計算流體力學

1　緒論
　1.1　計算流體力學概述
　1.2　數(shù)值模擬過程
　1.3　控制方程的離散方法
　1.4　數(shù)值模擬的局限性和發(fā)展前景
　1.5　計算流體力學軟件的結構
　　1.5.1　前處理器
　　1.5.2　求解器
　　1.5.3　后處理器
　1.6　常用的計算流體力學商用軟件
　　1.6.1　PHOENICS
　　1.6.2　CFX
　　1.6.3　STAR-CD
　　1.6.4　FIDAP
　　1.6.5　FLUENT
2　流體流動的數(shù)學模型
　2.1　流體流動和傳熱的基本方程
　　2.1.1　連續(xù)性方程
　　2.1.2　運動方程
　　2.1.3　能量方程
　　2.1.4　組分質量守恒方程
　　2.1.5　狀態(tài)方程
　2.2　牛頓型流體流動的控制方程
　2.3　流體流動控制方程的通用形式
　2.4　流動現(xiàn)象及其數(shù)學模型的類別
　2.5　流體流動控制方程的定解條件
　　2.5.1　關于橢圓型和拋物型方程定解條件的一般提法
　　2.5.2　不可壓縮流體流動控制方程定解條件的常用提法
　　2.5.3　關于流動控制方程定解條件的思考
　參考文獻
3　湍流的數(shù)學模型
　3.1　湍流現(xiàn)象
　3.2　湍流的基本方程
　3.3　關于湍流時均運動控制方程組封閉性方法的一般介紹
　3.4　湍流k-ε兩方程模型
　　3.4.1　標準k-ε兩方程模型
　　3.4.2　RNC k-ε模型
　　3.4.3　Realizable k-ε模型
　3.5　在近壁區(qū)使用k-ε模型的問題及對策
　　3.5.1　近壁區(qū)流動的特點
　　3.5.2　在近壁區(qū)使用k-ε模型的問題
　3.6　雷諾應力模型(RSM)
　　3.6.1　雷諾應力輸運方程
　　3.6.2　RSM的控制方程組及其解法
　　3.6.3　對RSM適用性的討論
　參考文獻
4　擴散問題的有限體積法
　4.1　一維穩(wěn)態(tài)擴散問題的有限體積法
　　4.1.1　節(jié)點劃分
　　4.1.2　方程的離散
　　4.1.3　方程的求解
　　4.1.4　示例
　4.2　二維和三維穩(wěn)態(tài)擴散問題的有限體積法
　　4.2.1　二維穩(wěn)態(tài)擴散問題
　　4.2.2　三維穩(wěn)態(tài)擴散問題
　4.3　非穩(wěn)態(tài)擴散問題的有限體積法
　　4.3.1　一維非穩(wěn)態(tài)擴散問題
　　4.3.2　示例
　　4.3.3　多維問題的隱式格式
　4.4　線性方程組的求解
　　4.4.1　TDMA算法
　　4.4.2　迭代法
　　4.4.3　超松弛和欠松弛
　參考文獻
5　對流-擴散問題的有限體積法
　5.1　一維穩(wěn)態(tài)對流-擴散問題的有限體積法
　5.2　中心差分格式
　5.3　離散格式的性質
　　5.3.1　守恒性
　　5.3.2　有界性
　　5.3.3　遷移性
　　5.3.4　中心差分格式的性質
　5.4　迎風格式
　5.5　混合格式
　5.6　冪指數(shù)格式
　5.7　對流-擴散問題的高階差分格式——QUICK格式
　5.8　多維對流-擴散問題的離散格式
　5.9　邊界條件的處理
　　5.9.1　入口邊界條件
　　5.9.2　出口條件
　　5.9.3　壁面條件
　參考文獻
6　流場的計算
　6.1　引言
　6.2　交錯網(wǎng)格
　　6.2.1　基本變量法求解的有關困難
　　6.2.2　解決方案——交錯網(wǎng)格
　6.3　運動方程的離散
　6.4　SIMPLE算法
　　6.4.1　壓力與速度的修正
　　6.4.2　壓力修正方程
　　6.4.3　SIMPLE算法的基本思路
　　6.4.4　SIMPLE算法的討論
　　6.4.5　SIMPLE算法壓力修正方程的邊界條件
　6.5　SIMPLER算法
　6.6　SIMPLEC算法
　6.7　PISO算法
　參考文獻
7　網(wǎng)格生成技術
　7.1　引言
　7.2　貼體坐標
　　7.2.1　貼體坐標的基本概念
　　7.2.2　貼體坐標變換
　　7.2.3　控制方程的轉換及離散化
　　7.2.4　邊界條件的轉換
　7.3　貼體結構性計算網(wǎng)格的生成
　　7.3.1　橢圓型微分方程生成法
　　7.3.2　占體正交坐標
　7.4　調整網(wǎng)格疏密
　7.5　分區(qū)與并行計算的網(wǎng)格
　7.6　非結構性計算網(wǎng)格的生成
　7.7　結構/非結構混合網(wǎng)格
　參考文獻
8　應用實例
　8.1　室內污染物的擴散
　8.2　建筑物頂部結構對街道峽谷內流場及污染物擴散的影響
　　8.2.1　流場的計算結果
　　8.2.2　污染物擴散分析
　8.3　方形空間內的混合對流換熱
　　8.3.1　基本流動圖
　　8.3.2　入口射流角度對流動的影響
　　8.3.3　Re的影響
　　8.3.4　幾何結構的影響
　8.4　混合器內的流動與換熱