现代水力学工程湍流数值模拟及其应用PDF电子书下载

第一篇 流动与传热 2

第一章 浮力回流湍流模式及其在冷却水工程中的应用 2

一、引言 2

二、湍流流动的随机瞬时值方程和湍流模拟的原则 3

三、湍流分析中的平均概念 4

四、k—ε双方程模式 7

五、Reynolds应力方程模式（DSM） 13

六、代数应力模式（ASM） 19

参考文献 25

第二章 湍浮力回流的双流体模式 27

一、导论 27

二、数学物理模式 33

三、模式方程组的简化途径与数值方法 43

四、模式的检验与结果分析 58

五、评价 61

附录 近海水域深度平均两相非恒定湍流双流体全场数值模拟 62

参考文献 67

第三章 有蒸发的气—水湍流流动模式 69

一、引言 69

二、水面蒸发的机理及Stefan流 70

三、数学模式的建立 72

四、方程的离散化 77

五、差分方程的求解 84

六、SIMPLE算法 89

七、解题步骤 89

八、计算结果分析 91

九、结束语 99

附录 水面石油蒸发过程的数值模拟 100

参考文献 105

第四章 深度平均的湍流全场水环境新模式及其在大水域冷却池中的应用 107

一、引言 107

二、全场模式 108

三、数值计算方法及隔离区处理 118

四、计算结果分析 124

五、结语 127

参考文献 127

第五章 深度平均的代数应力／热流全场湍流 129

一、概述 129

二、浅水回流流动的代数应力数学模型 131

三、水深平均的热能输运的数学模型 131

四、湍流模型 132

五、深度平均湍动动量方程、能量方程及浓度方程的封闭 134

六、最终采用的统一形式的数学模型 136

七、潮汐水域中污水侧向排放的实例计算 138

八、计算结果与讨论 139

九、结论 141

参考文献 141

第六章 明渠弯道中三维浮力湍流流动的数值模拟 142

一、引言 142

二、模式与基本方程 142

三、计算对象和数值解法 145

四、计算结果分析 145

五、结语 149

附录 明渠弯道环境流体力学的几种改进湍流模式 150

参考文献 169

第七章 河口悬沙冲淤问题的湍流液—固两相流动的数值模拟 170

一、概述 170

二、挟沙水流的湍流液—固两相流动理论 173

三、某工程码头附近水域悬沙冲淤问题的湍流液—固两相流动的数值模拟 176

四、数值模拟结果及分析 182

五、结语 188

附录 悬沙冲淤问题的湍流两相模型 189

参考文献 196

第二篇 流动与传质 200

第八章 近海环境三维湍流流动和水质的精细模拟 200

一、引言 200

二、数学模式 200

三、数值计算及结果分析 203

四、结语 206

参考文献 206

第九章 近海水域污染物迁移转化的水质动力学模型 207

一、数学模型 207

二、计算及结果讨论 210

三、结语 212

参考文献 213

第十章 湍流基本方程组在拟合坐标系中的转换及其三维生态水力学模型的建立 214

一、概述 214

二、控制方程在拟合坐标系中的守恒方程 215

三、k—ε控制方程的转换与其离散 219

四、代数应力控制方程转换及其离散 232

五、关于湍流模型转换几点说明 239

六、水力学与生态子模型相结合的描述 239

七、结语 243

附录 水环境水污染中生物化学时均反应率的研究 245

参考文献 258

第三篇 高速水流与空化空蚀、掺气、脉动、振动、消能、磨损第十一章 三峡永久船闸输水廊道第一分流口体形研究 262

一、引言 262

二、第一分流口附近水流流态的三维数值模拟 262

三、分流口体形对水流流态的影响 266

四、结论 268

参考文献 268

第十二章 高水头岸边泄洪洞水力特性的数值模拟 269

一、物理模型 269

二、数学模型及网格划分 269

三、计算结果及与试验结果的比较 271

四、结论 273

参考文献 273

第十三章 扩展的k—ε模型在平面闸槽区的数值模拟计算 275

一、概述 275

二、扩展的k—ε模型 275

三、数值方法基础 276

四、结束语 294

参考文献 294

第十四章 多级消能孔板流场的数值模拟 296

一、引言 296

二、基本方程及边界处理 297

三、求解方法 298

四、计算结果与分析 299

五、结语 305

参考文献 305

第十五章 洞塞消能的数值模拟 307

一、数值计算原理 307

二、其他一些相关的公式 308

三、数模计算结果的试验验证 309

四、洞塞间距和断面收缩比对水头损失系数的影响 311

五、结论 313

参考文献 313

第十六章 排沙漏斗三维涡流流场脉动特性研究 314

一、测试方法 314

二、测试结果与分析 315

三、结论 319

参考文献 319

第十七章 用两相流模型模拟混流式水轮机内空化流动 320

一、三维空化湍流场的两相流数值模拟 320

二、二维文透里管算例 323

三、三维空化湍流场的计算结果 324

四、结论 325

参考文献 326

第十八章 用大涡模拟方法计算尾水管内非定常周期性湍流 327

一、大涡模拟—双方程模型 327

二、计算网格结构的研究 328

三、周期运动进口速度模型 329

四、周期运动的进出口条件设置 330

五、计算结果的分析 330

六、结论 332

参考文献 332

第十九章 水轮机转轮固液两相三维湍流计算及磨损 334

一、基本方程 334

二、数值方法和边界条件 336

三、计算结果 336

四、结论 341

参考文献 341

跋 343