湍流

图书标准信息

• 作者 [法]克里斯托夫·巴伊（Christophe Bailly）；[法]热纳维耶芙·孔特·贝洛（Genevieve Comte-Bellot）
• 出版社 国防工业出版社
• 出版时间 2018-09
• 版次 1
• ISBN 9787118116991
• 定价 99.00元
• 装帧 精装
• 开本 其他
• 页数 305页
• 字数 362千字

【内容简介】

本书在介绍了湍流之后，论述了平均方程和动能收支。作为雷诺应力封闭的湍流粘性概念被引入。阐述了壁面流动，指出了边界层和管道槽道流动特性，以及自由剪切流动，即自由射流和尾流。之后的内容涉及到涡动力学，涡量是湍流流动中的关键因素。均匀湍流、各项同性和各项同性湍流的动力学，湍流被以物理空间和波数空间的方式来描述。很后介绍了基于时间的数值仿真和大涡模拟；检验了湍流的统计模型；主要的实验技术包括热线风速仪、激光多普勒测速仪和粒子图像速度场。

【作者简介】

  

【目录】

  
章 湍流导论


1.1 湍流流动


1.2 控制参数


1.3 非线性Navier-Stokes方程


1.3.1 谐函数的产生


1.3.2 湍流及连续介质力学


1.3.3 初始条件的敏感性


1.3.4 关于压力


1.4 湍流的某些实用性结论


1.4.1 输运效率


1.4.2 某些不好的效应


1.5 无黏线性稳定性介绍


1.5.1 Rayleigh方程


1.5.2 平面混合层


1.5.3 平面射流


1.5.4 Rayleigh方程的一般化


1.6 Orr-Sommerfeld方程


第2章 湍流的统计学描述


2.1 平均方法


2.2 雷诺平均Navier-Stokes方程


2.2.1 流体动力学方程


2.2.2 平均方程


2.3 平均流的动能平衡分析


2.4 脉动流的动能平衡分析


2.4.1 雷诺应力输运方程


2.4.2 湍动能平衡分析


2.5 湍流黏性：Boussinesq模型


2.6 槽道流动


第3章 壁面湍流流动


3.1 摩擦速度


3.2 平均速度剖面方程


3.2.1 平面槽道流动


3.2.2 边界层


3.3 黏性亚层


3.4 对数区


3.4.1 量纲分析


3.4.2 一些例子


3.4.3 生成项与耗散项之间的平衡


3.4.4 Kolmogorov长度尺度


3.5 缓冲层


3.6 自由边界


3.6.1 边界层自由边界附近的湍流


3.6.2 槽道／管道核心区湍流


3.6.3 其他结论


3.7 数值仿真模型


3.7.1 混合长度模型


3.7.2 van Driest模型


3.7.3 近壁面的渐进特性


3.8 更复杂的边界层


3.9 边界层方程


第4章 自由湍流：射流与尾流


4.1 自由湍流圆形射流的自然发展


4.2 圆形射流的自相似性


4.2.1 平均方程


4.2.2 薄剪切层近似


4.2.3 相似解


4.2.4 径向剖面的表达式


4.2.5 其他性质


4.2.6 实验及数值结果


4.3 平面射流的相似性


4.4 平面尾流的相似性


4.4.1 远场尾流近似


4.4.2 阻力系数


4.4.3 远场平面尾流的自相似解


4.5 远场轴对称尾流相似性


第5章 涡动力学


5.1 毕奥一萨伐定律


5.2 涡的拉伸


5.3 亥姆霍兹方程


5.4 两个数值算例


5.5 平均涡量的输运方程


5.6 涡量拟能


5.7 螺旋度


5.8 比涡量方程


5.9 涡的辨识


第6章 均匀与各向同性湍流


6.1 均匀湍流


6.1.1 长度尺度


6.1.2 速度场谱张量


6.1.3 谱张量


6.1.4 一维谱


6.1.5 湍动能


6.1.6 涡量拟能与耗散


6.1.7 湍流快速畸变


6.2 不可压各向同性湍流


6.2.1 单点的双速度相关


6.2.2 两点间的双速度相关


6.2.3 两点间的双压力一速度相关


6.2.4 两点间的三速度相关


6.2.5 谱速度张量


6.2.6 其他有用的结果


6.3 各向同性湍流在实验上的实现


6.3.1 实验布局


6.3.2 湍流衰退


6.4 均匀湍流对粒子的扩散


6.4.1 自由空间扩散


6.4.2 圆管流的纵向扩散


6.5 非均匀湍流中的耗散的近似表达式


6.6 螺旋度


6.7 本征正交分解


6.8 快速畸变：轴对称收缩


第7章 各向同性湍流动力学


7.1 Kolmogomv理论


7.2 Karman和Howarth方程


7.3 Lin方程


7.4 Lin方程的封闭


7.5 湍流的时间特征


7.5.1 湍流的记忆时间


7.5.2 湍流的谱时间


7.6 Kolmogorov理论的更多细节


7.6.1 速度的结构函数


7.6.2 Kolmogorov理论的改进


7.6.3 对数一正态分布耗散


7.7 均匀各向同性二维湍流


7.8 Navier一Stokes方程的傅里叶变换


7.9 利用EDQNM假设的封闭


第8章 湍流的直接模拟和大涡模拟


8.1 直接数值模拟


8.1.1 数值方法


8.1.2 直接数值模拟的若干应用


8.2 大涡模拟


8.2.1 空间滤波


8.2.2 滤波Nayier-Stokes方程


8.2.3 大涡模拟的亚格子尺度建模


8.2.4 湍流黏性模型的封闭


8.2.5 基于显式松弛滤波的大涡模拟


8.3 偏微分方程的分类


8.4 Favre滤波


8.5 可压缩流的大涡模拟


8.5.1 滤波Navier-Stokes方程


8.5.2 总内能守恒


8.5.3 能量方程的变形


第9章 湍流模型


9.1 混合长度模型


9.2 kt-e湍流模型


9.2.1 湍动能的输运方程


9.2.2 耗散的输运方程


9.2.3 能量的输运方程


9.2.4 模型的高雷诺数形式


9.2.5 常数Ce2的确定


9.2.6 kt-e模型的低雷诺数形式


9.2.7 可实现性与非定常仿真


9.3 可压缩流动的kt-e模型


9.3.1 Favre平均的Navier-Stokes方程


9.3.2 耗散率的可压缩形式


9.3.3 kt-e模型的可压缩形式


9.4 kt-wt湍流模型


9.5 Spalart-Allmaras湍流模型


9.6 小结


9.7 均匀不可压湍流的耗散方程


9.8 Favre平均的湍动能方程


0章 实验方法


10.1 热线风速测定法


lO.1.1 主要的工作原理


10.1.2 导线及其在湍流中位置


10.1.3 理想导线的热传递关系


10.1.4 恒流式热线风速仪


10.1.5 恒温式热线风速仪


10.1.6 恒压式热线风速仪


10.1.7 一些补充结论


10.1.8 应用实例


10.2 激光多普勒测定法


10.2.1 原理


10.2.2 双光束激光多普勒风速仪


10.2.3 双光束激光多普勒风速仪的应用


10.2.4 一些补充的评论


10.3 粒子图像测定法


10.3.1 2D-2C PIV原理


10.3.2 2D-2C PIV应用


10.3.3 2D-2C PIV实例


10.3.4 2D-3C PIV或StereoscoDic PIV


参考文献