計算流體力學基礎理論與實踐 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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周正貴，王衛星 著

圖書標籤:

• 計算流體力學
• CFD
• 流體動力學
• 數值方法
• 有限體積法
• 傳熱學
• 工程流體力學
• 計算物理
• 湍流
• 模擬仿真
• 科學計算

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030530950

版次：01

商品編碼：12113285

包裝：平裝

叢書名： 飛行器動力工程專業係列教材

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

頁數：376

正文語種：中文

內容簡介

　　本教材分兩部分，第一部介紹計算流體力學基礎知識；第二部分介紹流場計算軟件應用實例。通過第一部分學習掌握流場計算基本概念、基本方法，為流場計算軟件學習提供理論支持；通過第二部分學習，掌握流場計算軟使用方法，培養應用能力。第一部分主要包括以下內容：1）流場計算的基本概念；3）模型流場及可壓、不可壓流場計算方法；3）網格生成方法；4）多重網格法加速技術。第二部分主要包括以下內容：1）Fluent軟件基礎知識與基本操作；2）網格生成軟件介紹與基本操作；3）流場計算實例；4）計算結果後處理。

好的，以下是根據您的要求，針對一本名為《計算流體力學基礎理論與實踐》的圖書，創作的不包含其內容的圖書簡介。 --- 經典光學係統設計與優化技術 —— 深度解析成像、照明與檢測中的前沿方法 導言：光電係統設計的基石與挑戰 在現代工程領域，無論是精密儀器製造、生物醫學成像、先進製造工藝還是消費電子産品，光——這一電磁波譜中最直觀的載體——都扮演著核心角色。光綫的精確控製、光能量的有效利用以及復雜光信號的準確捕獲，構成瞭現代光學係統設計的核心挑戰。《經典光學係統設計與優化技術》並非關注流體力學或數值計算的復雜性，而是將焦點完全聚焦於電磁波的波動性和幾何特性在工程應用中的實現。 本書深度剖析瞭從基礎的光學定律到復雜多元件係統的設計、公差分析及最終的優化迭代過程。它旨在為光學工程師、係統架構師以及相關領域的研究人員提供一個全麵、深入且極具操作性的技術框架，用以構建高性能的光學鏈路。 第一部分：光學基礎理論的嚴謹重述（聚焦波動與幾何光學） 本部分迴歸光學係統的理論基石，但著重於將這些理論轉化為可用於係統建模和仿真工具的數學語言。 1.1 幾何光學與成像原理的精確建模： 詳細闡述瞭費馬原理在光綫追跡中的應用，特彆是對摺射和反射定律在不同介質界麵上的精確描述。重點討論瞭宋涅爾（Snell）定律在復雜麯麵設計中的推廣形式，以及阿貝正弦條件（Abbe Sine Condition）在消色差設計中的核心地位。我們深入探討瞭傍軸近似（Paraxial Approximation）的局限性及其在係統初步布局中的作用，並引入瞭非傍軸光綫追跡（Non-Paraxial Ray Tracing）的數學框架。 1.2 波動光學與衍射理論： 本章超越瞭簡單的光綫概念，引入瞭惠更斯-菲涅爾原理，並基於麥剋斯韋方程組導齣瞭光場的傳播方程。核心內容在於夫琅禾費衍射（Fraunhofer Diffraction）和菲涅爾衍射（Fresnel Diffraction）的解析解，它們是理解有限孔徑效應和近場成像的關鍵。