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明渠湍流数据分析方法


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明渠湍流数据分析方法
  • 书号：9787030725516
    作者：钟强等
  • 外文书名：
  • 装帧：平脊精装
    开本：B5
  • 页数：232
    字数：302000
    语种：zh-Hans
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2022-07-01
  • 所属分类：
  • 定价： ￥118.00元
    售价： ￥93.22元
  • 图书介质:
    纸质书

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明渠湍流是自然界中常见的流动现象，在工程实践中应用广泛。明渠湍流中几乎所有重要现象都与湍流的特征有密切关系。明渠湍流研究的基础是通过实验和数值模拟获得大量湍流数据，数据分析是从湍流数据中寻找客观规律的必由之路。为方便初学者对明渠湍流数据分析方法快速入门，本书系统介绍了常用的明渠湍流数据分析方法。首先在简要介绍明渠湍流基本理论和湍流实验与数据处理基础后，系统介绍了包括紊动统计参数、相关分析、傅里叶变换与谱分析、小波变换、本征正交分解、涡旋识别技术等常用的明渠湍流数据分析方法。介绍完每种方法后，均以分析实例对方法应用与分析结果的物理意义进行了讲解。
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    前言
    第1章　绪论　1
    1.1　层流与湍流　1
    1.2　湍流研究简介　2
    1.3　本书主要内容　5
    第2章　明渠湍流基础　8
    2.1　坐标系定义　8
    2.2　明渠湍流的定义及统计描述　8
    2.3　控制方程　11
    2.4　雷诺应力和平均流速分布　12
    2.5　明渠湍流分区　16
    2.6　湍动能方程　17
    2.7　明渠湍流的尺度　19
    2.8　明渠湍流中的相干结构　23
    2.8.1　相干现象　23
    2.8.2　相干结构模型　25
    第3章　明渠湍流实验与数据处理基础　33
    3.1　主要流速测量技术　33
    3.1.1　传统测量技术　33
    3.1.2　热线/热膜流速仪　34
    3.1.3　激光多普勒测速计　35
    3.1.4　超声多普勒流速仪　37
    3.1.5　粒子类测速技术　38
    3.2　明渠实验系统　43
    3.3　平均与脉动　45
    3.3.1　系综平均　45
    3.3.2　时间平均和空间平均　46
    3.3.3　条件平均　47
    3.3.4　锁相平均　51
    3.4　泰勒冻结假设　55
    3.5　采样参数的确定　55
    3.6　明渠湍流数据分析基本思想　56
    第4章　基本紊动统计参数　59
    4.1　平均流速　59
    4.1.1　计算方法　59
    4.1.2　平均流速分布　59
    4.1.3　诊断函数　63
    4.2　紊动强度与雷诺应力　64
    4.3　偏度与峰度　68
    4.4　净力　70
    第5章　相关分析　76
    5.1　相关分析基本原理　77
    5.2　空间相关　80
    5.2.1　计算方法　80
    5.2.2　泰勒微尺度和积分尺度　82
    5.2.3　空间相关应用实例　85
    5.3　时间相关　90
    5.4　线性随机估计　91
    第6章　傅里叶变换与谱分析　94
    6.1　傅里叶分析　94
    6.1.1　连续时间信号　95
    6.1.2　离散时间信号　98
    6.2　能谱、功率谱和谱估计方法　100
    6.2.1　能谱密度　100
    6.2.2　功率谱密度　101
    6.2.3　窗函数　102
    6.2.4　常用的谱估计方法　102
    6.3　MATLAB代码　104
    6.3.1　MATLAB中的FFT和IFFT　104
    6.3.2　MATLAB常用谱估计程序　110
    6.4　能谱实例分析　114
    第7章　小波变换　119
    7.1　小波变换基本原理　119
    7.2　常用小波　123
    7.3　MATLAB小波分析　125
    7.4　小波分析在明渠湍流中的应用　136
    7.4.1　不同小波函数分析结果对比　136
    7.4.2　小波能谱　138
    7.4.3　小波互谱　144
    7.4.4　小波相干　146
    7.4.5　相干结构提取　149
    7.4.6　非恒定流小波分析　151
    7.4.7　推移质运动小波分析　160
    第8章　本征正交分解　165
    8.1　本征正交分解计算方法　165
    8.1.1　经典方法　165
    8.1.2　Snapshot方法　166
    8.1.3　MATLAB代码　167
    8.2　本征正交分解实践应用　168
    8.2.1　一维径流和输沙序列　168
    8.2.2　二维方腔紊流　172
    8.2.3　POD模态与明渠湍流相干结构　174
    第9章　涡旋识别　183
    9.1　常用涡旋识别方法　184
    9.1.1　基于速度梯度张量的指标量　184
    9.1.2　结构化涡量　188
    9.1.3　基于模式识别的方法　194
    9.1.4　非局部分析指标量　196
    9.2　明渠涡旋数密度特征　197
    9.3　明渠涡旋尺度与环量特征　202
    第10章　综合分析实例　207
    10.1　问题背景　207
    10.2　超大尺度结构与大尺度结构间的相互关系　208
    10.2.1　分析思路　208
    10.2.2　分析结果　209
    10.3　超大尺度结构对小尺度结构的振幅调制　217
    10.3.1　分析思路　217
    10.3.2　分析结果　218
    10.3.3　振幅调制机制　223
    参考文献　227
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