传热与流体流动的数值计算PDF电子书下载

第一章 引论 1

1.1 本书的范畴 1

1.2 预测的方法 4

1.2-1 实验研究 4

1.2-2理论计算 4

1.2-3理论计算的优点 6

1.2-4理论计算的缺点 7

1.2-5预测方法的选择 9

1.3 本书概要 9

第二章 物理现象的数学描述 12

2.1 控制微分方程 12

2.1-1微分方程的意义 12

2.1-2化学组分的守恒 14

2.1-3能量方程 15

2.1-4动量方程 15

2.1-5紊流的时间平均方程 16

2.1-6紊流动能方程 17

2.1-7通用微分方程 17

2.2 坐标的性质 19

2.2-1 自变量 20

2.2-2坐标的合适选择 21

2.2-3单向与双向的坐标 22

习题 25

第三章 离散化方法 27

3.1 数值方法的本质 27

3.1-1任务 27

3.1-2离散化的概念 28

3.1-3离散化方程的结构 29

3.2 推导离散化方程的方法 30

3.2-1泰勒级数公式 30

3.2-2变分公式 31

3.2-3加权余数法 31

3.2-4控制容积公式 33

3.3 一个说明性的例子 34

3.4 四项基本法则 40

3.5 结语 44

习题 44

第四章 热传导 46

4.1 本章的对象 46

4.2 一维稳态热传导 47

4.2-1基本方程 47

4.2-2网格间距 48

4.2-3界面导热系数 49

4.2-4非线性 53

4.2-5源项的线性化 54

4.2-6边界条件 57

4.2-7线性代数方程的解 59

4.3 不稳态一维热传导 62

4.3-1通用的离散化方程 62

4.3-2显式、克兰克-尼科尔森（Crank-Nicolson）模式，以及全隐式模式 64

4.3-3全隐式离散化方程 67

4.4 二维与三维问题 68

4.4-1二维问题的离散化方程 68

4.4-2三维问题的离散化方程 69

4.4-3代数方程的解 70

4.5 超松弛与欠松弛 77

4.6 某些几何上的考虑 80

4.6-1控制容积面的位置 80

4.6-2其它坐标系 84

4.7 结语 86

习题 86

第五章 对流与扩散 91

5.1 任务 91

5.2 一维稳态对流与扩散 92

5.2-1预备性的推导 93

5.2-2上风方案 96

5.2-3精确解 98

5.2-4指数方案 99

5.2-5混合方案 101

5.2-6幂函数方案 104

5.2-7一个通用化的公式 106

5.2-8各种方案（格式）的结果 110

5.3 二维问题的离散化方程 111

5.3-1推导的细节 112

5.3-2最终的离散化方程 114

5.4 三维问题的离散化方程 116

5.5 单向空间坐标 117

5.5-1使空间坐标成为单向坐标的条件 117

5.5-2出流边界条件 118

5.6 假扩散 120

5.6-1关于假扩散的一般观点 121

5.6-2有关假扩散的正确看法 122

5.7 结语 126

习题 126

第六章 流场的计算 130

6.1 制订一个特殊程序的必要性 130

6.1-1主要的困难 130

6.1-2以涡量为基础的方法 131

6.2 某些有关的困难 132

6.2-1压力梯度项的表达 132

6.2-2连续性方程的表达 135

6.3 一种解决困难的妙法——交错的网格 136

6.4 动量方程 139

6.5 压力与速度的修正 142

6.6 压力修正方程 143

6.7 “SIMPLE”算法 146

6.7-1计算进行的顺序 146

6.7-2压力修正方程的讨论 146

6.7-3压力修正方程的边界条件 150

6.7-4压力的相对特性 151

6.8 一个修订的算法：“SIMPLER” 153

6.8-1问题的提出 153

6.8-2压力方程 154

6.8-3 “SIMPLER”算法 155

6.8-4 讨论 156

6.9 结语 157

习题 157

第七章 最后的修饰 161

7.1 方法的迭代性质 161

7.2 源项的线性化 165

7.2-1 讨论 165

7.2-2 常正变量的源项线性化 168

7.3 不规则的几何形状 169

7.3-1 正交曲线坐标系 169

7.3-2具有隔离（blocked off）区域的规则网格 171

7.3-3共轭传热 173

7.4 关于准备与调试计算机程序的几点建议 174

第八章 一些专题 178

8.1 二维抛物型流动 178

8.2 三维抛物型流动 179

8.3 部分抛物型流动 181

8.4 有限元法 182

8.4-1问题的提出 182

8.4-2 困难 183

8.4-3以控制容积为基础的有限元法 184

第九章 应用举例 187

9.1 弯曲圆管内的发展中流动 189

9.2 水平管内的复合对流 191

9.3 围绕垂直圆管的熔化 193

9.4 带内肋的圆管内的紊流与传热 195

9.5 一股吹斜的紊流射流 198

9.6 助推喷射器内的超混射流 201

9.7 周期性的充分发展通道流 205

9.8 蒸汽发生器的热工水力分析 208

9.9 结语 210

术语符号表 211

参考文献 214

附录 221

中英名词对照 245