一部兼顧經典理論與現代實踐、兼具深度與可操作性的湍流入門教材

湍流是流體力學中最為普遍且最具挑戰性的現象之一。從大氣與海洋的大尺度運動，到飛行器表面與動力裝置內部的復雜流動，乃至管道輸送與環境擴散過程，湍流無處不在，對能量耗散、動量輸運、混合效率及阻力特性有顯著影響。因此，深入理解湍流的物理本質并提升其預測能力，不僅具有重要的科學意義，也直接關系到航空航天、能源動力、環境工程、交通運輸等工程領域的技術革新。

湍流現象舉例。從左上起順時針依次為：叢林大火產生的火積云、油輪尾跡、飛機機翼尾流的數值煙流、GE/Safran CFM56 噴氣發動機內流溫度場、破碎海浪的空氣-海水界面，以及超聲速噴射流的渦量云圖和聲場的數值模擬結果

自雷諾實驗以來的一百余年里，湍流研究取得了諸多重要進展，但該問題依然是經典物理學中少數尚未完全解決的難題之一。近年來，隨著高保真數值模擬方法與高性能計算能力的飛速發展，研究者正以前所未有的精度和規模揭示湍流的結構與演化規律。數值模擬不僅成為與理論分析和實驗測量并重的第三研究范式，更在多個方面展現出獨特的優勢。

圓柱后近尾流邊界處剪切層從層流轉捩到湍流的過程，圖中為數值模擬的瞬時渦量等值線。隨著雷諾數的增加，轉捩的位置逐漸靠近圓柱

在此背景下，Parviz Moin 教授與 W. H. Ronald Chan 博士合著的Fundamentals of Turbulent Flows（《湍流基礎》）應運而生。Moin 教授系斯坦福大學湍流研究中心創始主任，長期致力于直接數值模擬與大渦模擬方法的開創性研究；Chan 博士則在多物理湍流與等離子體流動的數值模擬方面具有豐富經驗。《湍流基礎》以簡潔嚴謹的筆觸，系統闡述了湍流的基本物理原理，內容涵蓋統計描述、能量過程、譜分析、經典自由剪切流與壁湍流，以及雷諾平均與大渦模擬等現代預測方法，并專設一章討論高保真數值模擬中的關鍵數值技術。尤為可貴的是，本書充分利用了斯坦福湍流研究中心多年積累的真實數值模擬數據，借助大量基于實際算例的習題與案例分析，幫助讀者將理論知識與“可操作的實踐方法”緊密結合，真正實現從“認識湍流”到“分析湍流”的能力躍升。

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湍流基礎購買

〔美〕帕爾維茲·穆安（Parviz Moin）

〔新加〕W. H. 拉納爾德·錢（W. H. Ronald Chan）著

余 明 劉朋欣 董思衛 袁先旭 譯

北京: 科學出版社, 2026. 6

(流動控制與熱管理叢書)

ISBN 978-7-03-084496-5

相較于既有經典教材，本書的突出優勢在于：

※其一，以現代數值模擬視角重新審視并闡釋經典湍流概念，使讀者能夠直觀理解多尺度結構的物理內涵；

※ 其二，強調實踐導向，配套可下載的真實數據集及分步驟習題，便于讀者在動手操作中掌握統計分析與譜計算等實用工具；

※ 其三，內容編排科學，彩色插圖和提示框設計增強了閱讀效果，適宜作為一學期研究生課程的教材。

教材中引入了三種不同顏色的欄目，以幫助讀者更好地理解和掌握相關內容。棕色欄目用于強調重點或關鍵知識點；綠色欄目通過具體案例和實例研究來深化知識理解；紫色欄目用于引入探索性內容、文中涉及的有關概念，或更高級教材中的延伸閱讀和參考信息。

我們組織翻譯本書，旨在為廣大中文讀者——包括力學、航空、機械、環境、能源等專業的研究生、教師及科研人員——提供一部兼顧經典理論與現代實踐、兼具深度與可操作性的湍流入門教材。當前，國內湍流教學與研究領域尚缺乏這樣一部以數值模擬數據為支撐、兼顧深度與實用性的譯著。我們相信，本書的引進將有助于縮短學習曲線，激發更多年輕學者投身湍流研究，并為我國高端流體力學及計算工程領域的創新人才培養貢獻力量。

在翻譯過程中，我們力求忠實于原著的科學內涵與語言風格，同時兼顧中文表達的準確與流暢。愿本書的出版成為讀者探索湍流奧秘的有益向導。

本文摘編自《湍流基礎》[ (美) 帕爾維茲·穆安 (Parviz Moin) 等著 ; 余明等譯. 北京: 科學出版社, 2026. 6]一書“譯者序”“前言”，有刪減修改，標題為編者所加。

(流動控制與熱管理叢書)

ISBN 978-7-03-084496-5

責任編輯：趙敬偉 楊 然

本書簡要介紹了湍流的基本原理，旨在從統計理論、實驗研究以及高保真度數值模擬的角度，為讀者理解湍流問題提供全新視角。本書介紹了經典的湍流概念，并基于數值模擬數據庫，從數值模擬的角度對這些概念進行解釋，以引導學生深入理解多尺度湍流現象。本書還利用 CTR 發展的典型湍流的數據，精心設計了獨具特色的流動機理方面的練習題，希望幫助學生通過練習獲得湍流分析經驗。全書包含逾 20 個研究案例，涵蓋風電場和飛機等真實場景，并配以彩色插圖和彩色框評述。

本書還附帶可下載的數據集及習題答案，適用于航空航天工程、土木工程、環境科學、機械工程、物理科學等領域的研究生課程（如湍流、高等流體力學、湍流模擬等）。

（本文編輯：劉四旦）

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