传热和流体流动的数值方法PDF电子书下载

第一章 引言 1

1.1 本书的范围 1

1.2 预测的方法 3

1.2-1 实验研究 3

1.2-2 理论计算 3

1.2-3 理论计算的长处 5

1.2-4 理论计算的不足之处 6

1.2-5 预测方法的选择 7

1.3 本书的概貌 8

第二章 物理现象的数学描述 10

2.1 控制微分方程 10

2.1-1 微分方程的含义 10

2.1-2 化学组分的守恒 11

2.1-3 能量方程 12

2.1-4 动量方程 13

2.1-5 取时间平均的湍流流动方程 13

2.1-7 通用的微分方程 14

2.1-6 湍流-动能方程 14

2.2 坐标性质 16

2.2-1 自变量 16

2.2-2 合适的坐标选择 17

2.2-3 单通道和双通道坐标 19

问题 22

第三章 离散化方法 23

3.1 数值方法的本质 23

3.1-1 任务 23

3.1-2 离散化概念 24

3.1-3 离散化方程的构造 24

3.2 得到离散化方程的方法 25

3.2-1 泰勒级数表示式 25

3.2-2 变分表示式 26

3.2-3 权余方法 27

3.2-4 控制容积表示式 28

3.3 示例 29

3.4 四个基本规则 34

3.5 小结 38

问题 38

第四章 热传导 40

4.1 本意的目的 40

4.2 稳定的一维热传导 41

4.2-1 基本方程 41

4.2-2 网格间隔 42

4.2-3 交界面的导热系数 43

4.2-4 非线性性质 46

4.2-5 热源项的线性化 47

4.2-6 边界条件 49

4.2-7 线性代数方程组的求解 52

4.3 非稳定的一维热传导 54

4.3-1 一般的离散化方程 54

4.3-2 显式，克蓝克-尼科尔森格式和全稳式格式 56

4.3-3 全稳式离散化方程 58

4.4-1 二维问题的离散化方程 59

4.4 二维和三维情况 59

4.4-2 三维问题的离散化方程 61

4.4-3 代数方程组的求解 62

4.5 超松弛和欠松弛法 68

4.6 某些几何上的考虑 70

4.6-1 控制容积面的位置 70

4.6-2 其它坐标系统 74

4.7 小结 76

问题 76

第五章 对流和扩散 82

5.1 任务 82

5.2 稳定的一维对流和扩散 83

5.2-1 初步性的推导 84

5.2-2 逆风格式 86

5.2-3 严格解 88

5.2-4 指数格式 90

5.2-5 混合格式 91

5.2-6 乘方定律格式 94

5.2-7 通用的表示式 95

5.2-8 各种格式的结果 99

5.3 二维问题的离散化方程 100

5.3-1 推导过程 101

5.3-2 最终的离散化方程 103

5.4 三维问题的离散化方程 105

5.5 单通道空间坐标 106

5.5-1 什么情况下可使空间坐标成为单通道坐标 106

5.5-2 流体自求解域流出的边界条件 107

5.6 虚假扩散 109

5.6-1 对虚假扩散的通常认识 109

5.6-2 对虚假扩散的正确认识 111

5.7 小结 115

问题 115

6.1 特殊方法的需要 118

6.1-1 主要困难 118

第六章 流场的计算 118

6.1-2 基于漩涡度的方法 119

6.2 若干有关的困难 120

6.2-1 压力梯度项的表述 120

6.2-2 连续方程的表述 122

6.3 一个补充--交错网格 124

6.4 动量方程 126

6.5 压力和速度的校正 129

6.6 压力校正方程 130

6.7 SIMPLE算法 132

6.7-1 运算次序 132

6.7-2 压力校正方程的讨论 133

6.7-3 压力校正方程的边界条件 136

6.7-4 压力的相对性质 137

6.8 一个修正算法--SIMPLER 138

6.8-1 算法修正的出发点 138

6.8-2 压力方程 139

6.8-4 讨论 140

6.8-3 SIMPLER算法 140

6.9 小结 141

问题 142

第七章 最后需做的工作 145

7.1 所述方法的迭代性质 145

7.2 热源项的线性化 149

7.2-1 讨论 149

7.2-2 对恒为正值变量的源项线性化 152

7.3-1 正交曲线坐标 153

7.3 不规则的几何形状问题 153

7.3-2 具有被挡住区域的有规则网格 154

7.3-3 偶合的传热问题 155

7.4 对计算机程序准备和试验的建议 157

第八章 特殊课题 160

8.1 二维抛物线型的流动 160

8.2 三维抛物线型的流动 161

8.4-1 起因 163

8.4 有限元方法 163

8.3 不完全抛物线型的流动 163

8.4-2 若干困难 165

8.4-3 基于控制容积的有限元方法 165

第九章 示范性的应用 169

9.1 弯曲管道内开展的流动 171

9.2 水平管内的混合对流 173

9.3 垂直管周围的溶化 174

9.4 内部加肋管中的湍流流动和换热 178

9.5 偏转的瑞流射流 179

9.6 推力增大喷射器内的过混合射流 181

9.7 周期性的充分开展的通道流动 186

9.8 蒸汽发生器的热力--水力学分析 187

9.9 结束语 190

符号表 192

参考资料 195

内容索引 204

英汉人名对照 208