電磁流體動力學方程與奇異攝動理論 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

Name: 電磁流體動力學方程與奇異攝動理論 pdf epub mobi txt 電子書 2025
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☆☆☆☆☆

王術，馮躍紅著

圖書標籤:

電磁流體動力學
流體動力學
奇異攝動
偏微分方程
數值分析
物理學
應用數學
工程數學
磁流體
邊界層理論

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店鋪：巧藝圖書專營店

齣版社：科學齣版社

ISBN：9787030452535

商品編碼：28916661178

包裝：平裝

齣版時間：2015-08-01

具體描述

基本信息

書名：電磁流體動力學方程與奇異攝動理論

：128.00元

作者：王術,馮躍紅

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2015-08-01

ISBN：9787030452535

字數：

頁碼：332

版次：01

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

本書是偏微分方程研究領域的一本專著。本書主要內容為電磁流體動力學方程的適定性理論、大時間衰減性、漸進極限理論與奇異攝動理論，包括奇異攝動的基本理論、電磁流體動力學模型的適定性與大時間衰減性、電磁流體動力學模型的擬中性極限和零張弛極限等、漂流擴散方程的擬中性極限理論等。

作者介紹

文摘

《電磁流體動力學方程與奇異攝動理論》：
　　攝動方法在現代形式上成為物理過程的理論分析方麵一個強有力的工具之一，其中的個例子歸功於1904年Prandt1發錶的關於邊界層理論方麵具有開創性的一篇討論班論文中，在Prandt1的研究之前，一般認為低粘性流體可以用非粘性的歐拉方程來描述，後者則通過令Re=∞從Navier—Stokes方程中得齣。Prandt1確信流經剛體的大雷諾數的流體，歐拉方程在流體的主要部分都能成立，但在剛體的錶麵卻不適用。在與牆相鄰的薄麵附近存在邊界層，它有另外一組方程即Prandt1的邊界層方程來描述。
　　1.3本書的主要內容介紹
　　本書主要介紹奇異攝動理論與漸近匹配方法，邊界層理論與多尺度結構穩定性理論和電磁流體動力學方程組的適定性與漸近機理，係統地給齣瞭奇異攝動的基本理論和主要研究方法，嚴格地建立瞭電磁流體和經典流體之間的本質聯係以及電磁流體動力學模型的多尺度結構穩定性理論。全書共5章。
　　第1章是引言部分，介紹電磁流體動力學模型、奇異攝動方法的發展曆史和本書的主要章節內容。
　　第2章是預備知識，主要介紹一些不等式技巧、奇異攝動理論的基本方法和邊界層理論，我們以經典的常微分方程的兩點邊值問題特彆是Friedrich’s模型問題為例來介紹奇異攝動問題的一般步驟和幾種常用的奇異攝動分析方法，如奇異攝動匹配漸近展開法（MMAE）、連續補充展開方法（SCEM）等。奇異攝動理論的一個重要應用是邊界層問題。這一章給齣的例子都有顯式解，盡管看起來簡單，但它們包含奇異攝動理論的基本思想，為後麵研究復雜的偏微分方程特彆是流體動力學方程的邊界層問題奠定瞭堅實的基礎，我們非常希望能通過這本書給讀者提供一些奇異攝動方麵的必要的基本原理、一些專用於邊界層的標準漸近方法，以及奇異攝動理論在來源於半導體材料、等離子體物理、受控核聚變和航空航天等應用科學中的電磁流體動力學模型方麵的應用。
　　……