此外，我們詳盡分析瞭傅裏葉光學（Fourier Optics）在係統傳輸函數（OTF/MTF）構建中的應用，這是衡量成像質量的黃金標準。 1.3 像差理論的深度解析與分類： 本部分是係統性能評估的基石。全麵覆蓋瞭五種主要幾何像差（球差、彗差、像散、場麯、畸變）的數學錶達式及其對成像質量的貢獻。對於微光學設計，我們特彆關注瞭色差的兩種形式（軸嚮和橫嚮）及其與材料色散的關聯。每種像差的成因都通過光綫偏離理想光路的角度偏差進行量化分析，為後續的優化提供瞭明確的量化目標。 第二部分：光學元件的設計與製造考量 本部分關注如何將理論轉化為可製造的物理實體，並評估其實際性能。 2.1 鏡片和棱鏡元件的設計技術： 詳細介紹瞭單鏡片（如雙凸、平凹等）的優化設計流程，包括麯率半徑、中心厚度和材料選擇的交互影響。重點闡述瞭最佳彎麯度（Best Form Lens）的概念，以及如何利用阿貝圖錶（Abbe Diagram）指導消色差組閤的設計。棱鏡部分側重於全反射原理在光路轉嚮和圖像翻轉中的應用，包括Porro棱鏡係統和屋脊棱鏡的結構優化。 2.2 非球麵與自由麯麵的精密製造： 鑒於現代係統對輕量化和高性能的追求，本書投入大量篇幅討論非球麵（Aspheric Surface）的設計。我們展示瞭如何利用Zernike多項式或有理函數來精確描述自由麯麵形狀，以校正高階像差。製造挑戰部分，探討瞭金剛石車削技術、模壓成型以及離子束拋光（IBF）等先進製造工藝對錶麵精度（PV值）和粗糙度（RMS）的要求和實現路徑。 2.3 光學鍍膜技術與界麵控製： 光學係統的性能往往受製於界麵損耗。本章深入探討瞭薄膜乾涉理論在設計增透膜（AR）和高反射鏡（HR）中的應用。詳細介紹瞭單層、多層堆疊膜係的矩陣方法，以及如何針對特定波長範圍和入射角設計布魯斯特角（Brewster Angle）膜層或分束棱鏡（Dichroic Beamsplitters）。 第三部分：先進光學係統的集成與優化流程 係統設計不僅僅是元件的堆砌，更是一個復雜的、多目標的優化過程。 3.1 像差的量化與評價指標體係： 係統性能的評估需要統一的標準。本書詳細解釋瞭如何使用調製傳遞函數（MTF）作為主要的客觀評價標準，並解釋瞭光學傳遞函數（OTF）中的空間頻率（$u, v$）與像差之間的聯係。對於偏離中心視場的評估，我們側重於點擴散函數（PSF）和彌散斑（Encircled Energy）的計算方法。 3.2 光學設計軟件的高級應用與操作： 本部分聚焦於行業主流設計軟件（如ZEMAX/Code V等）中的高級功能應用。我們不再停留於基礎的光綫追跡，而是深入講解自動優化算法的原理（如阻尼最小二乘法），以及如何正確設定自由項（Variables）、評價函數（Merit Function）的權重和約束條件。特彆強調瞭靈敏度分析在確定設計冗餘度中的重要性。 3.3 公差分析與係統魯棒性驗證： 任何製造齣的光學係統都與理想模型存在偏差。公差分析（Tolerance Analysis）是確保係統可量産的關鍵。我們介紹瞭幾種主要的公差分析方法，包括濛特卡洛模擬和靈敏度分析，用以確定元件的位置精度（軸嚮、徑嚮、傾斜、偏心）對MTF下降的容忍範圍，從而指導裝配規範的製定。 結語 《經典光學係統設計與優化技術》是一本麵嚮實踐的教科書，它強調從物理本質齣發，結閤現代計算工具，完成從概念到實現的全過程閉環。它為讀者提供瞭一套嚴謹的、可復用的工程方法論，以攻剋復雜成像、照明和傳感係統中的光學難題。 ---

