內容大鋼
計算流體力學方法及以此為基礎開發的CFD程序/軟體已成為當前解決各類流體流動與傳熱問題的強有力分析工具,其具有適用範圍廣,學科交叉程度強等特點,被廣泛應用於船舶、海洋、航運、核能、流體機械、化工等領域。本書涵蓋了數值離散格式、誤差分析、並行計算等多方面基礎知識,同時針對當今工程應用中常涉及的海洋學、流固耦合、燃燒、多相流等問題組織形成了專題章節。
本書是鮮有的一本將計算流體力學計算原理與電腦編程和多學科CFD應用進行深度融合的教材,很好的彌補了當前流體力學計算方法相關教材以原理介紹和理論推導為主所帶來的枯燥感,更注重將理論和實際加以結合,並在多學科交叉應用方面填補了同類教材的空白。
作者介紹
(美)喬爾·H.費齊格//(德)米洛萬·佩里奇//(美)羅伯特·L.斯特里特|責編:姜珊|譯者:邊浩志//梁輝//劉豐
目錄
第1章 流體流動的基本概念
1.1 引言
1.2 守恆原理
1.3 質量守恆
1.4 動量守恆
1.5 標量守恆
1.6 無量綱方程
1.7 簡化的數學模型
1.8 流體流動的數學分類
1.9 本書的規劃
第2章 數值方法導論
2.1 流體動力學問題求解方法
2.2 什麼是CFD?
2.3 數值方法的可行性與局限性
2.4 數值求解方法的組成部分
2.5 數值解法的性質
2.6 離散方法
第3章 有限差分法
3.1 簡介
3.2 基本概念
3.3 一階導數近似
3.4 二階導數近似
3.5 混合導數近似
3.6 其他項的近似
3.7 邊界條件的實現
3.8 代數方程組
3.9 離散誤差
3.10 有限差分示例
3.11 譜方法簡介
第4章 有限體積法
4.1 簡介
4.2 曲面積分的近似
4.3 體積積分的近似
4.4 插值和微分示例
4.5 邊界條件的實現
4.6 代數方程式組
4.7 示例
第5章 線性方程組的解
5.1 簡介
5.2 直接法
5.3 迭代法
5.4 耦合方程及其解
5.5 非線性方程及其解
5.6 延遲修正方法
5.7 收斂準則和迭代誤差
5.8 示例
第6章 不穩定問題的處理方法
6.1 簡介
6.2 ODE初值問題解決方法
6.3 適用於一般輸運方程式的方法
6.4 示例
第7章 Navier-Stokes方程的解:第一部分
7.1 基本知識
7.2 定常和非定常流動的計算策略
第8章 Navier-Stokes方程的解:第二部分
8.1 交錯網格上的隱式迭代法
8.2 同位網格的隱式迭代法
8.3 非定常流動的非迭代隱式方法
8.4 示例
第9章 複雜幾何
9.1 網格的選擇
9.2 網格生成
9.3 速度分量的選擇
9.4 變數排布的選擇
9.5 有限差分法
9.6 有限體積法
9.7 通量和源項的近似
9.8 壓力修正方程
9.9 軸對稱問題
9.10 高階有限體積法
9.11 邊界條件的實現
9.12 示例
第10章 湍流
10.1 簡介
10.2 直接數值模擬(DNS)
10.3 湍流模擬相關模型
第11章 可壓縮流
11.1 簡介
11.2 任意馬赫數的壓力修正方法
11.3 可壓縮流計算方法
11.4 應用評價
第12章 效率和精度的提高
12.1 簡介
12.2 誤差分析與估計
12.3 網格質量與優化
12.4 計算流動的多重網格方法
12.5 自適應網格細化(AMR)
12.6 CFD中的並行計算
第13章 專題
13.1 簡介
13.2 傳熱與傳質
13.3 變物性流體流動
13.4 動網格
13.5 自由表面流動
13.6 強破解
13.7 氣象學和海洋學應用
13.8 多相流
13.9 燃燒
13.10 流固耦合
附錄 補充信息
A.1 電