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计算流体力学原理和应用(第3版)

计算流体力学原理和应用(第3版)

书籍作者:吉瑞·布拉泽克 ISBN:9787118130393
书籍语言:简体中文 连载状态:全集
电子书格式:pdf,txt,epub,mobi,azw3 下载次数:3128
创建日期:2024-04-19 发布日期:2024-04-19
运行环境:PC/Windows/Linux/Mac/IOS/iPhone/iPad/Kindle/Android/安卓/平板
内容简介
《计算流体力学原理和应用(第3版)》详细讲述了CFD的基本原理和常用的数值方法,并给出了大量实例程序供读者学习CFD编程和应用。
  《计算流体力学原理和应用(第3版)》的特点是理论联系实际,着重介绍工程实用的CFD方法,侧重于具体算法的实现,在介绍各种数值方法的同时讨论了方法的优缺点,每个理论部分都有相应的实践部分来增强对知识的理解,并展示了这些方法如何应用到实际CFD程序中。
  《计算流体力学原理和应用(第3版)》可供相关专业本科生及研究生作为教材使用,也可作为研究人员开展CFD领域工作的入门书和参考手册。
前言
计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)是一门利用计算机和数值方法对流体力学问题进行数值模拟和分析的交叉学科,它是流体力学、计算机科学和计算科学相结合的产物。随着现代计算机技术的飞速发展和数值计算方法的日益成熟,CFD得到了长足的发展,在航空、航天和航海等领域都得到了广泛的应用。
  目前,CFD方面的教材很多,但是多数都是讲解CFD基础知识或理论研究方面的,介绍工程实用的CFD方法,特别是非结构网格方法方面的书籍很少。译者所在课题组的主要工作是CFD软件的开发及应用,2005年译者的工作开始由结构网格方法研究转向非结构混合网格流场求解方法研究时,对非结构混合网格方法一片茫然,无意中读到本书,惊为“神书”,读过本书后,一种醍醐灌顶之感油然而生,之后本书就成为课题组的必读书目,人手一本,多年来在日常工作中发挥了重要作用。
  本书的特点是理论联系实际,重点介绍工程实用的CFD方法,侧重于具体算法的实现。在介绍各种数值方法的同时讨论方法的优缺点,每个理论部分都会有相应的实践部分来增强对知识的理解,并展示这些方法如何应用到实际CFD程序中,本书最后一章提供了各种CFD源代码,帮助读者实现从理论到实践的过渡。本书还有一个重要特点是参考文献广泛,读者可以本书的参考文献为基础开展进一步的研究工作。
  鉴于初次从事CFD工作的很多人都是刚从大学本科或硕士研究生毕业的,专业知识的英文水平不高,本书中文版的面世,将对读者正确理解和掌握CFD知识有所帮助,对他们快速进入CFD行业领域起到促进作用。
目录
第1章 引言

第2章 控制方程
2.1 流动及其数学描述
2.1.1 有限控制体
2.2 守恒定律
2.2.1 连续性方程
2.2.2 动量方程
2.2.3 能量方程
2.3 黏性应力
2.4 纳维-斯托克斯方程组的完整形式
2.4.1 完全气体形式
2.4.2 真实气体形式
2.4.3 纳维-斯托克斯方程组的简化
参考文献

第3章 控制方程求解原理
3.1 空间离散
3.1.1 有限差分法
3.1.2 有限体积法
3.1.3 有限元法
3.1.4 其他离散方法
3.1.5 中心格式和迎风格式
3.2 时间离散
3.2.1 显式格式
3.2.2 隐式格式
3.3 湍流模拟
3.4 初边值条件
参考文献

第4章 结构网格有限体积法
4.1 控制体的几何量
4.1.1 2D情况
4.1.2 3D情况
4.2 一般离散方法
4.2.1 格心格式
4.2.2 格点格式:重叠控制体
4.2.3 格点格式:二次控制体
4.2.4 格心格式与格点格式的比较
4.3 对流通量的离散
4.3.1 具有人工耗散的中心格式
4.3.2 矢通量分裂格式
4.3.3 通量差分裂格式
4.3.4 总变差减小格式
4.3.5 限制器函数
4.4 黏性通量的离散
4.4.1 格心格式
4.4.2 格点格式
参考文献
……

第5章 非结构有限体积法
第6章 时间离散方法
第7章 湍流建模
第8章 边界条件
第9章 加速收敛技术
第10章 相容性、精度和稳定性
第11章 网格生成原理
第12章 软件应用

附录
参考文献
短评

**计算流体力学原理和应用(第3版)** *Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications Third Edition* 计算流体力学(CFD)是一门研究流体流动行为的科学与工程领域,它利用数值模拟方法解决了许多现实世界中的复杂流体力学问题。《计算流体力学原理和应用(第3版)》是一本为学生、工程师和科研人员设计的权威教材,旨在介绍CFD的基本原理和广泛的应用领域。 **第一部分:基本原理** 本书的第一部分深入探讨了CFD的基本原理。它从流体力学基本方程开始,包括质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,然后详细讨论了数值方法,如有限差分法、有限元法和有限体积法,以及在CFD中常用的数值格式。这一部分还包括了CFD中的网格生成和边界条件处理,这是成功模拟流体流动的关键步骤。 **第二部分:应用领域** 第二部分将CFD的原理应用于各种不同的领域。这包括空气动力学,用于飞机设计和气动性能分析;热传递,用于燃烧和换热设备的优化;以及流体-结构相互作用,用于模拟水下结构和建筑物的稳定性。此外,本书还包括了多相流动、湍流模拟和化学反应等高级主题,使读者能够更深入地了解CFD在不同领域的应用。 **第三部分:实际案例** 《计算流体力学原理和应用(第3版)》的第三部分包括了一系列真实世界的案例研究,这些案例研究涵盖了各种工程和科学应用。通过这些案例,读者可以学习如何将CFD方法应用于解决实际问题,从飞机的气动性能到汽车的空气动力学,从电子设备的散热分析到环境污染的模拟。 **第四部分:未来发展** 最后,本书的第四部分展望了CFD领域的未来发展趋势。随着计算能力的不断提高和CFD方法的进一步发展,这一领域仍然充满挑战和机会。读者将了解到虚拟原型设计、自适应网格方法和高性能计算对CFD的影响,以及CFD在生物医学、环境科学和可持续能源领域的新应用前景。 总的来说,《计算流体力学原理和应用(第3版)》是一本全面的教材,涵盖了CFD的核心原理和广泛的应用,适用于学生、研究人员和工程师。它不仅提供了理论基础,还通过案例研究展示了实际应用,帮助读者深入理解这一领域的复杂性,并为未来的研究和工程工作提供了坚实基础。无论您是初学者还是有经验的CFD专业人士,这本书都将成为您的宝贵资源。

2023-09-24 07:11:08