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

2.2 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 网络间距 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 一人通用化的公式 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--交错的网络 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

中英名词对照 221