当代杰出青年科学文库 流动与传热数值计算：若干问题的研究与探讨 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《当代杰出青年科学文库 流动与传热数值计算：若干问题的研究与探讨》介绍了笔者近十年教学和科研中积累的对流动与传热数值计算若干问题的一些认识，包括网格生成、方程离散、格式性质、多重网格、收敛准则和POD低阶模型等。
　　《当代杰出青年科学文库 流动与传热数值计算：若干问题的研究与探讨》适用于高等院校和科研单位的研究生、工程技术人员和研究人员，也可作为能源动力、石油化工等相关专业的计算流体力学与传热学课程的参考用书。

内页插图

目录

序
前言

第1章 非结构化四边形网格铺砌法
1．1 非结构化四边形网格生成技术概述
1．1．1 间接法
1．1．2 直接法
1．2 改进的非结构化四边形网格铺砌法
1．2．1 传统铺砌法的基本原理
1．2．2 传统铺砌法的实施步骤
1．2．3 改进铺砌法的步骤及关键技术
1．3 改进的铺砌法实例及性能分析
1．3．1 网格生成实例
1．3．2 算法性能分析
1．4 小结
参考文献

第2章 控制方程的离散
2．1 通用控制方程
2．1．1 现有通用控制方程的局限性分析
2．1．2 通用控制方程的新形式
2．1．3 物理问题与结果分析
2．2 基于局部解析解的圆柱坐标系导热方程的离散
2．2．1 基于局部解析解的圆柱坐标系导热方程的离散
2．2．2 物理问题与结果分析
2．3 坐标变换思想在圆柱坐标系和球坐标系导热方程中的应用
2．3．1 基于坐标变换的圆柱坐标系导热型方程及其离散
2．3．2 基于坐标变换的球坐标系导热型方程及其离散
2．3．3 物理问题与结果分析
2．4 非结构化三角形网格内外节点布置方式比较研究
2．4．1 非结构化三角形网格内外节点布置方式比较
2．4．2 物理问题与结果分析
2．5 非结构化三角形和四边形网格内节点法计算性能研究
2．5．1 计算精度和收敛速度的理论分析
2．5．2 物理问题与结果分析
2．6 二维圆柱坐标系下对流扩散方程的非结构化网格离散方法
2．6．1 圆柱坐标系下三角形网格界面面积矢量及控制容积计算方法
2．6．2 物理问题与结果分析
2．7 实施边界条件的二阶附加源项法
2．7．1 附加源项法的实施方法
2．7．2 物理问题与结果分析
2．8 与时间步长无关的动量插值方法
2．8．1 Rhie-Chow动量插值
2．8．2 Choi动量插值
2．8．3 与时间步长无关的动量插值
2．8．4 物理问题与结果分析
2．9 小结
参考文献

第3章 离散方程与对流差分格式的性质
3．1 边界和物性参数显式处理引起的相容性问题
3．1．1 内点采用隐式格式、边界显式处理的相容性分析
3．1．2 待求变量采用隐式格式、物性采用显式更新的相容性分析
3．1．3 物理问题与结果分析
3．2 守恒型与非守恒型方程离散计算性能对比
3．2．1 计算精度对比
3．2．2 稳定性对比
3．2．3 计算效率及稳健性对比
3．3 有界格式的稳定性、截差精度与计算效率
3．3．1 有界格式的稳定性证明
3．3．2 有界格式的截差精度
3．3．3 有界格式的计算效率
3．4 小结
参考文献

