前    言

　　计算流体动力学(简称CFD)是建立在经典流体动力学与数值计算方法基础之上的一门新型独立学科，通过计算机数值计算和图像显示的方法，在时间和空间上定量描述流场的数值解，从而达到对物理问题研究的目的。它兼有理论性和实践性的双重特点，建立了许多理论和方法，为现代科学中许多复杂流动与传热问题提供了有效的计算技术。

　　CFD的应用与计算机技术的发展密切相关。CFD软件最早于20世纪70年代诞生在美国，但真正得到较广泛的应用是近几年的事。CFD软件现已成为解决各种流体流动与传热问题的强有力工具，成功应用于水利、航运、海洋、环境、食品、流体机械与流体工程等各种技术科学领域。过去只能靠实验手段才能得到的某些结果，现在已完全可以借助CFD模拟来准确获取。

　　但是，CFD依赖于系统的流体动力学知识和较深入的数理基础，虽然商用CFD软件减轻了用户在这方面的压力，但学习和掌握CFD还不是一件容易的事。到目前为止，国内尚没有关于CFD软件开发与应用的参考书，现有的CFD书籍只是介绍计算流体动力学基本理论，与CFD软件联系不多。随着FLUENT等商用CFD软件的广泛应用，迫切需要一本介绍CFD最新理论知识和CFD开发与应用的指导性教材。

　　本书就是在这样的背景下编写的，力求体现如下三个特点：首先是实用性，本书尽量用最通俗的语言解释CFD理论与应用过程中最本质、最基础的内容，同时将理论和应用方法与CFD软件结合起来介绍，争取让不同层次的读者都能阅读并掌握CFD的核心内容及CFD软件的基本用法。其次是新颖性，本书充分体现目前CFD研究最新的、已被商用软件采纳的成果，例如引入了近两年才发展起来的用于大涡模拟的一些亚格子尺度模型，同时对CFD计算中的某些经验系数，按近几年发表的文献进行了校核和更新。第三是重点突出，本书本着有所为、有所不为的原则，重点介绍发展成熟、应用广泛的理论和方法，例如，有限差分法在许多CFD教材中占据大量篇幅，但考虑到有限差分法在目前CFD软件中远不如有限体积法应用普遍，因此，本书不介绍有限差分法，而重点介绍有限体积法。

　　全书共分八章，第1章至第5章介绍CFD的基础理论，第6章至第8章结合FLUENT软件介绍CFD开发与应用的知识和实例。

　　本书第1章至第5章由王福军编写，第6章由王海松编写，第7章和第8章由王海松、戚兰英、王正伟、周凌九、洪益平和李永欣编写，王国玉、王利萍和黎耀军等也为本书编写做了许多工作。全书由王福军统稿。

　　本书的出版得益于中国农业大学研究生院教改项目的大力支持，书稿曾作为研究生教材在北京部分院校使用。2004年初，该书被北京市教委批准作为北京市高等教育精品教材

建设项目编写并出版。在本书出版过程中，得到了清华大学出版社的支持和帮助，使得笔者能在较短时间内出版此书。

　　由于作者水平有限，书中错误和不足之处在所难免，恳请读者批评指正。作者的Email地址是wangfujun@tsinghua.org.cn。

　　                                                            王福军

　　                                                          2004年3月

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II

计算流体动力学——CFD软件原理与应用

III

计算流体动力学分析——软件原理与应用