湍流理论与模拟PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

湍流理论与模拟PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

目录1

第1章　湍流的统计和测量1

1.1　湍流的不规则性1

1.2　湍流的统计3

1.2.1 随机变量的概率分布和概率密度3

1.2.2　湍流的统计量8

1.3　湍流脉动的谱16

1.3.1 时间平稳态中的频谱16

1.3.2　均匀湍流场中的波谱17

1.3.3　非均匀湍流场中谱函数的推广18

1.4　拉格朗日湍流18

1.4.1　拉格朗日概率密度函数和拉格朗日相关函数19

1.4.2　均匀湍流场中质点位移的公式——Taylor公式19

1.5　湍流脉动的测量原理20

第2章　湍流运动的基本方程23

2.1 Navier-Stokes方程和湍流23

2.2　雷诺方程和脉动运动方程25

2.2.1　雷诺方程25

2.2.2　脉动运动方程26

2.3.1　雷诺应力张量27

2.3　雷诺应力和雷诺应力输运方程27

2.3.2　雷诺应力输运方程29

2.3.3　湍动能输运过程30

2.3.4　雷诺应力输运过程31

2.3.5 不可压缩湍流场中脉动压强分布和压强变形率相关的解析表达式33

2.3.6　湍流统计方程的封闭性讨论35

2.4　不可压缩湍流的标量输运方程35

2.5.1 可压缩湍流运动的系综平均方程36

2.5　可压缩湍流的统计方程36

2.5.2　密度加权平均的可压缩流体运动方程38

2.6　涡量的输运和湍流41

2.6.1 不可压缩流体中涡量的运动学41

2.6.2　不可压缩流场中的涡动力学42

2.6.3　涡动力学和湍流45

第3章 均匀各向同性湍流49

3.1　均匀湍流场的相关函数和谱张量51

3.2.1 张量的不变量和张量函数56

3.2 均匀各向同性湍流场的相关函数和谱张量56

3.2.2　各向同性湍流的相关张量函数及其性质59

3.2.3 不可压缩各向同性湍流的相关张量函数及其性质62

3.3　不可压缩均匀各向同性湍流的动力学方程64

3.3.1　不可压缩均匀湍流的基本方程64

3.3.2　不可压缩均匀湍流的谱理论65

3.3.3　不可压缩均匀湍流中的湍动能输运过程67

3.3.4　均匀湍流中的湍动能传输链69

3.4.1 不可压缩均匀湍流的2阶速度相关动力学方程和谱张量动力学方程70

3.4　不可压缩均匀各向同性湍流动力学的若干性质70

3.4.2 不可压缩均匀各向同性湍流的Karman-Howarth方程71

3.4.3 Karman-Howarth方程的应用72

3.5 不可压缩均匀各向同性湍流中的湍动能传输链75

3.5.1 不可压缩均匀各向同性湍流中的湍动能输运方程75

3.5.2　各向同性湍流中的特征尺度78

3.5.3 Kolmogorov的局部各向同性假定和湍能谱的—5/3幂次律80

3.6　局部各向同性湍流的结构函数81

3.6.1　结构函数及其性质81

3.6.2 Landau对Kolmogorov理论的质疑，湍能耗散的间歇性86

3.6.3　局部各向同性湍流的标度律88

3.6.4　各向同性湍流结构函数的动力学性质90

3.7　各向同性湍流相关方程的封闭91

3.7.1　准高斯过程的性质92

3.7.2　各向同性湍流的准高斯封闭方程，EDQNM近似93

第4章　简单剪切湍流97

4.1　简单剪切湍流的统计特性98

4.1.1　壁湍流的统计特性和湍涡结构98

4.1.2　壁湍流的湍涡结构和湍涡粘性系数102

4.2 自由剪切湍流的统计特性103

4.2.1 自由剪切湍流的边界层近似104

4.2.2 自由剪切湍流的相似性解104

4.2.3 自由剪切湍流的涡粘系数107

