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有关流体力学或计算流体力学的有关教材

作者:yhmcckdl
来源:知乎

本科阶段:如果偏航空工程的话,建议细看Anderson那本的《Fundamentals of Aerodynamics》(空气动力学基础),目前第六版也已经出来了,国内有买第五版中文译注版的(不是翻译版),据说美国的许多大学都用这本教材。这本书在流动机理和概念方面讲得非常透彻,不像中文书那样都是点到为止,从难度上来讲也适合作为你的第一本气动教材。书的内容包含流体力学基础、从亚声速到高超声速,从不可压到可压流,从无粘到粘性流,都讲了一遍,内容较广,侧重翼型绕流,和经典的空气动力计算方法,教材中也会介绍一些空气动力学的历史发展和故事,对提高专业英语阅读能力也很有好处。其实Anderson的其他教材也写得很不错,如高超,可压缩流,都是以对话式的方式写书,易阅读易上手。另外,气体动力学,也就是可压缩流体力学方面,中文书首推童秉纲院士写的那本,国内的气体动力学教材基本都是以此为蓝本写的。


研究生层面,中文书中,西安交大新出版的那本《高等工程流体力学》(张鸣远编)还不错。正如书中前言中讲的那样,“本书吸取了国内外教材和专著的精华”,学习的时候能体会到编者的确是用了心的,国外教材中哪一部分写得好作者就把它搞过来弄到自己的书里,包括MIT的课件也是一样。。书中绝大部分公式都是先给分量形式,再给出张量形式,这点对于初学张量的童鞋来说我认为挺好。内容方面主要还是以流体力学基础为主,包括:数学基础、流体力学基本方程、涡量动力学、平面势流和空间对称势流、NS方程的精确解、小雷诺数流、边界层、流动不稳定性、湍流、可压流;随书配套的还有一本习题集(有答案),是市面上目前新出版的少有的流体力学习题集。


湍流教材中,首推Cornell大学教授S.B.Pope写的《Turbulent Flows》,Pope的水平应该是现在研究湍流中活着的排前三的吧。。这本书适合专业是力学与应用数学的人学习;据说Pope教授花了2,3年的时间专心写这本书,作为一个地地道道的英国人,不管是书中的文法表述、用词的准确性还是逻辑性方面都胜过同类教材。湍流还有几本教材也不错,本人没读过,但也一道推荐出来好了,一本是U.Frisch写的,是一位统计物理学家,从统计物理角度介绍湍流;第三本是P.A.Durbin写的,从物理角度介绍湍流算法,是学习湍流计算方向的人的必读书目;P.Bradshaw写的《An iintroduction to Turbulence and its Measurment》,讲湍流实验的,实则不管做湍流计算还是实验的人都应该读一下,本人很惭愧还没读。。。


计算流体力学方面,本人也是刚起步,1)教材首推Blazek的书,这本书从一个程序员的角度来讲CFD,物理说得不多,侧重具体算法的实现,书后附光盘中有程序。另外,这本书重点讲了有限体积法,把结构网格和非结构网格分开讲了,是这本书的一个特色;2)中科院力学所李新亮的课件和课堂录像,李新亮老师在讲具体格式时候会加上自己的理解,这点对于初学者非常有用;3)黎曼解和近似黎曼解是计算网格界面通量的基础,是构建当下FVM,FDM方法体系的核心支柱,所以Toro的那本黎曼解也是必读,而且这本书写得非常详细,读起来基本没什么障碍;4)CFD的中文书中,清华任玉新老师和北航阎超老师写的书还算不错的,最近新出的《计算空气动力学并行编程基础》(国防科大出版社)也可以作为参考书看。


另外,日本有一些漫画类的流体力学教材十分有趣,以前简单看过电子版,题主有兴趣可以自己搜一下,内容比较活泼。


暂时先这些吧。


总结一下以上主要提到过的几本书:
1、Fundamentals of Aerodynamics, Fifth Edition [John D. Anderson]
2、气体动力学 [童秉纲]
3、高等工程流体力学 [张鸣远]
4、Turbulent Flows [S.B.Pope]
5、Turbulence [Uriel Frisch]
6、Statistical Theory and Modeling for Turbulent Flows [Durbin]
7、An iintroduction to Turbulence and its Measurment [P.Bradshaw]
8、Computational Fluid Dynamics-Principles and Applications [Jiri Blazek]
9、李新亮课件:pan.baidu.com/s/1mhRAjH
10、Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics [Eleuterio F. Toro]
11、计算流体力学基础 [任玉新]
12、计算流体力学方法及应用 [阎超]
13、计算空气动力学并行编程基础 [刘巍]