第1章作为导论，介绍了湍流的一些基本概念，并新增了无黏线性稳定性的相关内容。第2章介绍湍流的统计学描述，重点是引入封闭雷诺应力的湍流黏性概念，推导了平均方程和动能收支。第3章壁湍流，指出了边界层和管道/槽道流动特性，阐述了湍流边界层的一些主要概念。第4章中介绍自由剪切流动，包括自由射流和尾流。第5章是关于涡动力学，涡量是湍流流动中的关键因素，其中新增的涡辨识部分也是近年来大家比较关注的。关于均匀湍流
、各向同性湍流的动力学在第6和第7章展开，湍流被以物理空间和波数空间的方式来描述。新增的Kolmogorov理论非常有利于读者学习和工程应用。第8章介绍了基于时间发展的数值仿真和大涡模拟。第9章讨论了湍流的统计模型。而关于湍流实验研究的主要实验技术则在第10章中介绍，包括热线风速仪、激光多普勒测速仪和粒子图像速度场。
全部显示 ∨
全部显示 ∨
第1章 湍流导论11.1 湍流流动1
1.2 控制参数5
1.3 非线性Navier-Stokes方程71.3.1 谐函数的产生8
1.3.2 湍流及连续介质力学10
1.3.3 初始条件的敏感性11
1.3.4 关于压力12
1.4 湍流的某些实用性结论131.4.1 输运效率13
1.4.2 某些不好的效应16
1.5 无黏线性稳定性介绍★181.5.1 Rayleigh方程★19
1.5.2 平面混合层★21
1.5.3 平面射流★23
1.5.4 Rayleigh方程的一般化★23
1.6 Orr-Sommerfeld方程★26
第2章 湍流的统计学描述282.1 平均方法28
2.2 雷诺平均Navier-Stokes方程292.2.1 流体动力学方程29
2.2.2 平均方程32
2.3 平均流的动能平衡分析33
2.4 脉动流的动能平衡分析342.4.1 雷诺应力输运方程34
2.4.2 湍动能平衡分析35
2.5 湍流黏性：Boussinesq模型36
2.6 槽道流动38
第3章 壁面湍流流动433.1 摩擦速度44
3.2 平均速度剖面方程453.2.1 平面槽道流动46
3.2.2 边界层47
3.3 黏性亚层49
3.4 对数区503.4.1 量纲分析50
3.4.2 一些例子52
3.4.3 生成项与耗散项之间的平衡55
3.4.4 Kolmogorov长度尺度56
3.5 缓冲层57
3.6 自由边界593.6.1 边界层自由边界附近的湍流60
3.6.2 槽道/管道核心区湍流62
3.6.3 其他结论63
3.7 数值仿真模型653.7.1 混合长度模型65
3.7.2 van Driest模型66
3.7.3 近壁面的渐进特性67
3.8 更复杂的边界层68
3.9 边界层方程★69
第4章 自由湍流：射流与尾流714.1 自由湍流圆形射流的自然发展71
4.2 圆形射流的自相似性734.2.1 平均方程73
4.2.2 薄剪切层近似74
4.2.3 相似解76
4.2.4 径向剖面的表达式78
4.2.5 其他性质79
4.2.6 实验及数值结果80
4.3 平面射流的相似性84
4.4 平面尾流的相似性864.4.1 远场尾流近似86
4.4.2 阻力系数88
4.4.3 远场平面尾流的自相似解89
4.5 远场轴对称尾流相似性90
第5章 涡动力学945.1 毕奥-萨伐定律94
5.2 涡的拉伸96
5.3 亥姆霍兹方程98
5.4 两个数值算例101
5.5 平均涡量的输运方程102
5.6 涡量拟能103
5.7 螺旋度104
5.8 比涡量方程★105
5.9 涡的辨识★106
第6章 均匀与各向同性湍流1076.1 均匀湍流1076.1.1 长度尺度108
6.1.2 速度场谱张量109
6.1.3 谱张量111
6.1.4 一维谱112
6.1.5 湍动能112
6.1.6 涡量拟能与耗散113
6.1.7 湍流快速畸变114
