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计算流体力学方法及应用

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计算流体力学方法及应用

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定 价：￥24.00

作 者：阎超 著

出 版 社：北京航空航天大学出版社

出版时间：2006-6-1

I S B N： 9787810778701

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    编辑推荐
    本书系统而全面地介绍了CFD的全貌——基本理论、计算方法及其工程应用。它从基础讲起，把读者带入CFD这个新兴的学科，并介绍了CFD发展的前沿内容；还选取一些美观的航空航天飞行器CFD计算图表和实例分析。.
    本书共分两篇：第一篇基础知识，包括绪论，流动控制方程，有限差分法理论基础，Euler方程及双曲型方程；第二篇计算方法及应用，包括Godunov方法和矢通量分裂方法，中心差分格式，MUSCL方法、TVD格式及ENO格式，时间格式，计算格式的应用、比较和评价，网格生成简述，多区重叠网格方法，湍流模式，CFD程序实现简介。..
    本书可作为流体力学、空气动力学类高年级本科生及研究生教材，也可供从事流体力学、空气动力学、航空航天飞行器总体设计和气动设计等领域的科研人员、工程技术人员以及其他流体力学、流体工程类的研究生和科技人员参考。...

    内容简介
    本书系统而全面地介绍了CFD的全貌--基本理论、计算方法及其工程应用。

    作者简介

    目录

    第一篇基础知识.
    第1章绪论
    1.1概述3
    1.2计算流体力学的基本原理和特点5
    1.3计算流体力学的发展历史6
    1.4计算流体力学的作用10
    第2章流动控制方程
    2.1积分形式的NS方程15
    2.2微分形式的NS方程17
    2.2.1笛卡儿坐标系下的NS方程17
    2.2.2一般曲线坐标系下的NS方程18
    2.2.3NS方程组的无量纲化25
    2.2.4薄层粘性假设26
    2.3其他形式的NS方程27
    2.3.1拟线性型NS方程27
    2.3.2有限体积型NS方程27
    2.4流体力学控制方程组的数学性质28
    2.4.1偏微分方程的分类及其意义28
    2.4.2偏微分方程的数学分类方法30
    2.5模型方程33
    2.5.1模型方程的意义33
    2.5.2几个典型的模型方程33
    第3章有限差分法理论基础
    3.1有限差分逼近35
    3.1.1差商近似35
    3.1.2差分格式及其构造38
    3.1.3显式与隐式差分格式41
    3.1.4截断误差与差分格式精度42
    3.2差分格式的基本性质及基本定理43
    3.2.1差分格式的相容性43
    3.2.2差分格式的稳定性43
    3.2.3差分格式的收敛性44
    3.2.4Lax等价定理44
    3.2.5差分格式的稳定性分析44
    3.2.6一维气动方程差分格式的稳定性50
    3.3数值耗散与数值色散52
    3.3.1数值耗散52
    3.3.2数值色散54
    3.3.3数值耗散的作用55
    3.4有限差分法与有限体积法的关系55
    3.4.1有限体积法55
    3.4.2有限差分法与有限体积法的异同58
    3.4.3有限差分法与有限体积法的统一表达式59
    第4章Euler方程及双曲型方程
    4.1非线性守恒系统和Euler方程62
    4.2双曲型方程基本概念64
    4.2.1双曲型方程定义64
    4.2.2双曲型方程的特征性质64
    4.2.3双曲型方程的特征线与特征方向66
    4.3上风差分格式基础67
    4.3.1上风差分格式的基本概念67
    4.3.2常系数方程组的上风格式70
    4.3.3拟线性双曲型守恒律组的上风格式72
    4.4守恒型格式74
    4.5Riemann问题74
    4.5.1Riemann问题的定义75
    4.5.2Riemann问题解的简述75
    4.5.3Riemann问题示例：激波管77
    4.6弱解及熵条件78
    第二篇计算方法及应用
    第5章Godunov方法和矢通量分裂方法
    5.1上风格式总论83
    5.1.1上风格式的发展历史和基本特点83
    5.1.2上风格式的不同发展方向84
    5.2Godunov类方法84
    5.2.1Godunov方法简述84
    5.2.2Roe格式推导86
    5.2.3三维Roe格式公式89
    5.2.4熵修正91
    5.3FVS方法92
    5.3.1Steger和Warming的FVS方法推导92
    5.3.2vanLeer格式推导99
    5.3.3三维vanLeerFVS格式103
    5.4AUSM类格式105
    第6章中心差分格式
    6.1Jameson中心差分格式109
    6.2人工粘性的改进111
    6.2.1各向同性人工粘性111
    6.2.2各向异性人工粘性112
    6.2.3类TVD变量修正114
    6.3显式时间推进法——RungeKutta方法115
    6.4加速收敛方法116
    6.4.1当地时间步长117
    6.4.2隐式残差平均117
