計算流體力學教程

前言

　　在中國科學院研究生院和高等教育出版社的共同努力下，凝聚著中國科學院新老科學家、研究生導師們多年心血和汗水的中國科學院研究生院教材面世了。這套教材的出版，將對豐富我院研究生教育資源、提高研究生教育質(zhì)量、培養(yǎng)更多高素質(zhì)的科技人才起到積極的推動作用?！　∽鳛榭萍紘谊?，中國科學院肩負著面向國家戰(zhàn)略需求，面向世界科學前沿，為國家作出基礎性、戰(zhàn)略性和前瞻性的重大科技創(chuàng)新貢獻和培養(yǎng)高級科技人才的使命。中國科學院研究生教育是我國高等教育的重要組成部分，在新的歷史時期，中國科學院研究生教育不僅要為我院知識創(chuàng)新工程提供人力資源保障，還擔負著落實科教興國戰(zhàn)略和人才強國戰(zhàn)略，為創(chuàng)新型國家建設培養(yǎng)一大批高素質(zhì)人才的重要使命?！　〖芍袊茖W院的教學資源、科技資源和智力資源，中國科學院研究生院堅持教育與科研緊密結(jié)合的“兩段式”培養(yǎng)模式，在突出科學教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的同時，重視全面素質(zhì)教育，倡導文理交融、理工結(jié)合，培養(yǎng)的研究生具有寬厚扎實的基礎知識、敏銳的科學探索意識、活躍的思維和唯實、求真、協(xié)力、創(chuàng)新的良好素質(zhì)。