第4章 多重网格方法
4．1 几何多重网格实施步骤及注意事项
4．1．1 几何多重网格的实施步骤
4．1．2 几何多重网格实施中的注意事项
……

第5章 收敛标准和基准解
第6章 POD低阶模型及其应用
附录

前言/序言

　　理论分析、实验研究和数值模拟是当代科学研究相辅相成的三大手段，在流动与传热的研究方面也不例外。流动与传热的数值计算作为多学科的交叉，在探索未知领域、促进科技发展和保障国防安全等方面具有不可替代的作用。本书主要总结了笔者从2005年4月至今在中国石油大学（北京）讲授《数值传热学》的一些教学心得及若干科研成果，希望能给读者提供一些参考。
　　本书共6章，前五章主要讨论流动与传热数值计算的主流方法之一——有限容积法，具体内容如下。第1章讲述生成非结构化四边形网格的铺砌法，主要包括对传统铺砌法不足的分析及在此基础上提出的改进技术；第2章主要围绕方程离散过程中的若干问题进行研究，包括通用控制方程的形式、圆柱坐标和极坐标下导热方程的离散、非结构化网格的计算性能、附加源项法和动量插值方法的实施等；第3章主要讨论非稳态离散方程的相容性和稳定性、对流扩散方程的守恒性与非守恒性及有界格式的稳定性、计算精度与效率问题；第4章主要对几何多重网格和代数多重网格方法的实施及其中涉及的若干关键问题进行研讨；第5章提出一种基于规正余量的收敛标准，并给出规则区域和非规则区域上若干问题的基准解；第6章主要探讨在直角坐标系和贴体坐标系下导热和对流换热问题的POD-Galerkin低阶模型。此外，本书附录还给出了笔者教学中设计的随堂测试题及编程训练题。
　　能够完成此书，首先要感谢我的恩师——西安交通大学陶文铨院士二十年来对我的循循引领和悉心指导，正是他的知遇之恩、提携之情和鼓励之意鞭策我在流动与传热数值计算的领域里不断前行。我还要感谢这些年与我合作过并对我多有指导和帮助的美国宾夕法尼亚大学Churchill院士、日本九州大学尾添舷之教授与日本东京理科大学川口靖夫教授等。当然，我还要感谢我的研究生王艺（现在的同事）、李旺、禹国军、王敏、李瑞龙、韩东旭、王鹏、赵宇、刘人玮、李敬法、张文华、汤雅雯和章涛等对本书的帮助。最后，我要深深地感谢我的夫人张萍女士。结婚十八年以来，她一直默默地承担几乎所有家务，孝敬老人，教育子女，构筑了一个温暖的家，成为我安心研究最坚实的后盾。
　　本人的研究工作一直得到国家自然科学基金委的大力支持，特别感谢国家杰出青年科学基金项目（项目编号：51325603）和国家自然科学基金重点项目（项目编号：51134006）的资助。同时感谢中国石油大学（北京）2012年“研究生教育质量与创新工程”项目的支持。
　　不才学识浅陋，难免会有不足，望读者不吝批评指正，在此深表谢意！

