计算流体力学大串讲电子书

内容提要

资源与支持

第1章 动力学基础

1.1 金风玉露一相逢，便胜却人间无数

1.2 质量流量和体积流量

1.3 泰勒展开

1.4 子非鱼，安知鱼之乐——欧拉法和拉格朗日法

第2章 大自然的秘密——偏微分方程

2.1 连续性方程

2.1.1 连续性方程的推导

2.1.2 可压缩、定常流动连续性方程

2.1.3 不可压缩流体连续性方程

2.1.4 物质导数（运动流体微团的时间变化率）

2.1.5 连续性方程非守恒形式（选学）

2.1.6 速度散度及其物理意义（选学）

2.2 动量方程推导

2.2.1 应力形式的N-S方程

2.2.2 正常形式的N-S方程

2.2.3 向量形式的N-S方程

2.2.4 守恒形式的N-S方程

2.3 能量守恒方程

2.3.1 简单形式的能量方程

2.3.2 严格形式的能量方程

2.4 流动与传热微分方程

2.4.1 流动与传热通用微分方程的通用形式

2.4.2 流动与传热通用微分方程的各种具体形式

2.5 微分方程的分类与特性

2.5.1 常微分方程

2.5.2 偏微分方程

2.5.3 线性和非线性方程

2.5.4 拟线性偏微分方程

2.5.5 偏微分方程的分类

2.5.6 不同类型偏微分方程的性质及其对CFD数值解的影响

2.6 偏微分方程小结

第3章 计算区域与控制方程的离散化

3.1 哲学家笛卡儿——CFD离散和连续

3.2 代数和微分之间的切换

3.2.1 一阶导数和代数的切换

3.2.2 二阶导数和代数的切换

3.3 CFD的基本求解思想

3.3.1 解析解（精确解、分析解）与数值解（近似解）的概念

3.3.2 求解域的离散化（画网格）

3.3.3 网格简介

3.4 常用微分方程转变成代数方程的方法

第4章 初识有限差分法和有限体积法

4.1 有限差分法

4.1.1 有限差分法基础

4.1.2 差分方程

4.1.3 显式格式与隐式格式

4.2 误差与CFL条件

4.2.1 误差

4.2.2 CFL条件（库朗数）

4.3 初探有限体积法

4.3.1 高斯定理

4.3.2 有限体积法的基本思想

第5章 代数方程组的求解

5.1 直接解法

5.1.1 高斯消元法

5.1.2 TDMA

5.2 迭代解法

5.2.1 雅可比迭代

5.2.2 高斯-赛德尔迭代

5.2.3 超松弛迭代和欠松弛迭代

5.2.4 块迭代（选学）

5.2.5 交替方向迭代法

第6章 典型扩散问题的有限体积法

6.1 一维稳态扩散问题（导热问题）的有限体积法

6.1.1 无内热源一维稳态导热问题

6.1.2 有内热源一维稳态导热问题

6.2 二维稳态扩散问题（导热问题）的有限体积法

6.3 三维稳态扩散问题（导热问题）的有限体积法

6.4 稳态扩散问题小结

6.5 典型非稳态扩散问题的有限体积法

6.5.1 一维非稳态扩散问题（导热问题）

6.5.2 二维非稳态扩散问题（导热问题）

6.5.3 三维非稳态扩散问题（导热问题）

第7章 对流-扩散问题的有限体积法

7.1 一维稳态对流-扩散问题的有限体积法

7.2 常用离散格式及其特性

7.2.1 中心差分格式

7.2.2 离散格式的性质

7.2.3 一阶迎（上）风格式

7.2.4 混合格式

7.2.5 指数格式（选学）

7.2.6 乘方格式

7.2.7 各类离散格式的汇总

7.2.8 低阶格式中的假扩散与人工黏性

7.2.9 QUICK格式

7.3 二维稳态对流-扩散问题的有限体积法

7.4 三维稳态对流-扩散问题的有限体积法

7.5 三维非稳态对流-扩散问题的有限体积法

第8章 压力-速度耦合问题的有限体积法

8.1 问题引出

8.2 压力-速度耦合问题及求解困难

8.2.1 压力-速度耦合问题

8.2.2 压力-速度耦合问题求解的困难

8.3 交错网格技术

8.4 交错网格上运动方程的离散

8.5 SIMPLE算法

8.5.1 压力和速度的修正

8.5.2 SIMPLE算法基本思路

8.6 SIMPLER算法

8.7 SIMPLEC算法

8.8 PISO算法

8.9 Coupled算法

参 考 资 料