內(nèi)容概要

本書屬于“中國科學院研究生院教材”系列。本書主要介紹計算流體力學中的有限差分算法和有限體積算法及它們的應用。全書共分上、下兩篇：上篇共有8章，主要介紹差分算法理論基礎；下篇共有6章，主要介紹差分算法應用研究和網(wǎng)格生成技術(shù)。為便于讀者學習和應用，配書光盤包含若干算法的算例和用C語言和FORTRAN77語言編寫的計算程序。    本書強調(diào)基礎、突出應用、關(guān)注最新進展。通過學習本書，讀者能對計算流體力學有一個系鈧和深入的理解。并掌握扎實的理論基礎和具備較強的解決實際問題的能力。    本書可作為力學、機械、航空航天、熱能等專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的研究生教學用書，以及高年級的本科生學習計算流體力學的教材，也可作為從事數(shù)值模擬的科研人員和工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第一章 緒論  第1節(jié) 引言  第2節(jié) 什么是計算流體力學  第3節(jié) 計算流體力學發(fā)展概況  第4節(jié) 計算流體力學、理論流體力學及實驗流體力學的關(guān)系  第5節(jié) 驗證與確認  參考文獻    上篇 差分算法理論基礎第二章 流體力學基本方程組  第1節(jié) 描述流體運動的方法  第2節(jié) 推導流體力學基本方程組的基本思路  第3節(jié) 流體力學基本方程組  第4節(jié) 流體力學基本方程組分析和應用  第5節(jié) 湍流基本方程組簡介  第6節(jié) 連續(xù)介質(zhì)力學基本方程組簡介  第7節(jié) 流體力學基本方程組數(shù)學性質(zhì)及其類型  第8節(jié) 流體流動定解條件的提法  參考文獻第三章 模型方程及其數(shù)學物理性質(zhì)  第1節(jié) 模型方程類型  第2節(jié) 對流方程及其數(shù)學物理性質(zhì)  第3節(jié) 擴散方程及其數(shù)學物理性質(zhì)  第4節(jié) 對流一擴散方程及其數(shù)學物理性質(zhì)  第5節(jié) 淺水波方程及其數(shù)學物理性質(zhì)  第6節(jié) riemann問題間斷解  參考文獻第四章 有限差分算法理論基礎  第1節(jié) 有限差分方程離散化  第2節(jié) 差分方程構(gòu)造方法  第3節(jié) 差分方程有效性分析  第4節(jié) 差分方程穩(wěn)定性分析——fourier分析法  第5節(jié) fourier法分析差分方程穩(wěn)定性算例  第6節(jié) 差分方程耗散性和色散性的fouricr分析法  第7節(jié) 差分方程耗散性和色散性的taylor分析法  參考文獻第五章 非線性演化方程數(shù)值分析  第1節(jié) 非線性演化方程及其特性  第2節(jié) 非線性演化方程廣義解——弱解  第3節(jié) 弱解的唯一性條件——熵條件  第4節(jié) 非線性差分方程穩(wěn)定性討論  第5節(jié) 非線性差分方程局部線性化穩(wěn)定性分析  參考文獻第六章 方程（組）的典型差分格式  第1節(jié) 引言  第2節(jié) 模型方程的典型差分格式  第3節(jié) 守恒型方程（組）與守恒型差分格式  第4節(jié) 特征型方程（組）與特征型差分格式  第5節(jié) jacobian系數(shù)矩陣分裂和流通量矢量分裂  第6節(jié) 流體力學多維問題的差分格式和算法  第7節(jié) 黏性流動n-s方程組的差分格式和數(shù)值解法  第8節(jié) 差分格式的時間微商離散問題  參考文獻第七章 差分方程（組）數(shù)值解法  第1節(jié) gauss消去法  第2節(jié) 追趕法  第3節(jié) 迭代法  第4節(jié) 交替方向隱式差分法（adi法）  第5節(jié) 隱式近似因式分解法（af法）  第6節(jié) 多重網(wǎng)格法  第7節(jié) 預處理法  參考文獻第八章 有限體積算法基礎  第1節(jié) 有限體積算法基本思路和做法  第2節(jié) 有限體積算法離散化  第3節(jié) 對流方程有限體積算法  第4節(jié) 對流一擴散方程有限體積算法  第5節(jié) 有限體積算法和有限差分算法之間的關(guān)系  第6節(jié) 有限體積算法的精度和守恒性分析  第7節(jié) 有限體積算法在二維不可壓縮黏性流動問題中的應用  參考文獻    下篇 差分算法應用研究第九章 差分算法應用研究綜述  第1節(jié) 可壓縮無黏流動數(shù)值解法發(fā)展概況  第2節(jié) 不可壓縮黏性流動數(shù)值解法發(fā)展概況  第3節(jié) 網(wǎng)格生成技術(shù)發(fā)展概況  參考文獻第十章 激波間斷數(shù)值處理  第1節(jié) 引言  第2節(jié) 人工黏性效應及其應用  第3節(jié) 提高激波捕捉質(zhì)量的算法  第4節(jié) 近代高分辨率激波捕捉技術(shù)  參考文獻第十一章 高分辨率捕捉激波算法  第1節(jié) 間斷分解算法——godunov差分格式  第2節(jié) 迎風型roe算法——roe差分格式  第3節(jié) 高階精度間斷分解算法——muscl差分格式  第4節(jié) 間斷分解算法在二維無黏流動中的應用  第5節(jié) 總變差不增算法——tvd差分格式  第6節(jié) tvd差分算法在二維可壓縮無黏流動中的應用  第7節(jié) 無振蕩無自由參數(shù)耗散算法——nnd差分格式  第8節(jié) nnd差分格式在二維可壓縮無黏流動中的應用  參考文獻第十二章 不可壓縮黏性流動數(shù)值算法  第1節(jié) 渦量-流函數(shù)算法  第2節(jié) 渦量-流函數(shù)算法在二維不可壓縮黏性流動中的應用  第3節(jié) 求解原始變量n-s方程組算法  第4節(jié) 求解壓力poisson方程算法  第5節(jié) 求解壓力poisson方程算法在二維不可壓縮黏性流動中的應用  第6節(jié) 求解定常原始變量n-s方程組的人工壓縮算法  第7節(jié) 人工壓縮算法在二維不可壓縮黏性流動中的應用  第8節(jié) 壓力校正算法（simple算法）  第9節(jié) simple算法在二維不可壓縮黏性流動中的應用  參考文獻第十三章 高階精度數(shù)值算法新進展  第1節(jié) 基本無振蕩差分算法（eno算法）  第2節(jié) 加權(quán)基本無振蕩差分算法（weno算法）  第3節(jié) 顯式迎風型三階eno和五階weno算法在二維可壓縮無黏流動中的應用  第4節(jié) 緊致算法——compact差分格式  第5節(jié) 迎風型緊致算法中激波間斷捕捉技術(shù)  第6節(jié) 迎風型緊致算法在不可壓縮黏性流動和可壓縮無黏流動中的應用  參考文獻第十四章 網(wǎng)格生成技術(shù)概述  第1節(jié) 網(wǎng)格生成技術(shù)簡介  第2節(jié) 網(wǎng)格生成基本做法和類型  第3節(jié) 網(wǎng)格生成技術(shù)基本方法  第4節(jié) 分區(qū)網(wǎng)格生成法簡介  第5節(jié) cartesian結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與自適應技術(shù)簡介  第6節(jié) 運動網(wǎng)格技術(shù)——浸入邊界法  第7節(jié) 非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格技術(shù)  第8節(jié) 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格相結(jié)合的混合網(wǎng)格技術(shù)  參考文獻

