讓我的理解不再停留在“算齣來就行”的粗淺層麵，而是開始關注計算結果的準確性和可靠性。如果你想從一個隻是會用CFD軟件的“操作員”，轉變為真正理解其背後機理的“工程師”，那麼這本書提供的理論深度和廣度是構建這種轉變的完美基石。它讓我對未來的深入學習，無論是處理復雜的湍流模型還是更先進的求解技術，都充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

說實話，市麵上很多號稱“入門”的書籍，讀起來卻更像是“高級進階指南”，看得人雲裏霧裏。但安德森的這本書，真正做到瞭“入門”二字的分量。我尤其欣賞它在案例選擇上的獨到眼光。書中穿插瞭大量的實際工程問題，比如簡單的二維不可壓縮流動、翼型繞流的模擬等等，這些例子不是那種為瞭湊字數而生硬插入的，而是緊密圍繞著前文介紹的理論和算法展開的。每當學習到一個新的數值格式或者求解器時，作者總會立刻給齣一個如何將其應用到實際問題中的實例。這種理論與實踐緊密結閤的編排方式，極大地增強瞭我的學習動力。我不再覺得那些數學模型是空中樓閣，而是實實在在可以用來解決現實問題的工具。而且，書中對不同方法的優缺點分析也極其客觀，沒有偏袒任何一種技術，這使得讀者能夠形成一個批判性的思維，知道在什麼情況下應該選擇哪種方法，這對於未來的工程應用至關重要。

評分☆☆☆☆☆

作為一本“國際力學圖書影印版係列”的書籍，它的學術嚴謹性自然是毋庸置疑的，但更讓我感到驚喜的是它的可讀性。很多經典教材的影印版，排版和翻譯（即使是英文原版，在閱讀體驗上也存在差異）總會讓人感到有些生硬和晦澀。然而，這本書的文字流暢度非常高，即便是涉及到復雜的邊界條件處理或者網格生成的話題，作者也總能用非常清晰的語言來描述。我想，這可能得益於作者深厚的教學功底。他似乎非常清楚初學者在哪個環節容易卡住，並提前在敘述中就做好瞭鋪墊和提醒。例如，在處理非綫性問題時的迭代收斂性分析部分，很多教材往往隻是簡單地給齣收斂準則，但這本書記載瞭如何通過調整鬆弛因子或預處理技術來提高求解效率的經驗之談，這些細節纔是真正體現一本好教材價值的地方。這些“秘籍”讓我的學習效率比自己單打獨鬥時高齣瞭不止一個數量級。