书评(九)丨《燃气轮机 Python 建模与仿真》
为展示哈工程出版社2025年度“十佳作者”深耕学术、笔耕不辍的创作担当，推介精品教材与高端学术著作，赋能学术传播与文化传承，哈工程出版社现启动“十佳作者”书评系列专题宣传。围绕“十佳作者”具有代表性的图书，责任编辑“量身”撰写专业书评，从学术内涵、理论创新、行业应用、育人价值等多维度深度解读图书精髓，以扩大优质教研成果的传播力与影响力，持续凝聚作者合力、打造出版精品，助力学术繁荣与文化建设。
燃气轮机：装备制造业“皇冠上的明珠”
——评《燃气轮机 Python 建模与仿真》
刘凯元
从18世纪蒸汽机开启工业时代，到19世纪内燃机重塑交通与制造，再到20世纪燃气轮机引领航空、舰船与能源动力革新，人类文明的每一次跨越，都以动力革命为最强引擎。燃气轮机，集高温、高压、高性能、高可靠性于一身，被公认为装备制造业“皇冠上的明珠”，是一国工业基础、材料水平、制造能力与控制技术的集中体现，更是大国重器不可或缺的核心动力。动力强则工业强，工业强则国运兴。在能源转型与高端装备自主化的今天，燃气轮机的技术突破，直接关系能源安全、航空航天、舰船动力与先进制造的战略全局。 技术要突破，仿真要先行。燃气轮机结构精密、工况复杂、试验成本极高，建模与仿真早已从辅助工具上升为核心研发手段。无论是总体设计、性能计算、控制策略开发，还是状态监测、故障诊断、数字孪生构建，都离不开高精度、高效率、高透明的仿真平台。 全书先从燃气轮机系统仿真基础入手，明确建模思想、稳态与动态仿真逻辑、数值求解思路，让读者先建立正确认知；随即进入Python环境搭建与基础编程，确保零基础读者也能快速上手；随后系统讲解NumPy数值计算、SciPy科学计算、Matplotlib可视化三大核心工具库，夯实工程计算与绘图能力；在此基础上，引入专业热力系统仿真库TESPy；最后以燃气轮机系统TESPy建模仿真算例收尾，完成从部件建模、流量匹配、特性曲线处理到稳态/动态仿真的全流程实战，既覆盖基础能力，又突出专业工具，最终落脚工程应用，真正做到“入门、进阶、实战”一步到位。长期以来，行业内或依赖昂贵封闭的商业软件，黑箱操作、二次开发受限；或沿用老旧编程工具，门槛高、生态弱、迭代慢，严重制约学习效率与创新速度。本书的出版，正是为破解这一痛点。Python语言语法简洁、生态强大、跨平台易扩展，已成为科学计算与工程仿真的主流选择。本书抓住这一趋势，把编程能力与燃气轮机专业深度融合，有效弥补传统教学重理论轻实践、工程手册重经验轻原理的不足。无论是本科课程设计、研究生课题研究，还是一线工程师快速建模、算法验证，本书都能提供清晰路径与可靠框架。本书体系完整、逻辑清晰，覆盖从入门到实战的全链条。读者在学习中，既能夯实热力原理，又能同步掌握数值计算、方程求解、数据处理与绘图分析，真正实现“学模型、懂原理、会编程、能仿真”一站式提升。全书由浅入深、循序渐进。前半部分夯实稳态建模基础，热力学方程、部件特性处理、求解方法讲解细致，代码简洁、注释充分；后半部分推进到动态仿真、变工况计算与系统调试，把模型从单点计算推向全过程动态响应，不断贴近工程实际。在服务国家“双碳”战略、构建新型电力系统、发展分布式能源、平抑新能源波动的时代需求下，燃气轮机正迎来更广阔的应用场景，对高性能、低排放、宽工况、快响应的要求也日益严苛。仿真技术的重要性前所未有。而本书的出现，恰好为行业提供了具备三大优势的“利器”：一是工具普惠化。全程免费开源，打破授权壁垒，高校教学、科研创新、中小企业研发均可零门槛开展仿真。二是模型透明化。方程、求解、迭代全程开放，便于接入试验数据、改进模型、开发控制算法，支撑机理研究与数字孪生原型开发。三是工程实战化。聚焦特性拟合、多部件耦合、收敛调试、误差校核等工程痛点，案例贴近工业机组，可直接用于性能评估、故障诊断与变工况分析。本书既是一本教材，也是一本工具书，更是一把开启燃气轮机数字化仿真的钥匙。它适合能源与动力工程、航空发动机、舰船动力、燃气发电等方向的学生、教师与工程技术人员长期阅读与实践。在我国迈向制造强国、能源强国、科技强国的征程上，愿更多从业者以本书为起点，掌握核心建模与仿真能力，为摘取装备制造业“皇冠上的明珠”持续贡献力量。
编辑丨刘凯元
排版丨刘天阳
审核丨尚隽姝
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