湍流初級教程

《湍流初級教程》是2015年科學出版社出版的圖書，作者是H.田內科斯 (Tennekes H.)、J.L.蘭姆利 (Lumley J.L.)。

基本介紹

• 中文名：湍流初級教程
• 作者：H.田內科斯、J.L.蘭姆利
• 譯者：施紅輝，林培鋒，金浩哲　　
• 出版社：科學出版社
• 出版時間：2015-1-1　
• 定價：98 元
• ISBN：9787030425621 
• 外文名：A First Course in Turbulence　

內容簡介

世上所有的流動幾乎都是湍流，因此湍流現象涉及自然界和工業界的方方面面。《湍流初級教程》是第一本為學生設計的、幫助他們從基礎流體力學向湍流專業文獻平滑地過渡的著作，這在當時就具有先進的理念，而在現在時間已證明了它的深遠的影響。《湍流初級教程》第一章的緒論里，介紹了湍流的基本特性和分析方法。第二章介紹動量和熱的湍流輸運；第三章介紹湍流動力學；第四章介紹自由剪下流動，包括尾跡流、射流、混合層和熱羽流；第五章介紹邊界層流動；第六章介紹湍流的統計描述，為讀者理解湍流的混沌和譜結構做準備；第七章介紹湍流輸運，將在第二章的基礎上，更詳細地研究湍流的輸運過程，包括被動標量的輸運；第八章介紹譜動力學。《湍流初級教程》大量地使用量綱分析和相似理論；研究湍流的方法既避免複雜高深的數學推導又避免實驗詳細的繁瑣。《湍流初級教程》給學生對於目標的物理理解，並加深他(她)對那些不能被嚴格求解的問題的憑直覺的洞察。

目錄

第1章緒論

1.1湍流的本質

1.1.1不規則性

1.1.2擴散性

1.1.3高雷諾數

1.1.4三維渦量脈動

1.1.5耗散性

1.1.6連續性

1.1.7湍流是流動

1.2分析方法

1.2.1量綱分析

1.2.2漸近不變性

1.2.3局部不變性

1.3湍流的起源

1.4湍流的擴散

1.4.1在具有強加的長度尺度的問題里的擴散

1.4.2渦擴散性

1.4.3在具有強加的時間尺度的問題里的擴散

1.5湍流的長度尺度

1.5.1層流邊界層

1.5.2擴散和對流的長度尺度

1.5.3湍流邊界層

1.5.4層流和湍流摩擦

1.5.5湍流中的小尺度

1.5.6對於耗散率的無黏估計

1.5.7尺度關係

1.5.8分子尺度和湍流尺度

1.6本書的內容概要

習題一

第2章動量和熱的湍流輸運

2.1雷諾方程

2.1.1雷諾分解

2.1.2相關變數

2.1.3關於平均流的方程

2.1.4雷諾應力

2.1.5熱的湍流輸運

2.2氣體分子動力學要素

2.2.1單純剪下流動

2.2.2分子碰撞

2.2.3特徵時間和長度

2.2.4v1和V2之間的相關

2.2.5熱擴散性

2.3雷諾應力的估計

2.3.1雷諾應力和旋渦伸長

2.3.2混合長度模型

2.3.3長度尺度問題

2.3.4一個被忽略的輸運項

2.3.5混合長度作為一個積分尺度

2.3.6梯度輸運謬誤

2.3.7進一步估計

2.3.8概括

2.4湍流傳熱

2.4.1雷諾比擬

2.4.2混合長度模型

2.5靠近剛性壁面的湍流剪下流動

2.5.1具有恆定應力的流動

2.5.2非零質量傳遞

2.5.3混合長度逼近

2.5.4混合長度理論的局限

習題

第3章湍流動力學

3.1平均流的動能理論

3.1.1單純剪下流動

3.1.2黏性的影響

3.2湍流的動能理論

3.2.1生產等於耗散

3.2.2泰勒微尺度

3.2.3尺度關係

3.2.4譜能量傳遞

3.2.5進一步估計

3.2.6風洞湍流

3.2.7單純剪下流動

3.3渦量動力學

3.3.1渦量矢量和旋轉張量

3.3.2運動方程中的旋渦項

3.3.3雷諾應力和渦量

3.3.4渦量方程

3.3.5湍流里的渦量

3.3.6二維平均流

3.3.7ΩiΩi的動力學

3.3.8ωiωi的方程

3.3.9湍流是有旋的

3.3.10一個近似的渦量收支

3.3.11多尺度

3.3.12磁場線的伸長

3.4溫度脈動的動力學

3.4.1溫度場裡的微尺度

3.4.2浮力對流

3.4.3理查森數

3.4.4浮力時間尺度

3.4.5莫寧—歐伯克霍夫長度

3.4.6大氣邊界層里的對流

習題

第4章自由剪下流動

4.1幾乎平行的二維流動

4.1.1平面流動

4.1.2橫流動量方程

4.1.3流向動量方程

4.1.4湍流尾跡

4.1.5湍流射流與混合層

4.1.6動量積分

4.1.7動量厚度

4.2湍流尾跡

4.2.1自我保存

4.2.2平均速度分布

4.2.3軸對稱尾跡流

4.2.4尺度關係

4.2.5湍流能量收支

4.3自我推進物體的尾跡

4.3.1平面尾跡流

4.3.2軸對稱尾跡流

4.4湍流射流與混合層

4.4.1混合層

4.4.2平面射流

4.4.3能量收支

4.5尾跡流、射流和混合層的結構比較

4.6熱羽流

4.6.1二維羽流

4.6.2自我保存

4.6.3熱通量積分

4.6.4進一步的結果

習題

第5章受限於壁面的剪下流動

5.1多尺度問題

5.1.1慣性底層

5.1.2速度虧損律

5.2管道和通道中的湍流

5.2.1通道流動

5.2.2光滑壁面上的表面層

5.2.3核心區

5.2.4慣性底層

5.2.5對數摩擦率

5.2.6管道里的湍流流動

5.2.7管道流動的實驗數據

5.2.8黏性底層

5.2.9壁面律的實驗數據

5.2.10速度虧損律的實驗數據

5.2.11能量的流動

5.2.12粗糙表面上的流動

5.3行星邊界層

5.3.1地轉風

5.3.2埃克曼層

5.3.3速度虧損律

5.3.4表面層

5.3.5對數風速分布

5.3.6海洋里的埃克曼層

5.4壓力梯度對表面層里流動的影響

5.4.1對管流的二階修正

5.4.2對數速度分布的斜率

5.5湍流邊界層的下游發展

5.5.1勢流

5.5.2邊界層里的壓力

5.5.3邊界層方程

5.5.4平衡流

5.5.5壁面層里的流動

5.5.6壁面律

5.5.7對數摩擦律

5.5.8壓力梯度函式

5.5.9自由流線速度分布

5.5.10零壓力梯度邊界層方程

5.5.11標量的輸運

習題

……

第6章湍流的統計描述

第7章湍流輸運

第8章譜動力學

參考文獻

索引