本书系统介绍流体机械内流理论、计算方法及应用,内容包括:张量的基本概念及运算,流体机械内部全三维、准三维、二维流动理论,计算流体力学的数值方法,流体机械内部三维可压缩黏性流动的数值方法及其应用。
前言流体机械主要包括叶片式压缩机、鼓风机、通风机、泵、水轮机和风力机等以气体或液体为工作介质的旋转机械,广泛应用于石油化工、冶金电力、制冷空分、航空航天、能源动力等国民经济诸多支柱性行业。此外,流体机械还是航机燃机、西气东输、南水北调、深海开发等国家超大型工程中的核心设备。目前,工业流体机械正朝着大型化、高效化、高转速、宽工况方向发展,其先进设计理论、安全运行方法和流动控制技术几乎完全依赖于人们对流体机械内部流动的认识与研究水平,对流体机械内流理论与计算方面的专门人才有着长期稳定的市场需求。 流体机械内流理论与计算是一门已有60多年发展历史且目前仍处于快速发展阶段的学科,如何把握教材内容的系统性、先进性和本科生的认知规律给本书编写提出了不小的挑战。作者在内容取舍、行笔构思、章节编排时注重形成如下特色: 1)理论性与实践性的统一。阅读本书的读者应该具备流体机械原理和流体力学的专业基础知识,此外,本书涉及偏微分方程、张量分析和计算方法等数学知识。根据作者的教学经验,如果教学内容过分注重理论推导的严密性,而忽略必要的动手实践环节,可能会把学生带进“只见树木,不见森林”的误区;反之,如果对理论知识重视程度不够,盲目动手操作,不仅事倍功半,还可能得不到正确的计算结果。本书力求深入浅出,在进行必要的理论推导的同时,尽可能给出主要算法的实施步骤或流程图,同时针对书中的重点和难点还配备一些例题演算和课后练习,力争做到理论严密性与认知规律性的统一。 2)系统性与先进性的统一。流体机械内流理论与计算覆盖面很广,作为一部本科生教材,既不可能也无必要囊括所有关于此方向的研究成果。作者在教材内容取舍方面,将主要篇幅用以介绍流体机械内流基本理论、流体机械内流计算主流方法上,同时,作为抛砖引玉,本书还专门安排两章内容介绍这些理论和方法在透平压缩机内流中的应用,为读者进一步学习本领域前沿知识奠定理论和实践基础。 本书为高等院校能源与动力工程专业的高年级本科生教材,也可供相关专业的本科生、研究生和科技人员参考。全书由西安交通大学张楚华教授和琚亚平讲师编写,由上海理工大学戴韧教授主审。参加过本门课程学习的历届学生对书稿提出了很好的反馈意见,在此一并致谢。 由于作者水平有限,书中肯定还存在缺点和不妥之处,我们殷切地期望专家、读者随时给予批评与指教。 最后,谨将此书敬献给母校双甲子、我国流体机械及工程专业一甲子生日庆典! 张楚华(chzhang@mail.xjtu.edu.cn)琚亚平(yapingju@mail.xjtu.edu.cn)于西安交通大学
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