計算流體動力學及其應用：CFD軟件的原理與應用（簡體書）

《計算流體動力學及其應用:CFD軟件的原理與應用》是一本介紹CFD軟件原理與應用的指導性教材。全書共分10章：第1～5章介紹CFD的基本知識和CFD軟件的原理，具體包括控制方程離散、流場求解計算、湍流模型及其應用、邊界條件與網格生成等；第6章介紹CFD軟件的基本知識；第7～10章分別介紹GAM-BIT、FLUENT、FLOEFD、TECPLOT的基本用法。理論與實踐并重、實用性強是《計算流體動力學及其應用:CFD軟件的原理與應用》的最大特點。《計算流體動力學及其應用:CFD軟件的原理與應用》可以作為能源動力、機械工程、環境工程、化學工程、交通工程、土木工程、航空航天等領域的研究生和本科生教材，也可供上述領域的科研人員，特別是進行CFD應用的人員參考。

第1章 計算流體動力學基本知識
1.1 計算流體動力學概述
1.1.1 CFD的基本思想
1.1.2 CFD的發展歷程
1.1.3 CFD的應用領域
1.2 流體與流動的基本特性
1.2.1 理想流體與黏性流體
1.2.2 牛頓流體與非牛頓流體
1.2.3 流體熱傳導和擴散
1.2.4 可壓流體與不可壓流體
1.2.5 定常流與非定常流
1.2.6 層流與湍流
1.3 流體動力學的控制方程
1.3.1 質量守恆方程
1.3.2 動量守恆方程
1.3.3 能量守恆方程
1.3.4 組分質量守恆方程
1.3.5 湍流控制方程
1.3.6 控制方程的通用形式
1.3.7 控制方程的守恆形式與非守恆形式
1.4 CFD的工作流程
1.4.1 CFD的工作流程
1.4.2 建立數學模型
1.4.3 確定離散化方法
1.4.4 對流場進行求解計算
1.4.5 顯示計算結果

第2章 控制方程的離散
2.1 離散化方法概述
2.1.1 有限差分法
2.1.2 有限元法
2.1.3 有限體積法
2.2 有限體積法原理
2.2.1 有限體積法的基本原理
2.2.2 有限體積法的區域離散
2.3 一維穩態問題的有限體積法
2.3.1 問題的描述
2.3.2 生成計算網格
2.3.3 建立離散方程
2.3.4 求解離散方程
2.4 多維穩態問題的有限體積法
2.4..1 ——維穩態問題的有限體積法
2.4.2 三維穩態問題的離散方程
2.4.3 離散方程的通用表達式
2.5 一階離散格式
2.5.1 離散格式的特性
2.5.2 問題的描述
2.5.3 中心差分格式
2.5.4 一階迎風格式
2.5.5 混合格式
2.5.6 指數格式與乘方格式
2.6 高階離散格式
2.6.1 二階迎風格式
2.6.2 QtIICK格式
2.6.3 QtHCK格式的改進
2.6.4 各種離散格式的性能對比
2.7 一維瞬態問題的有限體積法
2.7.1 問題的描述
2.7.2 方程的離散
2.7.3 顯示格式
2.7.4 Crank-Nicolson格式
2.7.5 全隱式格式
2.8 多維瞬態問題的有限體積法
2.8.1 二維瞬態問題的有限體積法
2.8.2 三維瞬態問題的離散方程
2.8.3 離散方程的通用表達式

第3章 流場的求解計算
3.1 流場求解計算概述
3.1.1 求解計算的難點
3.1.2 求解計算的方法
3.2 交錯網格技術
3.2.1 常規網格
3.2.2 交錯網格
3.2.3 方程的離散
3.3 SIMPLE算法
3.3.1 SIMPIOE算法的基本原理
3.3.2 關於SIMPLE算法的兩點說明
3.4 SIMPLE算法的改進
3.4.1 SIMPLER算法
3.4.2 SIMPLEC算法
3.4.3.PISO算法
3.4.4 SIMPLE系列算法的比較
3.5 瞬態問題的求解算法
3.5.1 瞬態問題的SIMPLE算法
3.5.2 瞬態問題的PISO算法
3.6 基於同位網格的SIMPLE算法
3.6.1 同位網格
3.6.2 方程的離散
3.6.3 基於同位網格的SIMPLE算法步驟
3.6.4 關於同位網格應用的幾點說明
3.7 基於非結構網格的SIMPLE算法
3.7.1 非結構網格
3.7.2 方程的離散
3.7.3 基於非結構網格的SIMPLE算法步驟
3.7.4 關於非結構網格應用的幾點說明
3.8 離散方程組的基本解法
3.8.1 代數方程組的基本解法
3.8.2 TDMA算法
3.8.3 TDMA算法在二維問題中的應用
3.8.4 TDMA算法在三維問題中的應用

第4章 湍流模型及其應用
4.1 湍流的數學描述
4.1.1 湍流的流動特徵
4.1.2 湍流的基本方程
4.2 湍流的數值模擬方法
4.2.1 湍流數值模擬方法的分類
4.2.2 直接數值模擬
4.2.3 大渦模擬
4.2.4 Reynolds平均法
4.3 零方程模型及-方程模型
4.3.1 零方程模型
4.3.2 一方程模型
4.4 標準k-ε兩方程模型
4.4.1 標準k-ε模型的定義
4.4.2 標準k-ε模型的控制方程組及適用性
4.5 RNGk-ε模型和Realizablek-ε模型
4.5.1 RNGk-ε模型
4.5.2 Realizablek-ε模型
4.6 采用五k-ε模型處理近壁問題
4.6.1 近壁區流動的特點
4.6.2 壁面函數法
4.6.3 低Re數k-ε模型
4.7 Reynolds應力方程模型（RSM）
4.7.1 Reynolds應力輸運方程
4.7.2 RSM的控制方程組及適用性
4.8 大渦模擬
4.8.1 大渦模擬的基本原理
4.8.2 大渦運動方程
4.8.3 亞格子尺度模型
4.8.4 LES控制方程的求解

第5章 邊界條件與網格生成
5，1邊界條件概述
5.1.1 邊界條件的類型
5.1.2 邊界條件的離散
5.2 進出口邊界條件
5.2.1 進口邊界條件
5.2.2 出口邊界條件
5.3 固壁邊界條件
5.3.1 固壁邊界上的網格布置
5.3.2 固壁邊界上離散方程源項的構造
5.4 恆壓邊界條件、對稱邊界條件與周期性邊界條件
5.4.1 恆壓邊界條件
5.4.2 對稱邊界條件
5.4.3 周期性邊界條件
5.5 邊界條件應用時的注意事項及初始條件
5.5.1 邊界條件應用時的注意事項
5.5.2 初始條件
5.6 網格生成技術
5.6.1 網格類型
5.6.2 網格生成

第6章 CFD軟件的基本知識
6.1 CFD軟件的結構
6.1.1 前處理器
6.1.2 求解器
6.1.3 后處理器
6.2 常用的CFD軟件
……
第7章 GAMBIT的基本用法
第8章 FLUENT的基本用法
第9章 FloEFD的基本用法
第10章 通用后處理軟件——TECPLOT