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內(nèi)容簡介

　　流體機(jī)械廣泛應(yīng)用于能源動(dòng)力、冶金電力、石油化工、航空航天等支柱性行業(yè)，也是航空燃機(jī)、南水北調(diào)、深海開發(fā)等重大工程的核心設(shè)備。準(zhǔn)確預(yù)測流體機(jī)械工作介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及功能轉(zhuǎn)換原理，對縮短產(chǎn)品開發(fā)周期與提高性能有重要意義。本書根據(jù)作者課題組研究成果編寫而成，介紹了動(dòng)靜干涉葉柵三維流動(dòng)耦合計(jì)算方法、湍流模型評價(jià)、兩相流動(dòng)計(jì)算求解、多物理場耦合分析及優(yōu)化、仿生交叉學(xué)科等方面的工作。全書理論與應(yīng)用結(jié)合緊密，從基礎(chǔ)理論、數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究等方面展開，主要內(nèi)容包括：計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)知識，計(jì)算流域動(dòng)靜干涉耦合方法與湍流模型評價(jià)，油、水及空氣等不同介質(zhì)下典型流體機(jī)械動(dòng)靜干涉作用機(jī)理及流場分析，界面多相流流動(dòng)行為與工程應(yīng)用，流動(dòng)問題中多物理場耦合計(jì)算與性能優(yōu)化設(shè)計(jì)。本書各章節(jié)根據(jù)需要提供了工程實(shí)例，較為全面地反映了流體動(dòng)靜干涉的運(yùn)動(dòng)特性，為相關(guān)流體機(jī)械研究提供了理論和技術(shù)支撐。本書可作為機(jī)械、石油、化工、材料、水利水電等專業(yè)的教材和參考書，也為從事相關(guān)行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用的工程技術(shù)人員提供了重要的借鑒和參考價(jià)值。

作者簡介

　　劉春寶，吉林大學(xué)機(jī)械與航空航天工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，吉林省享受政府津貼專家（省突出貢獻(xiàn)專家）。擔(dān)任中國機(jī)械工程學(xué)會流體傳動(dòng)與控制分會委員、中國力學(xué)學(xué)會流體控制工程專業(yè)委員會委員、中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會地面機(jī)器系統(tǒng)分會委員等職務(wù)。近5年，面向國家重大戰(zhàn)略需求和國際科學(xué)與技術(shù)前沿，承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、自然科學(xué)基金、教育部裝備聯(lián)合基金、軍委科技委國防創(chuàng)新特區(qū)等20多項(xiàng)重點(diǎn)科研項(xiàng)目，發(fā)表高水平論文50多篇，獲2021年度吉林省成果轉(zhuǎn)化貢獻(xiàn)獎(jiǎng)個(gè)人獎(jiǎng)、2020年吉林省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、2019年度中國機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。