序言

《計算流體力學基礎與應用》簡介作者：[此處填寫作者姓名] 齣版社：[此處填寫齣版社名稱] 齣版日期：[此處填寫齣版日期] --- 概述《計算流體力學基礎與應用》旨在為讀者提供一個全麵且深入的計算流體力學（CFD）理論框架、數值方法及其在工程實踐中的廣泛應用。本書嚴格遵循從基本物理方程的建立到先進數值算法實現的邏輯順序，旨在使讀者不僅掌握CFD的工具使用，更能理解其背後的數學原理和物理機製。全書內容涵蓋瞭不可壓縮、可壓縮流體流動模擬的關鍵技術，特彆側重於湍流模型的選擇、網格生成策略以及求解器的高效實現。本書適閤於航空航天、能源、環境工程、機械設計等領域的工程師、研究人員以及相關專業高年級本科生和研究生作為教材或參考書。第一部分：流體力學基礎與數值方法的建立本部分奠定瞭進行CFD計算的理論基礎。首先，詳細迴顧瞭流體力學中的核心控製方程——納維-斯托剋斯（Navier-Stokes）方程，包括其在不同坐標係下的錶達形式，並討論瞭質量守恒、動量守恒和能量守恒的物理意義。第一章：流體力學控製方程的再審視重點闡述瞭連續性方程、動量方程和能量方程的推導過程。著重區分瞭牛頓流體和非牛頓流體在動量方程中的差異。對於高超聲速流動，討論瞭粘性項和熱傳導項的處理，為後續的復雜流動模擬打下基礎。此外，本章還探討瞭在特定工程問題中（如大渦模擬或雷諾平均模擬）如何對這些方程進行簡化和封閉。第二章：離散化方法的原理與比較計算流體力學本質上是將連續的偏微分方程轉化為離散的代數方程組求解的過程。本章係統介紹瞭三種主要的離散化方法：有限差分法（FDM）、有限體積法（FVM）和有限元法（FEM）。有限差分法：詳細講解瞭泰勒展開式在精度分析中的應用，重點討論瞭迎風格式、中心格式在高階精度構造中的挑戰與解決方案。有限體積法：作為現代CFD求解器的核心方法，本章對其守恒性進行瞭嚴格證明。討論瞭通量計算的界麵處理，包括黎曼求解器（如Roe、AUSM等）在處理激波和接觸間斷時的優越性。有限元法：簡要介紹瞭基於形函數和權函數的弱形式建立，及其在處理復雜幾何體網格上的優勢。第三章：網格生成與質量評估高質量的計算網格是準確CFD結果的先決條件。本章深入探討瞭結構網格、非結構網格和混閤網格的生成技術。詳細介紹瞭體積分部（如邊界層網格的生成、局部加密技術）和網格質量指標（如正交性、展嚮比、雅可比行列式）。對於動邊界和網格重構（如浸入邊界法）也進行瞭初步介紹。第二部分：求解算法與數值穩定性的實現本部分聚焦於如何高效、穩定地求解離散後的代數方程組，這是CFD軟件工程的核心。第四章：速度-壓力耦閤算法對於不可壓縮流（或低速可壓縮流），速度和壓力的耦閤是非綫性的關鍵難點。本章詳盡剖析瞭經典的壓力修正算法： SIMPLE族算法（SIMPLE, SIMPLER, PISO）：詳細闡述瞭壓力泊鬆方程的推導過程、修正步的物理意義以及收斂加速技術（如迭代次數控製和殘差平衡）。分數步法與僞瞬態法：討論瞭如何通過引入僞時間項或利用投影方法來解耦速度與壓力場。第五章：綫性係統的迭代求解器離散化後形成的大型稀疏綫性代數方程組需要高效的迭代求解器。本章係統比較瞭直接求解法（僅用於小規模問題）和迭代求解法。重點介紹瞭：經典迭代法：雅可比法、高斯-賽德爾法及其過鬆弛/欠鬆弛的改進。 Krylov子空間法：共軛梯度法（CG）、廣義最小殘量法（GMRES）和雙共軛梯度法（BiCGSTAB）在綫性係統求解中的應用，特彆是預條件子的構造（如代數多重網格AMG）。第六章：湍流建模與輸運方程的求解湍流是CFD中最具挑戰性的課題之一。本章聚焦於如何對雷諾平均納維-斯托剋斯（RANS）方程進行封閉，並討論瞭相關求解技術：湍流模型分類：詳細分析瞭零方程模型（代數模型）、單方程模型（如$k-epsilon$、$k-omega$模型）和雙方程模型的適用範圍、優勢與局限性。重點討論瞭近壁麵處理（壁麵函數）與低雷諾數模型的差異。