第一章 流体数值解析基础 1
第一节 流动的基本性质和基本公式 1
一、流动的基本性质 1
二、位势流 5
三、粘性流体的流动 6
第二节 数值计算法基础 8
一、插值法 8
二、数值积分法 12
第三节 网格形成法 14
一、解析网格形成法 16
二、代数网格形成法 18
一、直接法 20
第四节 联立一次方程的解法 20
二、迭代法 29
第五节 程序设计 33
一、流动解析的顺序 34
二、流动解析的原则 35
三、FORTRAN 法 36
四、计算结果的显示 38
五、软件商品化 41
第二章 差分法 42
第一节 差分法基础 42
一、差分法概述 42
二、基于泰勒(Taylor)展开的诱导差分式 43
三、由多项式近似诱导差分式 44
四、泊松(Possion)方程式的边界值问题 45
五、伯格斯方程式(Burgers Equation)的初始值问题 47
六、有限体积法 53
七、特征解法 54
第二节 非压缩非粘性流动 55
一、无涡流动(位势流)的解析方法 55
二、有涡度的非粘性流动 56
三、数值计算程序——翼周围的位势流 60
第三节 非压缩粘性流动 65
一、粘性流动的基础方程式 65
二、用流动函数ψ和涡度ω的方法 66
三、用流速 u 和压力 p 的方法 70
一、边界层的概念及解法概要 77
第四节 边界层流动 77
二、坐标转换与伸长网格 80
三、非压缩性边界层流动的标准问题 82
四、逆边界层问题和主流、边界层干涉(管内非压缩性助走流) 91
第三章 有限元法 93
第一节 有限元基础 93
一、有限元法简介 93
二、单元分割 95
三、插值函数 96
四、变分 FEM 100
五、加权余量法 101
六、三角形一次单元的程序 102
第二节 非压缩非粘性流动 104
一、位势流 105
一、二元非压缩性粘性流体方程式 109
第三节 非压缩性粘性流动 109
二、基本方程的离散化 110
三、涡度的边界条件处理 113
四、数值计算法 114
五、计算例 115
六、程序 118
第四节 应用解析例 120
一、物质的扩散 120
二、数值计算例 121
第五节 程序应用 122
第四章 面元法 124
第一节 概述 124
一、概述 125
第二节 边界积分法 125
二、诱导积分方程式 126
三、边界积分方程式 129
四、拉普拉斯(Laplace)边界积分方程式的表现 130
五、边界条件与积分方程式的形式 133
第三节 特异点法 135
一、概述 135
二、边界积分方程式 135
第四节 离散涡法 136
一、离散涡法的基本概念 136
二、微小涡的注入方法 137
三、微小涡的时间移动 138
四、微小涡运动的修正及涡度扩散模型 139
五、流动解析参数 140
第一节 理论汽车空气动力学 142
第五章 汽车空气动力学数值计算 142
第二节 计算汽车空气动力学 144
一、CFD 的概况 145
二、CFD 进行数值模拟方法与理论方法和实验方法相比的一些优点 145
三、数值方法所存在的缺限及其应用地位 145
四、汽车流场数值模拟方法分析 145
五、汽车流场数值模拟的边界问题 149
六、国内外计算汽车空气动力学软件的开发情况 150
第三节 红旗 CA774轿车二维外流场数值模拟 151
一、ANSYS 的 CFD 功能 151
二、ANSYS 模拟汽车外流场的控制方程 151
三、ANSYS 模拟汽车外流场的过程 151
四、红旗 CA774轿车二维外流场的数值模拟 153
一、汽车流场的组成 159
第四节 汽车尾流场的特性分析 159
二、汽车尾流场的构成特点 160
三、汽车尾流场的湍流特性 166
四、汽车尾流场特性与汽车尾部外型的关系 169
五、汽车尾流场特性与气动性能的关系 172
六、汽车尾流的控制 173
第五节 汽车三维分离流动特性的数值计算 175
一、数值计算方法 175
二、基础方程式 177
三、坐标转换 178
四、计算的初始条件及边界条件 179
五、数值计算结果及其分析 180
参考文献 183