- 能源与动力工程数值计算方法及应用(普通高等教育十四五规划教材)
- - 作者：编者:汤松臻//郭明//安志强//王石磊|责编:严伊莉
  - 出版社：中国石化
  - ISBN：9787511481641
  - 出版日期：2025/11/01
  - 页数：176
- 售价：19.2

内容大纲
本教材立足能源与动力工程专业特色，构建起“理论方法－软件工具－工程案例”三位一体的知识体系，章节编排遵循“从简单到复杂、从单一到耦合、从方法到前沿”的认知规律。第1章阐明数值计算的必要性、应用场景及学习价值；第2章聚焦偏微分方程的数值解法，夯实理论基础；第3～6章从单一物理场延伸至耦合问题，再进阶至系统级建模，结合实操与案例解决计算工具与方法的应用问题；第7章展望新兴技术，探索数值计算的未来形态。
本书可作为能源动力、环境工程、化学工程、航空航天等领域的本科生和研究生教材，亦可供上述领域的科研人员及工程技术人员参考。
作者介绍
目录
第1章  能源与动力工程中的典型问题与数值计算需求
  1.1  能源与动力工程领域核心问题概述
  1.2  能源与动力工程领域对计算能力的迫切需求
    1.2.1  复杂工程问题求解的必然要求
    1.2.2  工程优化设计的关键支撑
    1.2.3  应对大数据与智能化挑战
  1.3  数值计算方法在能源与动力工程中的应用场景
    1.3.1  案例一：燃气轮机透平叶片冷却优化研究
    1.3.2  案例二：光热电站熔盐储热系统性能研究
    1.3.3  案例三：生物质热解炭化系统性能优化研究
  1.4  《工程教育认证标准(2024版》对计算能力培养的要求与教材契合度
    1.4.1  知识体系构建
    1.4.2  问题分析与解决能力培养
    1.4.3  计算思维与创新能力培养
  1.5  学生计算能力培养对学生未来发展的深远影响
    1.5.1  就业竞争力提升
    1.5.2  科研创新能力培养
    1.5.3  适应行业变革与发展
第2章  偏微分方程数值解法及热工应用实例
  2.1  偏微分方程的差分数值解法
    2.1.1  流动与传热控制方程及分类理论
    2.1.2  典型方程的物理特性与数值求解特征
    2.1.3  广义对流-扩散方程的统一建模及工程应用意义
  2.2  离散方程的构建理论与差分方法基础
    2.2.1  离散化基础理论
    2.2.2  离散方程构造与边界处理
    2.2.3  线性方程组求解与格式分析
    2.2.4  工程应用策略
  2.3  热工基础典型算例
    2.3.1  能源装备中矩形空腔导热计算
    2.3.2  能源装备中肋片导热计算
    2.3.3  能源装备中朗肯循环效率计算
    2.3.4  拓展训练
第3章  典型流体动力学数值计算方法与应用实例
  3.1  计算流体动力学理论与应用基础
    3.1.1  计算流体动力学简介
    3.1.2  CFD数值模拟的优缺点
  3.2  ANSYS FLUENT仿真流程
    3.2.1  CFD数值模拟的实施
    3.2.2  离散方程的解法
    3.2.3  湍流模型分类与选择依据
    3.2.4  多相流模型介绍
  3.3  流体计算案例
    3.3.1  太阳能集热管内流动传热过程
    3.3.2  烟气横掠管束流动过程仿真
    3.3.3  旋风分离器内气固两相分离过程仿真
    3.3.4  卧式分离器内气液两相流动过程仿真
    3.3.5  相变储能装置内储热过程仿真
    3.3.6  冷热空气混合器的多目标优化
第4章  流固耦合数值分析与应用实例

  4.1  流固耦合分析基础
    4.1.1  理论基础
    4.1.2  单向流固耦合分析
    4.1.3  双向流固耦合分析
    4.1.4  耦合面的数据传递
  4.2  基于流固耦合的水流冲击平板过程仿真
  4.3  基于热流固耦合的燃烧室热变形过程仿真
第5章  多物理场耦合数值分析与工程案例
  5.1  多物理场耦合分析基础理论
    5.1.1  多物理场耦合的定义与内涵
    5.1.2  多物理场耦合的分类与耦合机制
    5.1.3  多物理场耦合的数学建模与数值求解
    5.1.4  多物理场耦合分析的工程应用与挑战
  5.2  多物理场仿真软件COMSOL介绍
    5.2.1  COMSOL软件的特点
    5.2.2  与其他有限元软件的差异
    5.2.3  弱形式原理
  5.3  多物理场耦合分析案例
    5.3.1  锂离子电池风冷散热过程仿真
    5.3.2  蒸汽重整制氢反应过程仿真
    5.3.3  拓展训练
第6章  热力设备与系统建模仿真与应用实例
  6.1  化工过程模拟简介
    6.1.1  化工过程的基本特点
    6.1.2  化工过程模拟
    6.1.3  化工过程模拟的作用
    6.1.4  化工过程模拟软件
  6.2  Aspen Plus入门
    6.2.1  Aspen Plus简介
    6.2.2  Aspen Plus主要功能
    6.2.3  Aspen Plus的图形界面
  6.3  Aspen Plus组分及物性选择
  6.4  管壳式换热器性能仿真与设计校核
    6.4.1  换热器模块介绍
    6.4.2  管壳式换热器设计校核
  6.5  布雷顿循环系统性能仿真与灵敏度分析
第7章  能源动力工程中的新兴数值技术展望
  7.1  机器学习驱动的仿真优化技术：范式转变与方法论革新
  7.2  云计算与HPC在工程仿真中的应用：计算范式的重构
  7.3  开源工具的潜力：以OpenFOAM为例
  7.4  总结与展望
参考文献

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