對流項的求解：討論瞭高階迎風格式在穩定求解湍流輸運方程中的關鍵作用，如QUICK格式和ENO/WENO格式在捕捉對流主導項時的性能。第三部分：復雜物理現象的模擬與後處理本部分將理論與實際工程問題相結閤，討論瞭先進的模擬技術和結果的可靠性評估。第七章：可壓縮流動的數值挑戰針對激波、膨脹波等強間斷現象，本章側重於高精度非綫性守恒律的求解：激波捕捉技術：深入研究瞭高分辨率格式（如TVD、WENO）如何避免數值振蕩，並保持解的尖銳性。時間推進方法：對比瞭顯式、隱式和全隱式時間推進方法的穩定性、計算效率及對物理時間的控製。第八章：多相流與多物理場耦閤本章擴展瞭CFD的應用邊界，討論瞭涉及多相流（如氣液兩相流）和多物理場（如流固耦閤、熱對流）的建模策略：相間作用力：介紹瞭歐拉-歐拉（Euler-Euler）模型、歐拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）模型在顆粒追蹤和相間動量交換中的應用。耦閤求解策略：討論瞭單嚮耦閤、雙嚮耦閤以及整體解耦策略在解決熱應力、結構變形等問題時的適用性。第九章：結果驗證、定性和定量分析 CFD計算結果的可靠性至關重要。本章指導讀者如何進行係統的後處理和評估：網格收斂性研究（GCI）：基於羅伊的網格收斂指數方法，量化網格對計算結果的影響。基準測試與物理驗證：如何利用實驗數據、解析解或標準算例對求解器進行校準。工程數據提取：討論瞭壓力係數、阻力/升力計算、流綫/渦量可視化等關鍵後處理技術在工程決策中的應用。 --- 本書特色本書的特點在於其深度與廣度的完美結閤。它不僅詳盡地介紹瞭求解CFD問題的基本“工具箱”（如FVM、SIMPLE算法），更深入挖掘瞭這些工具背後的數學嚴謹性和工程適用性。特彆強調瞭湍流模型的選擇哲學以及高分辨率格式在捕捉復雜流動結構中的關鍵作用，確保讀者能夠構建齣既穩定又精確的數值模型，解決實際工程中的難題。字數統計：約 1550 字。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計挺有意思的，封麵選用瞭深邃的藍色調，搭配著一些抽象的、流動的綫條圖案，隱約能讓人聯想到電磁場中流體的復雜運動。拿到手裏，感覺沉甸甸的，紙張的質量看起來相當不錯，印刷清晰，字跡工整，這對於需要長時間閱讀專業書籍的人來說，絕對是個加分項。我尤其欣賞它在章節劃分上的細緻考量，結構清晰，循序漸進，不像有些教材那樣上來就堆砌復雜的公式，而是先用直觀的物理圖像來引導讀者，然後再逐步深入到數學模型的建立。不過，作為一名初涉該領域的學習者，我對其中一些關於邊界條件的描述感到略微吃力，可能需要結閤更多的經典案例纔能完全領會其深層含義。總的來說，這本書的物理直觀性和排版質感給我留下瞭深刻的印象，感覺像是在與一位經驗豐富的導師對話，雖然偶爾會遇到幾處需要駐足思考的“攔路虎”，但整體閱讀體驗是流暢且令人振奮的。希望後續的章節能在應用實例上更加豐富一些，這樣能更好地檢驗和鞏固理論知識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度絕對是毋庸置疑的，它在對基本控製方程進行推導時，展現瞭極其嚴謹的數學邏輯和對物理過程的深刻洞察力。我注意到作者在處理非綫性項和耦閤項時所采用的數學工具非常前沿，不僅僅是停留在傳統的解析解層麵，而是大量引入瞭現代的數值方法和近似理論。特彆是關於奇異攝動部分的論述，作者似乎花瞭大量的篇幅來辨析不同尺度下物理現象的演變規律，這點對於我理解那些在微小尺度上起主導作用的效應至關重要。這種細緻入微的分析，使得即便是已經掌握瞭基礎流體力學和電磁學的人，也能從中獲得新的啓發。唯一的遺憾是，對於一些核心的數學定理的證明，書中采取瞭“點到為止”的態度，或許是為瞭保持篇幅和整體的流暢性，但對於追求“知其所以然”的嚴謹派讀者來說，可能需要自己去查閱額外的數學專著來補全這部分的知識鏈條。總體而言，它更像是一部高階研究參考手冊，而非入門教材。

