计算流体力学基础及其应用

译者序

原书序

第1部分 基本思想和基本方程

第1章 计算流体力学的基本原理

1.1 为什么要学习计算流体力学

1.2 作为研究工具的计算流体力学

1.3 作为设计工具的计算流体力学

1.4 计算流体力学的应用实例

1.4.1 汽车和发动机

1.4.2 工业制造

1.4.3 土木工程

1.4.4 环境工程

1.4.5 造船（潜水艇）

1.5 计算流体力学的研究范畴

1.6 学习本书的目的

第2章 流体力学的控制方程组

2.1 引言

2.2 流动模型

2.2.1 有限控制体

2.2.2 无穷小流体微团

2.2.3 注释

2.3 物质导数（运动流体微团的时间变化率）

2.4 速度散度及其物理意义

2.5 连续性方程

2.5.1 空间位置固定的有限控制体模型

2.5.2 随流体运动的有限控制体模型

2.5.3 空间位置固定的无穷小微团模型

2.5.4 随流体运动的无穷小微团模型

2.5.5 方程不同形式之间的转化

2.5.6 积分形式与微分形式的重要注释

2.6 动量方程

2.7 能量方程

2.8 流体力学控制方程的总结与注释

2.8.1 粘性流动的纳维一斯托克斯（Navier-Stokes）方程

2.8.2 无粘流欧拉（Euler）方程

2.8.3 关于控制方程的注释

2.9 物理边界条件

2.10 适合CFD使用的控制方程

2.11 小结

习题

第3章 偏微分方程的数学性质对CFD的影响

3.1 引言

3.2 拟线性偏微分方程的分类

3.3 确定偏微分方程类型的一般方法——特征值法

3.4 不同类型偏微分方程的一般性质

3.4.1 双曲型方程

3.4.2 抛物型方程

3.4.3 椭圆型方程

3.4.4 注释

3.5 定解问题的适定性

3.6 小结

习题

第2部分 基本的数值方法

第4章 离散化的基本方法

4.1 引言

4.2 有限差分基础

4.3 差分方程

4.4 显式方法与隐式方法

4.5 误差与稳定性分析

4.6 小结

习题

第5章 网格生成与坐标变换

5.1 引言

5.2 方程的一般变换

5.3 度量和雅可比行列式

5.4 再论适合CFD使用的控制方程

5.5 注释

5.6 拉伸（压缩）网格

5.7 贴体坐标系：椭圆型网格生成

5.8 自适应网格

5.9 网格生成的进展

5.10 有限体积网格生成的进展

5.11 小结

习题

第6章 计算流体力学的基本方法

6.1 引言

6.2 拉克斯-温德罗夫（Lax-Wendroff）方法

6.3 麦考马克（MacCormack）方法

6.4 粘性流动、守恒形式和空间推进

6.4.1 粘性流动

6.4.2 守恒形式

6.4.3 空间推进

6.5 松弛法及其在低速无粘流动中的应用

6.6 数值耗散、色散及人工粘性

6.7 交替方向隐式（ADI）方法

6.8 压力修正法及其在不可压粘性流动中的应用

6.8.1 关于不可压纳雏一斯托克斯（Navier-Stokes）方程的注释

6.8.2 交错网格的应用

6.8.3 压力修正法的基本原理

6.8.4 压力修正公式

6.8.5 数值方法：SIMPLE算法

6.8.6 压力修正法的边界条件

6.9 用于CFD的计算机绘图技术

6.9.1 xy图

6.9.2 等值线图

6.9.3 向量图和流线图

……

第3部分　计算流体力学的应用

第4部分　现代计算流体力学概述

附录

《时代教育·国外高校优秀教材精选：计算流体力学基础及应用》是计算流体力学(CFD)方面的入门书。《时代教育·国外高校优秀教材精选：计算流体力学基础及应用》首先介绍了计算流体力学的基础知识，然后通过四个精心挑选的例子介绍了计算流体力学中的重要方法和处理技巧。这些例子都有理论上的解析解，读者可以将CFD计算的结果与解析解进行对比，从而更深入地了解CFD的基本概念、思路、方法、用途和优缺点。在此基础上，《时代教育·国外高校优秀教材精选：计算流体力学基础及应用》的最后一部分介绍了计算流体力学中的几个前沿问题。《时代教育·国外高校优秀教材精选：计算流体力学基础及应用》选择和编排内容的这种方式非常适合没有接触或者很少接触计算流体力学的读者。无论是各专业的学生，还是不同领域的科研和工程技术人员，《时代教育·国外高校优秀教材精选：计算流体力学基础及应用》都能够使读者从基本概念出发，一步一步地进入到计算流体力学的整个领域，掌握其中的概念、方法和应用技巧。
　　《时代教育·国外高校优秀教材精选：计算流体力学基础及应用》既可作为力学专业高年级本科生和非力学专业研究生教材，也可作为航空航天、动力工程、建筑、水利、环境等专业科研和工程技术人员的参考读物。