4.3　均匀剪切湍流的快速畸变理论107

4.3.1　均匀剪切湍流的基本方程108

4.3.2　快速畸变近似的基本方程和主要特征108

4.3.3　快速畸变近似的统计方程111

4.3.4　快速畸变近似的实例112

4.3.5　快速畸变近似的雷诺应力再分配项113

4.4　剪切湍流中的拟序运动115

4.4.1 自由剪切湍流中的拟序结构115

4.4.2　湍流边界层的拟序结构120

4.5　拟序特性的检测125

4.5.1　脉动的时空相关和结构迁移速度的检测125

4.5.2　VITA法和湍流猝发特性的检测126

4.6　拟序结构的动力学模型130

4.6.1　拟序运动的分解和能量输运130

4.6.2　平面湍流混合层拟序运动的能量输运133

4.6.3 壁湍流中拟序结构的动力学分析135

4.7　简单湍流的控制137

4.7.1　壁湍流的被动控制138

4.7.2　壁湍流的主动控制140

第5章　标量湍流142

5.1　均匀湍流中的被动标量输运142

5.1.1　被动标量输运的控制方程142

5.1.2　谱空间中标量脉动的输运143

5.1.3　均匀湍流场中标量输运规律145

5.2　标量湍流的结构149

5.2.1　标量梯度方程150

5.2.2　标量梯度片状结构的实例151

5.3　湍流普朗特数154

5.4　标量湍流的结构函数方程——Yaglom方程158

5.5　标量湍流扩散的拉格朗日随机模型160

5.5.1　标量点源的湍流扩散160

5.5.2 湍流场中质点位移的均方根公式160

5.5.3　标量点源的湍流扩散系数161

6.1　湍流数值模拟的方法163

第6章　湍流直接数值模拟163

6.2　湍流直接数值模拟的基本原理165

6.2.1 湍流直接数值模拟的空间分辨率166

6.2.2　湍流直接数值模拟的时间分辨率167

6.2.3　初始条件和边界条件167

6.3　湍流直接数值模拟的谱方法171

6.3.1　谱方法的基本原理171

6.3.2　格栅湍流的直接数值模拟175

6.3.3　平面槽道湍流的直接数值模拟183

6.4　湍流直接数值模拟的差分法193

6.4.1　高精度紧致格式194

6.4.2　湍流混合层的直接数值模拟195

第7章　雷诺平均统计模式200

7.1　建立湍流统计模式的一般原理200

7.1.1　雷诺应力的一般泛函形式201

7.1.2　封闭模式方程的约束条件203

7.2　湍流涡粘模式207

7.2.1　代数涡粘模式207

7.2.2　标准k-ε模式209

7.2.3　非线性k-ε模式215

7.2.4　壁函数217

7.2.5　低雷诺数修正219

7.2.6　单方程涡粘系数输运模式222

7.3　雷诺应力输运方程的封闭模式：2阶矩模式223

7.3.1　2阶矩模式的封闭式224

7.3.2　关于2阶矩模式的评价230

7.3.3　代数形式的2阶矩模式230

7.4　湍流统计模式的综合评述231

8.1　脉动的过滤233

第8章　湍流大涡数值模拟233

8.2　大涡模拟的控制方程和亚格子应力236

8.2.1　大涡模拟的控制方程236

8.2.2　常用的亚格子模型236

8.3　亚格子模型的检验248

8.3.1　亚格子模型的先验比较结果248

8.3.2　亚格子模型的后验比较结果250

8.4　复杂流动的大涡数值模拟算例253

8.4.1　算例8.1：平面扩压器254

8.4.2　算例8.2：绕圆柱流动256

8.5　关于大涡数值模拟的几个问题260

8.5.1　亚格子应力的量级估计260

8.5.2　大涡数值模拟的数值误差262

8.5.3　大涡数值模拟统计量的修正262

8.5.4　非均匀网格中过滤过程和微分运算的可交换性263

8.5.5 大涡数值模拟的近壁模型265

参考文献268

索引277