图书简介：超越边界的探索与思考 书名： 智慧的边界：认知科学、人工智能与未来社会图景 作者： （此处留空，或使用一个虚构的学者群体名称，如“跨学科研究小组”） 出版社： 远航文化出版社 出版日期： 2024年10月 --- 一、 本书的定位与核心关切 《智慧的边界：认知科学、人工智能与未来社会图景》并非一部技术手册，而是一部旨在深刻探讨人类心智的本质、人工智能的发展逻辑及其对未来社会结构、伦理规范和个体生存状态的根本性影响的跨学科论著。本书聚焦于“智慧”这一核心概念，试图在神经科学、心理学、哲学、计算机科学和未来学之间架设一座坚实的桥梁，以期描绘出一幅宏大而又细致入微的图景。 在信息爆炸的时代，人工智能技术的飞速迭代正以前所未有的速度重塑我们的世界。然而，这种变革的深度和广度，远超出了单纯的技术进步范畴，它触及了人类存在的根本命题：我们如何认知世界？智慧的本质究竟是什么？当机器能够模拟甚至超越某些人类智能时，我们该如何定义“自我”与“价值”？ 本书正是在这样的时代背景下，致力于提供一种审慎、深入且富于前瞻性的思考框架。 二、 内容深度剖析：三大核心篇章 本书结构严谨，分为三大相互关联、层层递进的篇章，共同构筑了对“智慧边界”的全面考察。 第一篇：心智的奥秘——认知科学的拓扑学 本篇深入考察了人类大脑这一最复杂的已知系统，试图解构人类智能的生物学基础与运行机制。我们摒弃了将心智简单视为计算过程的还原论观点，而是将其置于具身性（Embodiment）与情境性（Contextuality）的框架内进行分析。 具身认知与情感的驱动力： 探讨感觉运动经验如何塑造抽象思维，以及情绪（而非纯粹的逻辑）在决策制定中的核心作用。例如，通过分析奖赏系统与风险评估的神经回路，揭示人类直觉和创造力的深层根源。 语言的建构与现实的拟构： 聚焦于语言结构如何不仅是表达思想的工具，更是构造我们感知现实的框架。本章对比了不同文化背景下语言体系对认知模式的微妙影响，并将其与符号逻辑在早期人工智能中的局限性进行对照。 意识的“难问题”与涌现现象： 严肃对待哲学上关于意识的主观体验（Qualia）的难题。我们审视了整合信息理论（IIT）等前沿模型，但更强调意识作为复杂系统中涌现属性的不可预测性，以此为后续讨论人工智能的“强智能”设定基调。 第二篇：机器的逻辑——人工智能的演进与局限 第二篇将视角转向了由人类亲手创造的智能体——人工智能。本篇不仅梳理了从符号主义到联结主义（深度学习）的演变历程，更着重批判性地分析了当前主流AI范式所面临的根本性瓶颈。 深度学习的范式转移与黑箱挑战： 全面剖析了神经网络在模式识别上的巨大成功，但同时深入探讨了其缺乏可解释性（Explainability）的问题。我们引入了“因果推理”与“常识性知识库”的构建必要性，指出仅仅依赖大规模数据拟合，无法达成真正的理解（Understanding）。 通用人工智能（AGI）的路线图与哲学陷阱： 探讨了实现AGI所需跨越的关键鸿沟，包括对世界模型的建构、跨模态学习的整合，以及最关键的——目标设定与价值对齐（Value Alignment）的难题。本书认为，在机器拥有自我目标之前，AGI的实现将始终受限于预设程序的边界。 模拟智能与真实智慧的张力： 引入图灵测试的局限性，并提出更深层次的“冯·诺依曼测试”——即机器是否能独立地、有目的地设计出超越其初始设计框架的全新系统。本书坚定地认为，当前的AI，无论多么先进，仍属于“模拟智能”的范畴，缺乏人类所拥有的“内在驱动力”。 第三篇：重塑的未来——伦理、社会与存在意义 本书的终极目标在于探讨前沿技术对人类社会结构和个体意义的颠覆性影响。在“智能无处不在”的未来，人类的价值和角色将如何界定？ 劳动力的重构与“意义赤字”： 探讨自动化对白领和知识型工作带来的冲击。本书不仅仅关注失业率，更关注当绝大多数认知劳动被机器接管后，人类如何重新定义“有价值的活动”，以及如何应对随之而来的“意义赤字”和存在性焦虑。 数字治理与主权边界的模糊化： 分析算法决策在司法、金融和公共安全领域的应用，揭示潜在的系统性偏见（Bias Amplification）。本书呼吁建立新的“算法人权”框架，平衡效率与公平、自由与监管之间的微妙关系。 人机共生的伦理前沿： 深入探讨脑机接口（BCI）、增强智能（IA）等前沿技术可能带来的社会分化——“增强者”与“自然人”之间的鸿沟。本书倡导一种审慎的技术接纳态度，强调技术应服务于拓展人类的潜能，而非固化或取代人类的自主性。 最终，本书回归到对人类核心价值的坚守：同理心、创造性的非线性思维以及对美与真理的无功利性追求。 三、 写作风格与读者对象 本书的写作风格力求严谨、思辨而富有感染力。我们避免使用过度专业化的晦涩术语，即使涉及复杂的理论模型，也会辅以清晰的类比和现实案例进行阐释。 本书适合对象包括： 1. 哲学、社会学及人文科学领域的研究者，希望理解当代科技浪潮如何影响其研究领域的核心命题。 2. 技术领域的资深从业者和工程师，希望从更宏观的视角审视自身工作的伦理与社会影响。 3. 关注未来走向的普通读者，渴望获得一个全面、不偏不倚的视角来理解人工智能的真正潜力与风险。 《智慧的边界》旨在成为一场深刻的心智对话，邀请读者共同参与到对人类未来最紧迫问题的探讨之中。它不是提供答案，而是教导我们如何提出更深刻的问题。