圖書目錄

第1章計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ) 001
1．1 計(jì)算流體力學(xué)基本原理\t002
1．1．1 計(jì)算流體力學(xué)概述\t002
1．1．2 計(jì)算流體力學(xué)特點(diǎn)\t003
1．1．3 計(jì)算流體力學(xué)應(yīng)用\t004
1．1．4 計(jì)算流體力學(xué)一般分析步驟\t005
1．2 湍流的計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬方法\t006
1．3 湍流的計(jì)算流體力學(xué)基本數(shù)學(xué)模型\t011
1．3．1 基本控制方程\t011
1．3．2 經(jīng)典雷諾時(shí)均法模型\t013
1．3．3 尺度解析方法湍流模型\t015
1．3．4 多相流模型\t019
參考文獻(xiàn)\t025
第2章計(jì)算流域動(dòng)靜干涉耦合方法 029
2．1 多重參考系法\t030
2．2 滑移網(wǎng)格法\t035
2．3 動(dòng)網(wǎng)格法\t041
2．4 浸沒邊界法\t048
2．5 重疊網(wǎng)格法\t053
參考文獻(xiàn)\t060
第3章動(dòng)靜干涉流場湍流模型評價(jià) 071
3．1 無干涉狀態(tài)下的噴管射流\t072
3．1．1 幾何模型\t072
3．1．2 計(jì)算設(shè)置\t073
3．1．3 流動(dòng)結(jié)果\t074
3．2 動(dòng)靜干涉下的液力偶合器內(nèi)循環(huán)流動(dòng)\t079
3．2．1 幾何模型及計(jì)算設(shè)置\t080
3．2．2 不同湍流模型流動(dòng)特性分析\t081
3．2．3 循環(huán)流動(dòng)機(jī)理\t085
參考文獻(xiàn)\t091
第4章油介質(zhì)下動(dòng)靜耦合干涉典型流場分析 093
4．1 齒輪箱油液瞬態(tài)流場解析\t094
4．1．1 解析模型的構(gòu)建\t094
4．1．2 典型計(jì)算結(jié)果\t096
4．2 濕式離合器油液瞬態(tài)流場解析\t098
4．2．1 解析模型的構(gòu)建\t099
4．2．2 典型計(jì)算結(jié)果\t102
參考文獻(xiàn)\t109
第5章水介質(zhì)下典型流體機(jī)械動(dòng)靜干涉作用機(jī)理及流場分析 111
5．1 水介質(zhì)螺旋槳攪動(dòng)工作過程\t112
5．2 穩(wěn)態(tài)條件下螺旋槳性能預(yù)報(bào)和流場分析\t113
5．2．1 計(jì)算方案及設(shè)置\t113
5．2．2 性能預(yù)測與驗(yàn)證\t115
5．2．3 流場分析\t117
5．3 瞬態(tài)條件下螺旋槳性能預(yù)報(bào)和流場分析\t120
5．3．1 計(jì)算設(shè)置和方案\t120
5．3．2 性能預(yù)測與驗(yàn)證\t122
5．3．3 流場分析\t124
5．3．4 螺旋槳渦結(jié)構(gòu)分布\t128
參考文獻(xiàn)\t130
第6章空氣介質(zhì)下典型流動(dòng)數(shù)值模擬與流場分析 133
6．1 經(jīng)典圓柱繞流的數(shù)值模擬\t134
6．1．1 經(jīng)典圓柱繞流計(jì)算域參數(shù)設(shè)定\t134
6．1．2 典型圓柱繞流數(shù)值結(jié)果對比\t135
6．2 拋絲機(jī)瞬態(tài)流動(dòng)模擬\t140
6．2．1 數(shù)值模擬計(jì)算方法及計(jì)算域模型\t141
6．2．2 典型數(shù)值模擬結(jié)果\t142
參考文獻(xiàn)\t145
第7章界面多相流流動(dòng)行為與工程應(yīng)用 147
7．1 超疏水表面制備及潤濕性理論\t148
7．1．1 仿生超疏水表面的制備\t148
7．1．2 潤濕性理論\t151
7．2 基于滑移理論的超疏水表面減阻分析\t153
7．2．1 壁面滑移理論\t153
7．2．2 超疏水表面滑移減阻\t154
7．2．3 基于滑移理論的超疏水表面減阻分析\t155
7．3 微/納結(jié)構(gòu)對界面流體相變的作用機(jī)理\t162
7．3．1 低溫環(huán)境下液滴相變數(shù)值模擬方法\t162
7．3．2 具有微納結(jié)構(gòu)的超疏水表面的防結(jié)冰性能分析\t165
參考文獻(xiàn)\t175
第8章流動(dòng)問題中多物理場耦合計(jì)算與分析 177
8．1 液力變矩器變黏度熱流固耦合計(jì)算與分析\t178
8．1．1 數(shù)值模擬方法\t179
8．1．2 耦合分析方法\t182
8．1．3 典型數(shù)值結(jié)果\t183
8．2 液力緩速器氣-液耦合計(jì)算與分析\t191
8．2．1 氣-液耦合空化現(xiàn)象數(shù)值模擬\t191
8．2．2 液力緩速器充液過程仿真數(shù)值模擬\t197
8．3 板翅式換熱器流-熱耦合計(jì)算與分析\t202
8．3．1　數(shù)值模擬方法\t203
8．3．2 典型數(shù)值結(jié)果\t205
參考文獻(xiàn)\t212
第9章基于流動(dòng)解析的性能設(shè)計(jì)及優(yōu)化 215
9．1 液力緩速器結(jié)構(gòu)參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)\t216
9．1．1 多目標(biāo)優(yōu)化目標(biāo)選取分析\t216
9．1．2 多目標(biāo)優(yōu)化算法\t216
9．1．3 典型結(jié)果\t217
9．2 換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)\t237
9．2．1 參數(shù)敏感性研究\t238
9．2．2 多目標(biāo)優(yōu)化算法\t239
9．2．3 典型優(yōu)化結(jié)果分析\t241
參考文獻(xiàn)\t253