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计算流体动力学分析——CFD软件原理与应用

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四川成都

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作者王福军编

出版社清华大学出版社

ISBN9787302095033

出版时间2004-09

装帧平装

开本16开

定价49元

货号1203180006

上书时间2024-11-27

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商品详情

品相描述：全新

商品描述: 作者简介
王福军，男，生于1964年6月，清华大学方程力学博士，英国Swansea大学土木系博士后，长期从事流体机械CAD/CAE方面的教学科研工作，现为中国农业大学水利与土木工程学院教、博士生导师、院长。

目录
第1章计算流体动力学基础知识

1.1 计算流体动力学概述

1.1.1 什么是计算流体动力学

1.1.2 计算流体动力学的工作步骤

1.1.3 计算流体动力学的特点

1.1.4 计算流体动力学的应用领域

1.1.5 计算流体动力学的分支

1.2 流体与流动的基本特性

1.2.1 理想流体与粘性流体

1.2.2 牛顿流体与非牛顿流体

1.2.3 流体热传导及扩散

1.2.4 可压流体与不可压流体

1.2.5 定常与非定常流动

1.2.6 层流与湍流

1.3 流体动力学控制方程

1.3.1 质量守恒方程

1.3.2 动量守恒方程

1.3.3 能量守恒方程

1.3.4 组分质量守恒方程

1.3.5 控制方程的通用形式

1.4 对控制方程的进一步讨论

1.4.1 湍流的控制方程

1.4.2 守恒型控制方程

1.4.3 非守恒型控制方程

1.5 CFD的求解过程

1.5.1 总体计算流程

1.5.2 建立控制方程

1.5.3 确定边界条件与初始条件

1.5.4 划分计算网格

1.5.5 建立离散方程

1.5.6 离散初始条件和边界条件

1.5.7 给定求解控制参数

1.5.8 求解离散方程

1.5.9 判断解的收敛性

1.5.10 显示和输出计算结果

1.6 CFD软件结构

1.6.1 前处理器

1.6.2 求解器

1.6.3 后处理器

1.7 常用的CFD商用软件

1.7.1 PHOENICS

1.7.2 CFX

1.7.3 STAR-CD

1.7.4 FIDAP

1.7.5 FLUENT

1.8 本章小结

1.9 复习思考题

第2章基于有限体积法的控制方程离散

2.1 离散化概述

2.1.1 离散化的目的

2.1.2 离散时所使用的网格

2.1.3 常用的离散化方法

2.2 有限体积法及其网格简介

2.2.1 有限体积法的基本思想

2.2.2 有限体积法所使用的网格

2.2.3 网格几何要素的标记

2.3 求解一维稳态问题的有限体积法

2.3.1 问题的描述

2.3.2 生成计算网格

2.3.3 建立离散方程

2.3.4 离散方程的求解

2.4 常用的离散格式

2.4.1 术语与约定

2.4.2 中心差分格式

2.4.3 一阶迎风格式

2.4.4 混合格式

2.4.5 指数格式

2.4.6 乘方格式

2.4.7 各种离散格式的汇总

2.4.8 低阶格式中的假扩散与人工粘性

2.5 空间离散的高阶离散格式

2.5.1 二阶迎风格式

2.5.2 QUICK格式

2.5.3 对高阶格式的讨论

2.6 各种离散格式的性能对比

2.7 一维瞬态问题的有限体积法

2.7.1 瞬态问题的描述

2.7.2 控制方程的积分

2.7.3 显式时间积分方案

2.7.4 Crank-Nicolson时间积分方案

2.7.5 全隐式时间积分方案

2.8 关于有限体积法的进一步讨论

2.8.1 被求函数的离散格式

2.8.2 方程组的形式

2.8.3 源项的处理

2.8.4 有限体积法的四条基本原则

2.9 二维与三维问题的离散方程

2.9.1 二维问题的基本方程

2.9.2 二维问题的控制体积

2.9.3 二维问题控制方程的积分

2.9.4 二维问题的离散方程

2.9.5 三维问题的离散方程

2.9.6 离散方程的通用表达式