    6.5应用实例119
    第7章MUSCL方法.TVD格式及ENO格式
    7.1MUSCL概念和TVD概念121
    7.1.1MUSCL概念121
    7.1.2TVD概念122
    7.2限制器123
    7.2.1限制器的意义123
    7.2.2限制器的基本描述124
    7.2.3常用限制器126
    7.2.4限制器性能分析的数值实验128
    7.3TVD格式131
    7.3.1TVD格式的构造..131
    7.3.2HartenYee的上风TVD格式132
    7.4ENO格式和WENO格式简述133
    7.5NND格式简述135
    7.5.1格式构造的几个原则135
    7.5.2半离散化的NND格式136
    第8章时间格式
    8.1概述138
    8.2显式格式和隐式格式139
    8.2.1显式格式和隐式格式的基本原理139
    8.2.2显式格式和隐式格式的特点143
    8.3多维.非线性隐式格式的推导143
    8.3.1非线性隐式格式的推导143
    8.3.2多维非线性隐式格式——近似因子分解（AF）法144
    8.4实用的时间格式147
    8.4.1显式格式——RungeKutta多步格式147
    8.4.2隐式时间离散的一般形式148
    8.4.3LUADI方法151
    8.4.4LUSGS方法151
    8.4.5对角化格式152
    8.5粘性项近似隐式处理153
    8.6时间步长计算153
    8.6.1Euler方程时间步长154
    8.6.2NS方程时间步长155
    8.7非定常计算方法157
    8.7.1时间离散158
    8.7.2采用双时间步（dualtimestep）法的隐式时间离散方法159
    8.7.3单时间步隐式迭代推进方法161
    8.7.4几何守恒律162
    8.7.5非定常流动计算实例162
    第9章计算格式的应用.比较和评价
    9.1CFD计算格式的理论分析165
    9.1.1中心差分格式165
    9.1.2FDS格式166
    9.1.3FVS格式167
    9.1.4AUSM格式168
    9.1.5TVD与ENO格式168
    9.2上风格式的比较研究169
    9.2.1上风格式统一形式169
    9.2.2上风格式性能分析的数值实验169
    9.3多种计算格式的粘性分辨率比较研究173
    9.3.1研究背景173
    9.3.2数值实验及其分析174
    9.4二维前向台阶激波反射计算的格式效应177
    9.4.1二维前向台阶激波反射计算背景177
    9.4.2计算结果及其分析179
    9.4.3几点结论182
    第10章网格生成简述
    10.1网格生成技术基础183
    10.1.1概述183
    10.1.2结构网格的多区技术186
    10.2代数网格生成技术188
    10.2.1网格生成方法简述188
    10.2.2一维分布函数控制方法189
    10.2.3无限插值代数方法190
    10.3椭圆网格生成方法192
    10.3.1主控方程193
    10.3.2源项控制193
    10.3.3离散方程及求解194
    10.3.4松弛法194
    10.4结构网格质量的检查评估与优化控制196
    第11章多区重叠网格方法
    11.1引言197
    11.2Chimera方法198
    11.2.1挖洞技术198
    11.2.2找点技术204
    11.2.3国内现状与展望205
    11.3感染免疫法206
    11.3.1传统方法206
    11.3.2感染免疫法207
    11.3.3应用算例209
    11.4割补法211
    11.4.1割补法流程简介211
    11.4.2方法改进与功能扩展213
    11.4.3三维算例216
    11.4.4计算效率217
    第12章湍流模式
    12.1概述218
    12.2零方程模式220
    12.3半方程模式222
    12.4一方程模式225
    12.4.1BaldwinBarth湍流模式226
    12.4.2SpalartAllmaras模式227
    12.5两方程模式228
    12.5.1标准kε两方程模式228
    12.5.2可实现性kε模式230
    12.5.3低雷诺数kε模式230
    12.5.4kω两方程模式232
    12.5.5MenterSST两方程模式233
    12.6湍流模式的性能分析和一般性评价234
    12.6.1零方程模式235
    12.6.2一方程模式236
    12.6.3两方程模式237
    12.6.4结论239
    第13章CFD程序实现简介
    13.1概述241
    13.2总体要求241
    13.3程序结构242
    13.3.1程序框图243
    13.3.2输入输出文件243
    13.4程序结构实例247
    13.4.1Jameson显式中心格式247
    13.4.2隐式LUSGS和AUSM格式249
    13.5定解条件251
    13.5.1初始条件251
    13.5.2边界条件252
    13.6CFD商业软件和网站简介256
    参考文献...

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