流体机械设计理论与方法

前言

第一章 概述

第一节 叶片式流体机械转（叶）轮的设计任务和要求

第二节 叶片式流体机械转（叶）轮水力计算中的基本方程及假设

第三节 混流或离心式转（叶）轮中的流体质点运动与转（叶）轮及其叶片的水力设计方法

第四节 轴流式转（叶）轮中的流体质点运动与转轮及其叶片的水力设计方法

第二章 水力机械转（叶）轮水力设计常用的主要方法

第一节 给定轴面液流运动规律（wμ≠0）的二元理论叶片绘形

第二节 轴流式流体机械转（叶）轮水力设计参数的确定

第三节 轴流式转（叶）轮叶片设计的升力法

第四节 轴流式转（叶）轮叶栅翼型骨线设计的奇点分布法

第五节 离心泵叶轮设计中的速度系数法

第六节 叶片泵叶轮轴面投影图的绘制

第七节 离心泵的叶片绘型

第三章 流体机械设计中的优化

第一节 机械设计中优化的基本概念和方法

第二节 流体机械设计中的优化

第三节 常用优化算法的基本思想及其程序编制构思

第四节 优化在泵设计中的应用

第五节 优化在水轮机设计中的应用

第六节 离心压缩机叶片的优化设计

第四章 可靠性设计

第一节 可靠性概述

第二节 随机时间的概率规则

第三节 随机变量的分布和数字特征

第四节 产品可靠性的数量指标

第五节 可靠性的设计理论与分析方法

第六节 可靠度的计算方程及其计算方法

第七节 应力、强度的分布类型及其分布参数的确定

第八节 可靠性安全系数的计算

第九节 流体机械零件的可靠性设计

第十节 机械可靠性的优化设计

第五章 流体力学基础

第一节 流体的基本性质

第二节 流体中的力与压强

第三节 流体中的能量损失与总流的能量方程

第四节 流体运动的描述及其基本特征

第五节 亚音速与超音速流动

第六节 流体多维流动的基本控制方程

第七节 边界层与物体阻力

第八节 湍流模型概述

第九节 目前常用的湍流涡黏模型简介

第十节 目前常用的湍流Reynolds应力模型简介

第六章 流体机械内部流场的数值计算

第一节 流体机械内部流动数值计算概述

第二节 转（叶）轮内流动的降维计算

第三节 相对圆柱坐标系中流体参数及其运动的描述

第四节 转（叶）轮机械内三维流动的准正交面计算方法

第五节 准正交面法三维流动计算的数值求解步骤

第七章 计算流体动力学基础及其常用CFD软件简介

第一节 计算流体动力学概述

第二节 湍流及其数学描述

第三节 湍流的数值模拟方法简介

第四节 常用湍流模型的控制方程组及其解法与适用性

第五节 CFD的求解过程

第六节 CFD软件结构

第七节 常用的CFD商用软件简介

第八节 FLUENT简介

第九节 网格生成技术

第八章 流动的数值模拟在工程中的应用

第一节 轴流泵内流动的数值分析

第二节 混流式转轮内部三维湍流的数值计算

第三节 风机叶轮内流动的数值模拟与改型设计

第四节 液力变矩器内三维流场数值模拟的一种近似方法

第五节 二维大涡数值模拟

第六节 二维大涡模拟在双流道式污水泵叶轮流场分析中的应用

第七节 低比转速离心叶轮内部流动的数值计算

第八节 混流式模型水轮机全流道三维定常湍流计算

第九节 模型水轮机的CFD优化设计

参考文献

本书围绕提高流体机械性能这条主线自成体系，注重知识的更新与相关学科知识的交叉，注重工程实践，注重解决问题的思维方法，讲述了设计中所用到的基本理论和基础知识，以及随着科技发展的新理论和目前流体机械设计所采用的主要先进方法。全书共分为八章，主要内容包括：概述，水力机械转（叶）轮水力设计常用的主要方法，流体机械设计中的优化，可靠性设计，流体力学基础，流体机械内部流场的数值计算，计算流体动力学基础及其常用CFD软件简介，流动的数值模拟在工程中的应用。为便于深入了解和掌握各章节的内容，在必要的章节中不仅给出了例题或实际算例，而且在各节后也提出了思考题。
　　本书可供企事业单位、科研院所从事流体机械及工程专业或相关专业的科技与工程技术人员查阅、参考，也可作为流体机械及工程专业研究生和高年级本科生的教科书或参考书。

大家都用过水压机、压缩机、泵之类的机械吧？这类机械叫做流体机械。是因为流体在力的作用下产生的运动可进行能量的转换乃至物质的输运，而流体机械就是利用流体的运动进行力或功的传递、或进行能量转换的机械。从高科技到人们的日常生活，均与流体机械息息相关。
　　本书围绕设法提高流体机械性能这条主线，本着注重基础、注重理论与工程实践相结合，注重知识的更新与相关学科知识的交叉，注重解决问题的思维方式和开创新视角的基本思路，自成体系，试图以通俗的语言、浅显的方式把机械学科的基础、必备知识与流体机械的特殊性及其结构特点所需要的专门知识真正有机地、完整无痕地融合为一体。