6.2 不可压各向同性湍流1156.2.1 单点的双速度相关115
6.2.2 两点间的双速度相关116
6.2.3 两点间的双压力—速度相关119
6.2.4 两点间的三速度相关120
6.2.5 谱速度张量120
6.2.6 其他有用的结果123
6.3 各向同性湍流在实验上的实现1256.3.1 实验布局125
6.3.2 湍流衰退127
6.4 均匀湍流对粒子的扩散1296.4.1 自由空间扩散129
6.4.2 圆管流的纵向扩散131
6.5 非均匀湍流中的耗散的近似表达式★134
6.6 螺旋度★134
6.7 本征正交分解★137
6.8 快速畸变：轴对称收缩★142
第7章 各向同性湍流动力学1467.1 Kolmogorov理论146
7.2 Kármán和Howarth方程150
7.3 Lin方程151
7.4 Lin方程的封闭154
7.5 湍流的时间特征1557.5.1 湍流的记忆时间155
7.5.2 湍流的谱时间155
7.6 Kolmogorov理论的更多细节★1577.6.1 速度的结构函数★157
7.6.2 Kolmogorov理论的改进★159
7.6.3 对数-正态分布耗散★160
7.7 均匀各向同性二维湍流★163
7.8 Navier-Stokes方程的傅里叶变换★166
7.9 利用EDQNM假设的封闭★168
第8章 湍流的直接模拟和大涡模拟1728.1 直接数值模拟1728.1.1 数值方法174
8.1.2 直接数值模拟的若干应用177
8.2 大涡模拟1798.2.1 空间滤波179
8.2.2 滤波Navier-Stokes方程180
8.2.3 大涡模拟的亚格子尺度建模182
8.2.4 湍流黏性模型的封闭182
8.2.5 基于显式松弛滤波的大涡模拟189
8.3 偏微分方程的分类★194
8.4 Favre滤波★195
8.5 可压缩流的大涡模拟★1968.5.1 滤波Navier-Stokes方程★196
8.5.2 总内能守恒★197
8.5.3 能量方程的变形★199
第9章 湍流模型2019.1 混合长度模型201
9.2k t-ε湍流模型2029.2.1 湍动能的输运方程203
9.2.2 耗散的输运方程204
9.2.3 能量的输运方程205
9.2.4 模型的高雷诺数形式206
9.2.5 常数Cε2的确定207
9.2.6kt-ε模型的低雷诺数形式208
9.2.7 可实现性与非定常仿真209
9.3 可压缩流动的k t-ε模型2109.3.1 Favre平均的Navier-Stokes方程210
9.3.2 耗散率的可压缩形式212
9.3.3kt-ε模型的可压缩形式213
9.4k t-ωt湍流模型215
9.5 Spalart-Allmaras湍流模型216
9.6 小结216
9.7 均匀不可压湍流的耗散方程★217
9.8 Favre平均的湍动能方程★218
第10章 实验方法22010.1 热线风速测定法22010.1.1 主要的工作原理220
10.1.2 导线及其在湍流中位置221
10.1.3 理想导线的热传递关系223
10.1.4 恒流式热线风速仪226
10.1.5 恒温式热线风速仪229
10.1.6 恒压式热线风速仪233
10.1.7 一些补充结论236
10.1.8 应用实例237
10.2 激光多普勒测定法24210.2.1 原理242
10.2.2 双光束激光多普勒风速仪243
10.2.3 双光束激光多普勒风速仪的应用245
10.2.4 一些补充的评论250
10.3 粒子图像测定法25010.3.1 2D-2C PIV原理250
10.3.2 2D-2C PIV应用251
10.3.3 2D-2C PIV实例256
10.3.4 2D-3C PIV或Stereoscopic PIV257
参考文献261
收藏