2.10 本章小结

2.11 复习思考题

第3章基于SIMPLE算法的流场数值计算

3.1 流场数值解法概述

3.1.1 常规解法存在的主要问题

3.1.2 流场数值计算的主要方法

3.2 交错网格及其应用

3.2.1 使用普通网格计算流场时遇到的困难

3.2.2 交错网格的特点

3.2.3 动量方程的离散

3.3 流场计算的SIMPLE算法

3.3.1 SIMPLE算法的基本思想

3.3.2 速度修正方程

3.3.3 压力修正方程

3.3.4 SIMPLE算法的计算步骤

3.3.5 SIMPLE算法应用实例

3.3.6 对SIMPLE算法的讨论

3.4 SIMPLER／SIMPLECPISO算法

3.4.1 SIMPLER算法

3.4.2 SIMPLEC算法

3.4.3 PISO算法

3.4.4 SIMPLE系列算法的比较

3.5 瞬态问题的数值计算

3.5.1 瞬态问题的SIMPLE算法

3.5.2 瞬态问题的PISO算法

3.6 基于同位网格的SIMPLE算法

3.6.1 同位网格简介

3.6.2 动量方程的离散

3.6.3 压力修正方程的建立

3.6.4 同位网格上SIMPLE算法的计算步骤

3.6.5 关于同位网格应用的几点说明

3.7 基于非结构网格的SIMPLE算法

3.7.1 非结构网格及控制体积的定义

3.7.2 通用控制方程的离散

3.7.3 动量方程的离散

3.7.4 速度修正方程的建立

3.7.5 压力修正方程的建立

3.7.6 非结构网格上SIMPLE算法的计算步骤

3.7.7 关于非结构网格应用的几点说明

3.8 离散方程组的基本解法

3.8.1 对流-扩散问题的离散方程组的特点

3.8.2 代数方程组的基本解法

3.8.3 TDMA解法

3.9 本章小结

3.10 复习思考题

第4章三维湍流模型及其在CFD中的应用

4.1 湍流及其数学描述

4.1.1 湍流流动的特征

4.1.2 湍流的基本方程

4.2 湍流的数值模拟方法简介

4.2.1 三维湍流数值模拟方法的分类

4.2.2 直接数值模拟(DNS)简介

4.2.3 大涡模拟(LES)简介

4.2.4 Reynolds平均法(RANS)简介

4.3 零方程模型及一方程模型

4.3.1 零方程模型

4.3.2 一方程模型

4.4 标准两方程模型

4.4.1 标准模型的定义

4.4.2 标准模型的有关计算公式

4.4.3 标准模型的控制方程组

4.4.4 标准模型方程的解法及适用性

4.5 RNG模型和Realizable模型

4.5.1 RNG模型

4.5.2 模型

4.6 在近壁区使用模型的问题及对策

4.6.1 近壁区流动的特点

4.6.2 在近壁区使用模型的问题

4.6.3 壁面函数法

4.6.4 低数模型

4.7 Reynolds应力方程模型(RSM)

4.7.1 Reynolds应力输运方程

4.7.2 RSM的控制方程组及其解法

4.7.3 对RSM适用性的讨论

4.8 代数应力方程模型(ASM)

4.8.1 ASM的应力方程

4.8.2 ASM的控制方程组及其求解

4.8.3 ASM的特点

4.9 大涡模拟(LES)

4.9.1 大涡模拟的基本思想

4.9.2 大涡的运动方程

4.9.3 亚格子尺度模型

4.9.4 LES控制方程的求解

4.10 本章小结

4.11 复习思考题

第5章边界条件的应用

5.1 边界条件概述

5.1.1 边界条件的类型

5.1.2 边界条件对网格布置的影响

5.1.3 将边界条件引入到离散方程

5.2 流动进口边界条件

5.2.1 流动进口边界条件的设置

……

内容摘要
本书是一本介绍计算流体动力学(CFD)近期新理论知识和CFD软件开发、应用的指导性教材。全书共分八章，前五章以有限体积法为核心，介绍流体流动与传热问题的控制方程、空间及时间离散格式、湍流模型及数值解法，后三章结合FLUENT软件，以实例的方式介绍CFD软件原理及其在流场分析、传热计算及多相流模拟等方面的近期新应用。实用性和新颖性是本书优选的特点。

本书可作为动力、能源、水利、航空、冶金、海洋、环境、气象、流体工程等专业领域的研究生和本科生教材，也可供上述领域的科技人员，特别是从事CFD模拟的人员参考。

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