章節(jié)摘錄

　　自然界中一切流動都必須遵循質(zhì)量、動量和能量守恒定律。反映流動守恒定律的方程組——連續(xù)方程、動量方程和能量方程，通常稱為流體力學基本方程組?！　×黧w力學基本方程組是在連續(xù)介質(zhì)假設下得到的。所謂連續(xù)介質(zhì)假設就是指流體質(zhì)點連續(xù)地充滿所在的整個空間，它的宏觀流動量（質(zhì)量、速度、壓力和溫度）應該滿足一切宏觀物理規(guī)律及性質(zhì)。若流場中的特征尺度（如飛行器主要尺寸）比流體分子平均自由程大得多時，連續(xù)介質(zhì)假設是適用的；但是，若流場中的特征尺度和流體分子平均自由程是同一個量級時，連續(xù)介質(zhì)假設就不適用了。對于不滿足連續(xù)介質(zhì)假設的流體，就不能用流體力學基本方程組來描述流體運動。第1節(jié)描述流體運動的方法　　在描述流體運動時，一般采用以下兩種不同的描述方法。一種是Lagrangian方法，它著眼于流體質(zhì)點運動，主要研究流體質(zhì)點流動量隨時間的變化，分析任意時間流體質(zhì)點的運動軌跡、速度、壓力、密度等。另一種是Eulerian方法，它著眼于固定不動的空間中指定位置的狀態(tài)，主要研究這個指定位置上流動量隨時間的變化，分析流體流過指定位置時流體質(zhì)點的瞬間速度、壓力、密度等。它們之間存在一定的聯(lián)系。

編輯推薦

　　《中國科學院研究生院教材：計算流體力學教程（附光盤1張）》包括上、下兩篇。上篇為差分算法理論基礎，下 篇為差分算法應用研究。無論理論基礎部分，還是算法應用研究部分，都涉及較多流體力學知識和數(shù)學理論。但《中國科學院研究生院教材：計算流體力學教程（附光盤1張）》不是偏重于高深的理論推導，而是注重于物理概念、核心思想和應用思路的講述，特別是重視基本概念和基礎理論的講解和應用?！　　吨袊茖W院研究生院教材：計算流體力學教程（附光盤1張）》能為讀者打下良好的理論基礎，也為他們今后的發(fā)展奠定基礎?！　　吨袊茖W院研究生院教材：計算流體力學教程（附光盤1張）》注重理論聯(lián)系實際，強調(diào)學以致用。《中國科學院研究生院教材：計算流體力學教程（附光盤1張）》在講授理論和算法時，都配有算例，幫助讀者對講解的理論和算法深入理解，掌握它們的要點和核心。書后附有光盤，其中包括若干可壓縮無黏流動和不可壓縮黏性流動的實際應用算例和采用C語言和FORTRAN77語言編制的程序，供讀者學習參考，有助于他們學習編制計算程序，以培養(yǎng)讀者的動手能力和獨立解決問題的能力。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    計算流體力學教程 PDF格式下載

---