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| 內容簡介： |
本教材由3部分组成。第1部分介绍了计算流体力学的基本思想和基本原理，详细讨论了流体力学的基本方程，以有限体积法求解管道流动问题为例详细介绍了偏微分方程的离散方法，包括有关的基本概念和求解流动问题的一些常用数值方法。第2部分主要讨论典型的流动基于有限体积法的求解过程，包括扩散问题的有限体积法求解过程、对流扩散问题的有限体积法求解过程，定常流压力与速度耦合求解算法和离散方程求解方法。第3部分讨论了CFD商业软件在几个流体问题中的应用。在算例中采用了不同的求解方法求解湍流模型和网格分布等问题，以加深对计算流体力学数值方法的理解。
本书可供本科高年级学生实用，同时也适用于研究生先期阶段的CFD课程教学。
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| 關於作者： |
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吴小胜，北京理工大学工学博士，1979年10月出生。主要从事飞行器气动设计、复杂流动数值模拟方面工作，主持过国防973专题以及多个装备预研基金和基础研究基金；参与多项国家自然科学基金与弹箭型号的研制工作，获得多个兵器工业总公司国防科技成果。出版了专著《弹箭旋转空气动力效应》，译著《航空航天科技出版工程-流体动力学与空气热力学》和教材《空气动力学》等。以第一作者在学术期刊发表论文20余篇。
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| 目錄：
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第１ 章 计算流体力学基本原理 . ００１
１.１ 计算流体力学简介.００１
１.２ 计算流体力学的离散化方法 ００２
１.３ 基于有限体积法的一维管道流动算例 ００４
１.４ 小结 ０１３
第２ 章 流体力学的控制方程组 . ０１４
２.１ 基本概念 ０１４
２.２ 连续性方程 . ０１７
２.３ 动量方程 ０１８
２.４ 能量方程 ０２１
２.５ 欧拉方程和纳维尔 －斯托克斯方程分类 . ０２３
２.６ 小结 ０２３
第３ 章 流动控制方程的有限体积法求解 . ０２４
３.１ 引言 ０２４
３.２ 有限体积法求解过程简介 . ０２５
３.３ 一维问题扩散方程的有限体积法 ０２７
３.４ 一维对流扩散问题的有限体积法 ０３４
３.５ 小结 .. ０４５
第４ 章 定常流压力与速度耦合求解算法 . ０４６
４.１ ＣＦＤ 数值计算的主要方法 ０４７
４.２ 交错网格 . ０４７
４.３ 动量方程 . ０４９
４.４ ＳＩＭＰＬＥ 算法. ０５２
４.５ ＳＩＭＰＬＥ 算法实例 ０５６
４.６ 小结 ０６５
第５ 章 湍流模拟方法.０６７
５.１ 湍流的基本特征 ０６７
５.２ 直接数值模拟方法.０７０
５.３ 大涡模拟方法 ０７３
５.４ 雷诺平均 Ｎ － Ｓ 方程模型 ０７５
５.５ 常用的湍流模型 ０７７
５.６ 小结 ０８５
第６ 章 网格生成技术.０８６
６.１ 简介 ０８６
６.２ 网格生成策略 ０８７
６.３ 自适应网格 . ０９３
６.４ 网格生成技术的发展趋势 ０９４
６.５ 小结 ０９５
第７ 章 边界条件处理.０９６
７.１ 概述 ０９６
７.２ 进出口边界条件处理 . ０９７
７.３ 固体壁面边界条件处理 １００
７.４ 常压边界条件、 对称边界条件和周期或循环边界条件 １０５
７.５ 小结 １０７
第８ 章 ＣＦＤ 数值模拟应用实例 . １０８
８.１ 平板流动的数值模拟 . １０８
８.２ 绕翼型的不可压缩流与可压缩流 １３６
８.３ 喷管内部的非定常流动 １７１
８.４ 三角翼外部绕流的数值模拟 . １９８
８.５ 不同雷诺数下绕圆柱流动 ２１８
８.６ 小结 ２３４
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| 內容試閱：
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计算流体力学目前广泛应用于航空航天、能源和动力工程、力学、物理和化学、建筑、水利、海洋、大气、环境、灾害预防、冶金等领域。随着计算流体力学重要性的提升， 国内外关于计算流体力学的教材也越来越多， 而其中不乏精品教材。总的来说教材可以分为两类： 一类是偏重于计算流体力学的理论方法研究， 主要介绍流体力学方程组的推导和分类、方程的离散化， 网格生成以及差分格式， 差分方法求解等数值方法； 一类主要注重计算流体力学软件的实用操作， 主要介绍商用计算流体力学软件的使用流程和算例操作， 即通过算例的形式引导学生完成不同流动问题模拟的求解设置。
由于工科的本科生没有系统地学习过数学物理方法、数值分析等课程， 在有限的课时内， 学生不容易全面掌握偏微分方程组和数值求解的过程， 因而在应用软件做ＣＦＤ 模拟时， 往往不能理解软件模拟的内涵。因此， 有必要从流体力学基本理论、数值计算方法、商业化计算流体力学软件应用三个方面来编著适合工科本科生使用的计算流体力学基础教材。
本教材以学科组讲授的计算流体力学基础课程教学讲义为基础， 充分参考国内外的优秀著作编撰而得。教材由三部分组成： 第一部分介绍了计算流体力学的基本思想和基本原理， 详细讨论了流体力学的基本方程； 第二部分主要讨论典型的流动基于有限体积法的求解过程， 包括扩散问题的有限体积法求解过程、对流扩散问题的有限体积法求解过程， 定常流压力与速度耦合求解算法和离散方程求解方法； 第三部分讨论了ＣＦＤ 商业软件在典型流体力学问题中的应用。
由于编者水平有限， 书中难免有不足之处， 请读者多提宝贵意见。
作者
２０２０ 年１０ 月
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