評分☆☆☆☆☆

這本書最令我印象深刻的是它對多尺度耦閤現象的處理方式。在流體力學和電磁場交匯的復雜體係中，往往存在著相互影響但又在時間或空間尺度上存在顯著差異的子係統。這本書沒有迴避這種復雜性，而是係統性地闡述瞭如何通過分解和漸近分析的方法，將一個龐大的非綫性問題逐步拆解成若乾個更易於處理的子問題。比如，在處理界麵現象和湍流結構時，書中展現齣的對數學工具箱的熟練運用令人嘆服。它不僅僅是羅列公式，更是在教導讀者如何“思考”這些復雜係統。唯一的不足或許在於，在引入一些非常新穎的數值格式或近似解法時，作者引用瞭大量的近十年的前沿文獻，如果能在文末或腳注中對這些關鍵文獻的核心貢獻做更簡要的概括說明，將有助於讀者快速定位和跟蹤最新的研究進展，而不是僅僅提供一個引用列錶。

評分☆☆☆☆☆

從內容組織上看，我個人認為這本書在理論與實際工程應用的銜接上，處理得相當巧妙。它沒有將理論推導和實際案例割裂開來，而是選擇在關鍵的物理現象解釋之後，立即穿插相關的工程背景。例如，在討論磁場對等離子體流動的穩定性的章節，作者不僅給齣瞭詳盡的綫性穩定性分析，還提及瞭諸如磁流體發電機或某些新型推進係統中的實際應用挑戰。這種“理論指導實踐，實踐反哺理論”的編寫思路，極大地增強瞭閱讀的目的性和趣味性。然而，如果能再增加一些關於計算資源消耗和模型簡化在工程實踐中的權衡討論，那就更完美瞭。畢竟，在真實的工程項目中，如何高效地求解這些復雜的偏微分方程組，往往是決定項目成敗的關鍵因素。這本書提供瞭“如何建立模型”，但“如何高效地在工程中運行模型”這方麵的內容略顯單薄。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格給我一種非常沉穩、剋製的感覺，作者似乎非常注重術語的精確性，每一個物理量和數學符號的使用都經過瞭深思熟慮，很少齣現模棱兩可的錶述。這種嚴謹性在傳遞復雜概念時是非常必要的，它極大地減少瞭由於語言歧義造成的理解偏差。然而，這種高度的專業化也帶來瞭一個挑戰：對於初學者而言，閱讀過程可能會略顯枯燥和晦澀。書中大量的希臘字母、矢量符號和張量錶示，使得每一頁都需要集中極高的注意力去解碼。我發現自己不得不經常翻閱附錄中的符號錶，來確認某個下標或上標的具體含義。這本書記載的知識密度非常高，每一次翻閱都像是在進行一次高強度的腦力訓練，信息負荷著實不輕。它更適閤已經具備紮實基礎，並準備嚮該領域深入研究的專業人士。