湍流的多尺度與多分辨方法

Pierre+Sagaut等

湍流，是流體的一種流動狀態(tài)，當(dāng)流速很小時，流體分層流動，互不混合這種流動稱之為層流；當(dāng)流速逐漸增加到很大時，分層不再清楚可辨，流場中出現(xiàn)大小平等的許多漩渦，這種流動稱之為湍流。當(dāng)我們點燃一根香煙時，冒出來的煙最初是筆直向上的層流，隨著距離的上升，它開始變得不穩(wěn)定，變成了湍流?？諝庵形廴镜臄U散通常是由湍流主宰的。

本書總結(jié)人們在湍流研究中采用的多尺度/多分辨方法，從而給出了普遍的統(tǒng)一的表述。覆蓋的范圍從為解決工程問題發(fā)展起來的統(tǒng)計模型，到為直接計算湍流現(xiàn)象而出現(xiàn)的多分辨算法。它對湍流現(xiàn)象最新的模型（包括LES， VLES， hybrid RANS/LES， DES等）以及數(shù)值手段給出了評述。

本書分為9章：1.對湍流的簡單介紹，隨機性、相干結(jié)構(gòu)、湍流的長度與時間尺度等基本概念；2.湍流模擬與尺度分離，湍流的數(shù)值模擬、雷諾平均、大渦模擬等；3.統(tǒng)計多尺度模型，RANS（雷諾平均法）的各種模型，包括大渦模型與雷諾應(yīng)力模型；4.多尺度次網(wǎng)格模型：自適應(yīng)，各種基本理念、動力模型、自相似性以及變分多尺度數(shù)值模擬方法等；5.有結(jié)構(gòu)的多尺度次網(wǎng)格模型：小尺度估計，重組技術(shù)；6.自適應(yīng)網(wǎng)格上的非穩(wěn)態(tài)湍流模擬，動力學(xué)多層次自適應(yīng)小波技術(shù)、自適應(yīng)網(wǎng)格DNS和LES；7.RANS與LES的混合方法，可以自如地從一種方法轉(zhuǎn)換成另一種方法，非穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計模型、分離渦模擬（DES）；8.RANS和LES方法的分區(qū)耦合，尾流條件的湍流重建，交界條件；9.數(shù)值實驗的反饋，CFD實驗中得到的結(jié)論。

本書深入而公正地分析了幾乎所有的湍流技術(shù)，從統(tǒng)計模型的雷諾平均法（RNAS）到直接數(shù)值模擬（DNS），其中的內(nèi)容是重要而且獨一無二的，這對進(jìn)入這個領(lǐng)域的學(xué)習(xí)者非常有幫助。

王小珊，博士生

（中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所）

Wang Xiaoshan， Doctoral Candidate

（Technical Institute of Physics and Chemistry， CAS）endprint