


作者:李雪松、顾春伟
定价:95元
印次:1-1
ISBN:9787302689959
出版日期:2025.04.01
印刷日期:2025.04.18
图书责编:戚亚
图书分类:教材
本书共8章,系统阐述了可压缩与不可压缩流动计算的理论与方法。第1章简要介绍了流体计算所需的基础理论。第2~7章阐述了空间对流项的离散格式。其中,第2~4章分别阐述了不可压、可压及统一计算的经典方法;第5章发展了兼容低马赫数的激波捕获格式;第6章发展了激波计算稳定的格式;第7章在上述基础上提出了适合从极低到极高马赫数统一计算的全速域格式。第8章阐述了时间离散方法与计算收敛加速方法。 本书既可作为高等学校计算流体力学课程及相关工程专业的本科生与研究生教材,也可作为从事流体计算相关科研和工程技术人员的参考用书。
"李雪松,清华大学热能系副教授。主要从事计算流体力学与叶轮机械气动热力学等方面的研究,主要研究领域包括计算流体力学、湍流大涡模拟与压气机等。已发表SCI论文五十余篇、EI论文四十余篇,主持国家科技“两机”重大专项基础研究项目专题、国家自然科学基金等项目二十余项,获2007年度上海市科学技术三等奖、2021年度中国电力科学技术进步奖一等奖等奖励。顾春伟,教授。主要从事叶轮机械气动热力学的研究和教学。现任清华大学热能系燃气轮机研究所所长,曾任国务院任命的“两机”重大专项重型燃气轮机工程设计师系统总设计师、咨询委员会委员以及基础委员会委员、国电投首席技术顾问、中国联合重型燃气轮机技术有限公司总设计师等职位。"
前言 计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)作为一门独立的学科,已经显著地推动了流体力学研究的进步。它为该领域提供了一种关键的工具,极大地促进了与流体力学紧密相关的工程学科的发展。 CFD分为可压缩流动CFD与不可压缩流动CFD(又称为计算传热学)两个分支,它们一直是CFD中两个相对独立的研究领域,有各自的问题和解决方法。不可压缩流动CFD以压力耦合方程组的半隐式方法(semiimplicit method for pressurelinked equations,SIMPLE)为代表,研究内容主要包括迎风格式、压力修正方程、压力速度耦合及快速迭代等方法。而可压缩流动CFD主要的问题在于模拟激波,由此发展了以时间推进与激波捕获格式为代表的计算方法。 然而,由于可压缩流动CFD与不可压缩流动CFD都基于相同的流体力学主导方程——纳维斯托克斯方程(NavierStokes equation,NS方程),所以在理论上必然具有内在的共通性从而能够统一。随着航空航天、能源工程等相关领域研究的不断深入,对于能够精确模拟同时存在高马赫数可压缩流和低马赫数不可压缩流的复杂流场的需求也愈加迫切。为了满足这一需求,发展能够将可压缩与不可压缩流动统一处理的计算方法尤为必要。 实际上,发展可压缩与不可压缩流动统一算法,已经成为过去30年国际CFD领域发展的关键方向之一,国内学者也对此做出了重要贡献。本书作者在过去20年中,对此进行了理论与格式构造方面的深入研究,解决了传统方法中的主要缺陷,并提出了真正意义上的统一算法。 ...
第1章控制方程
1.1张量基础
1.2N-S方程推导
1.2.1控制体与面应力
1.2.2控制体物理量表述
1.2.3连续性方程
1.2.4动量方程
1.2.5能量方程
1.2.6本构方程
1.3N-S方程的具体形式及其变形
1.3.1直角坐标系下的N-S方程
1.3.2不可压缩流动N-S方程
1.3.3非惯性坐标系下的N-S方程
1.3.4任意曲线坐标系下的N-S方程
1.4有限差分法与有限体积法对N-S方程离散区别与联系
1.4.1有限差分法与有限体积法概述
1.4.2对流项离散
1.4.3黏性项的离散
1.4.4有限差分法与有限体积法的统一实现
1.5面上无黏通量通用表达式
第2章不可压缩流动经典计算格式与方法
2.1模型方程
2.2空间离散格式
2.2.1格式基本概念
2.2.2经典迎风格式
2.2.3格式稳定性
2.2.4规正变量图
2.3使用格式离散的线性方程组
2.4压力修正方程
2.5SIMPLE与SIMPLEC方法
2.6压力速度失耦问题与耦合方法
2.6.1压力梯度中心差分与压力速度失耦
2.6.2交错网格法
2.6.3动量插值法
第3章可压缩流动经典计算方法与激波捕获格式
3.1激波计算方法
3.2激波捕获格式的一般形式与数值黏性
3.3黎曼问题与激波捕获格式
3.4黎曼求解器
3.4.1Godunov格式
3.4.2Roe格式
3.4.3HLL格式
3.4.4AUSM格式
3.5格式表达的统一框架
3.5.1Roe格式的标量统一表达式
3.5.2考虑... 查看详情