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是其內容的深度和廣度。它不僅僅停留在概念的介紹，而是深入到每一個細節的推導和證明，讓我對計算流體力學有瞭更為紮實的理論基礎。書中對數值方法的講解尤為詳盡，從最基本的有限差分法，到更復雜的有限體積法和有限元法，每一種方法都進行瞭詳細的數學推導，並給齣瞭相應的算法流程。我尤其欣賞書中對於各種數值方法的優缺點分析，以及在不同問題場景下應該選擇哪種方法的建議。這對於我這樣希望將理論知識應用於實際工程問題的讀者來說，簡直是寶藏。書中還包含瞭大量的圖錶和代碼示例，這些都極大地幫助我理解抽象的數學公式，並能夠親手實踐。我嘗試著運行瞭書中的一些簡單算例，發現結果與預期相符，這讓我對計算流體力學的強大能力有瞭直觀的認識。盡管有些部分需要反復閱讀和思考，但每一次的深入理解都給我帶來瞭巨大的成就感。這本書絕對是想要係統學習計算流體力學，並希望掌握其核心技術的讀者的必備參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計給我留下瞭深刻的印象，厚重的封麵，紮實的紙張，散發著一種知識沉甸甸的分量。翻開第一頁，精美的排版和清晰的插圖立刻吸引瞭我。盡管我並非該領域內的專傢，但書中對復雜概念的解釋卻顯得尤為易懂。作者似乎非常善於將抽象的物理原理，通過生動形象的比喻和貼閤實際的案例，轉化為讀者能夠輕鬆掌握的知識。例如，在介紹邊界條件時，書中用瞭一個非常巧妙的類比，將流體的行為比作水龍頭的水流，邊界條件則如同水龍頭的開關大小和齣水口的形狀，直接影響著水流的形態。這種“潤物細無聲”的教學方式，讓我感覺不像是在閱讀一本技術書籍，更像是在與一位經驗豐富的導師進行一對一的交流。書中穿插的許多小故事和曆史背景，也為枯燥的理論知識增添瞭不少趣味性，讓我能夠更好地理解這些理論是如何在曆史的長河中發展和演變的。尤其是一些關於早期計算流體力學先驅們探索過程的描寫，讓我對這項科學的艱辛和偉大有瞭更深的體會。總而言之，從閱讀體驗上來說，這本書無疑是一次愉快的知識探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

對於初學者來說，這本書提供瞭一個非常友好的入門途徑，但又絕非淺嘗輒止。我之前對計算流體力學隻有一些模糊的概念，很多術語和公式都讓我感到睏惑。然而，這本書從最基礎的概念講起，循序漸進地引導我深入理解。作者的語言風格非常親切，就像一位經驗豐富的老師在循循善誘。他會先用通俗易懂的語言解釋一個概念，然後逐步引入數學公式，並解釋公式的物理意義。書中還設置瞭許多“思考題”和“練習題”，這些題目不僅幫助我鞏固所學知識，還能激發我進一步探索的興趣。更值得一提的是，書中還提到瞭許多開源的計算流體力學軟件和相關資源，這對於我們這些資源有限的學習者來說，無疑是雪中送炭。我按照書中的指引，嘗試使用瞭一些開源軟件進行簡單的流動模擬，雖然過程有些麯摺，但最終成功運行，這給瞭我極大的信心。這本書讓我覺得，計算流體力學並非高不可攀，隻要方法得當，每個人都能掌握。

評分☆☆☆☆☆

這本書的獨特之處在於它將理論與實踐完美地結閤在瞭一起。許多計算流體力學書籍往往側重於理論推導，而忽略瞭實際應用中的難點，或者反之，隻介紹一些簡單的應用案例，缺乏深厚的理論根基。然而，這本書恰恰填補瞭這一空白。作者在講解每一個理論概念的同時，都會緊密聯係相關的工程應用，例如航空航天、汽車設計、水利工程等，並詳細闡述瞭計算流體力學在這些領域中的具體作用和方法。書中不僅有理論的深度，更有實踐的指導性。它提供瞭許多實際項目的案例分析，從問題定義、模型建立、網格劃分，到求解器選擇、後處理分析，都進行瞭細緻的講解。我特彆喜歡書中關於網格生成和收斂性分析的章節，這些都是實際計算中非常關鍵的步驟，書中給齣的建議和技巧非常實用，讓我少走瞭許多彎路。這本書讓我明白，計算流體力學不僅僅是一門學科，更是一門解決實際問題的有力工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗非常流暢，作者的敘述邏輯清晰，層次分明。每一章的開頭都會清晰地概述本章的學習目標，並在結尾進行總結。書中對數學公式的運用恰到好處，既保證瞭嚴謹性，又不會過於晦澀難懂。我特彆欣賞書中在介紹復雜概念時，會運用大量的圖示來輔助說明，例如流函數、渦量、動量方程的物理意義等，這些圖示直觀地展現瞭抽象的物理量，讓我更容易理解。書中還提到瞭許多重要的理論和定理，並對其進行瞭深入的剖析，例如伯努利方程在不同情況下的適用性，以及雷諾平均方程的推導和應用。此外，這本書的參考文獻列錶非常詳盡，為我進一步深入研究提供瞭豐富的資源。我在這本書中獲得的不隻是知識，更是一種科學的思維方式和解決問題的能力。這本書讓我對計算流體力學的興趣倍增，並激勵我繼續在這個領域深入探索。