内容简介
本书共15章,主要内容包括概论、数学基础、流动与传热的基本控制方程、偏微分方程及其边界条件、离散方法、显式和隐式算法、有限体积法、稳态不可压流体的数值算法、非稳态不可压流体的压力修正算法、离散方程的数值解法、网格系统、湍流的模拟、传质现象的模拟、MPI和并行运算基础数值计算的检验和验证。本书全面反应了近年来计算传热学出现的新方法和新技术及其发展趋势,根据不同专业学生对细分领域学习和研究的需求,介绍了软件背后的数值计算知识,更利于自主学习计算传热学的知识。
目录
前言
第1章概论
11计算传热学的发展简介
12计算传热学方法和技术路线
13计算传热学程序结构
14传热传质问题数值模拟的复杂性
15计算传热学的广泛应用
16本书的结构
本章参考文献
第2章数学基础
21向量
22矩阵与矩阵运算
23张量与张量符号
24格林定理
25高斯定理(散度定理)
26莱布尼茨积分法则
27本章小结
28习题
第3章流动与传热的基本控制方程
31流体模型
32质量守恒方程
33动量守恒方程
34能量守恒方程
35NavierStokes方程
36NavierStokes方程的化简
37无量纲NavierStokes方程
38本章小结
39习题
本章参考文献
第4章偏微分方程及其边界条件
41偏微分方程的分类
42三类偏微分方程的数学特点
43偏微分方程的物理特性
44传热传质控制方程分类
45适定问题
46物理边界条件
47本章小结
48习题
本章参考文献
第5章离散方法及离散方程
51离散定义和方法
52有限差分法离散PDEs的一般步骤
53迎风格式
54高阶格式
55离散方程的截断误差
56离散方程的数学特性
57本章小结
58习题
本章参考文献
第6章显式和隐式算法
61显式格式与算法
62隐式格式与算法
63Von Neumann线性稳定性分析
64本章小结
65习题
本章参考文献
第7章有限体积法
71有限体积法离散稳态扩散方程
72有限体积法离散稳态对流扩散方程
73二阶和高阶格式
74TVD格式
75本章小结
76习题
本章参考文献
第8章稳态不可压流体的数值算法
81稳态不可压流体的控制方程
82交错网格
83交错网格中的SIMPLE算法
84SIMPLER算法
85SIMPLEC算法
86PISO算法
87SIMPLE、SIMPLER、SIMPLEC、PISO算法的比较
88SIMPLE算法算例
89时间偏导项预处理和人工黏性法
810本章小结
811习题
本章参考文献
第9章非稳态不可压流体的压力修正算法
91非稳态对流扩散方程离散
92非稳态SIMPLE算法
93非稳态PISO算法
94本章小结
95习题
本章参考文献
第10章离散方程的数值解法
101离散方程组特性
102直接法
103TDMA算法
104稳态问题的迭代算法
105数值求解方法选择
106本章小结
107习题
本章参考文献
第11章数值计算的检验和验证
111误差与不确定性
112检验和验证
113代码和解的检验
114解的检验
115解的验证
116本章小结
117习题
本章参考文献
第12章网格系统
121计算域的离散与网格生成
122结构化网格
123非结构化网格
124网格几何参数
125非结构化网格与方程离散
126交错网格与同位网格
127适体网格和块结构网格
128本章小结
129习题
本章参考文献
第13章湍流的模拟
131湍流现象
132湍流的特征
133层流向湍流的转捩
134湍流的描述
135不可压流体的雷诺平均NS方程
136湍流的模拟方法
137雷诺应力时间平均湍流模型
138大涡模拟
139直接数值模拟
1310本章小结
1311习题
本章参考文献
第14章传质现象的模拟
141扩散传质现象
142传质系数
143混合物成分
144反应热
145化学反应速率
146传质控制方程
147传质边界条件和界面处的不连续浓度
148本章小结
149习题
本章参考文献
第15章MPI和并行运算基础
151并行计算简介
152并行计算的实现
153MPI简介
154MPI的库函数
155MPI程序编写
156本章小结
本章参考文献



















