作者：张师帅编
页数：338
出版社：华中科技大学出版社
出版日期：2016
ISBN：9787568015790
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
本教材的主要内容为: CFD基本知识、控制方程离散、流场的求解计算、湍流模型及其应用、边界条件与网格生成、格子Boltzmann方法、CFD软件的基本知识、GAMBIT的基本用法等。
本书特色
cfd技术原理与应用是一本介绍cfd技术原理与应用的指导性教材。全书分为10章。第1~6章介绍cfd技术的基本理论，包括cfd基本知识、控制方程的离散、流场的求解计算、湍流模型及其应用、边界条件与网格生成、格子boltzmann方法等。第7~10章介绍cfd软件的基本知识，以及软件gambit、fluent、tecplot的基本用法。理论与实践并重，实用性强，是本书的x大特点。 本书可以作为能源动力、航空航天、机械工程、环境工程、化学工程、交通工程、土木工程等领域的高年级本科生、研究生教材，也可供上述领域的科研人员，特别是研究和应用cfd技术的人员参考。
目录
第1章CFD基本知识(1)
11CFD概述(1)
111CFD的基本思想(1)
112CFD的发展历程(2)
113CFD的应用领域(3)
12流体与流动的基本特性(3)
121理想流体与黏性流体(3)
122牛顿流体与非牛顿流体(4)
123流体热传导和扩散(4)
124可压流体与不可压流体(4)
125定常流与非定常流(5)
126层流与湍流(5)
13流体动力学的控制方程(5)
131质量守恒方程(5)
132动量守恒方程(6)
133能量守恒方程(7)
134组分质量守恒方程(8)
135湍流控制方程(8)
136控制方程的通用形式(9)
137控制方程的守恒形式与非守恒形式(10)
14CFD的工作流程(10)
141CFD的工作流程概述(10)
142建立数学模型(11)
143确定离散化方法(11)
144对流场进行求解计算(12)
145显示计算结果(12)
第2章控制方程的离散(13)
21离散化方法概述(13)
211有限差分法(13)
212有限元法(13)
213有限体积法(14)
22有限体积法原理(14)
221有限体积法的概述(14)
222有限体积法的区域离散(15)
23一维稳态问题的有限体积法(16)
231问题的描述(16)
232生成计算网格(17)
233建立离散方程(17)
234求解离散方程(19)
24多维稳态问题的有限体积法(19)
241二维稳态问题的有限体积法(19)
242三维稳态问题的离散方程(21)
243离散方程的通用表达式(23)
25一阶离散格式(23)
251离散格式的特性(23)
252问题的描述(26)
253中心差分格式(27)
254一阶迎风格式(28)
255混合格式(29)
256指数格式与乘方格式(30)
26高阶离散格式(31)
261二阶迎风格式(31)
262QUICK格式(32)
263QUICK格式的改进(33)
264各种离散格式的性能对比(33)
27一维瞬态问题的有限体积法(34)
271问题的描述(34)
272方程的离散(35)
273显式格式(37)
274Crank睳icolson格式(37)
275全隐式格式(38)
28多维瞬态问题的有限体积法(38)
281二维瞬态问题的有限体积法(38)
282三维瞬态问题的离散方程(40)
283离散方程的通用表达式(40)
第3章流场的求解计算(41)
31流场求解计算概述(41)
311求解计算的难点(41)
312求解计算的方法(42)
32交错网格技术(43)
321常规网格(43)
322交错网格(44)
323方程的离散(46)
33SIMPLE算法(50)
331SIMPLE算法的基本原理(50)
332关于SIMPLE算法的两点说明(52)
34SIMPLE算法的改进(53)
341SIMPLER算法(53)
342SIMPLEC算法(54)
343PISO算法(56)
344SIMPLE系列算法的比较(59)
35瞬态问题的求解算法(59)
351瞬态问题的SIMPLE算法(59)
352瞬态问题的PISO算法(60)
36基于同位网格的SIMPLE算法(61)
361同位网格(61)
362方程的离散(61)
363基于同位网格的SIMPLE算法步骤(63)
364关于同位网格应用的几点说明(64)
37基于非结构网格的SIMPLE算法(65)
371非结构网格(65)
372方程的离散(66)
373基于非结构网格的SIMPLE算法步骤(69)
374关于非结构网格应用的几点说明(70)
38离散方程组的基本解法(70)
381代数方程组的基本解法(70)
382TDMA算法(71)
383TDMA算法在二维问题中的应用(72)
384TDMA算法在三维问题中的应用(73)
第4章湍流模型及其应用(75)
41湍流的数学描述(75)
411湍流的流动特征(75)
412湍流的基本方程(76)
42湍流的数值模拟方法(77)
421湍流数值模拟方法的分类(77)
422直接数值模拟(78)
423大涡模拟方法(79)
424Reynolds平均法(79)
43零方程模型及一方程模型(80)
431零方程模型(80)
432一方程模型(80)
44标准k拨拍Ｐ(81)
441标准k拨拍Ｐ偷亩ㄒ(81)
442标准k拨拍Ｐ偷目刂品匠套榧笆视眯(82)
45RNGk拨拍Ｐ秃蚏ealizablek拨拍Ｐ(83)
451RNGk拨拍Ｐ(84)
452Realizablek拨拍Ｐ(84)
46采用k拨拍Ｐ痛理近壁问题(85)
461近壁区流动的特点(86)
462壁面函数法(87)
463低Rek拨拍Ｐ(89)
47Reynolds应力方程模型(RSM)(90)
471Reynolds应力输运方程(90)
472RSM的控制方程组及适用性(93)
48大涡模拟(94)
481大涡模拟的基本原理(94)
482大涡运动方程(95)
483亚格子尺度模型(95)
484大涡模拟控制方程组的求解(96)
第5章边界条件与网格生成(97)
51边界条件概述(97)
511边界条件的类型(97)
512边界条件的离散(98)
52进、出口边界条件(99)
521进口边界条件(99)
522出口边界条件(100)
53固壁边界条件(101)
531固壁边界上的网格布置(101)
532固壁边界上离散方程源项的构造(102)
54恒压边界条件、对称边界条件与周期性边界条件(105)
541恒压边界条件(105)
542对称边界条件(106)
543周期性边界条件(106)
55边界条件应用时的注意事项及初始条件(106)
551边界条件应用时的注意事项(106)
552初始条件(107)
56网格生成技术(107)
561网格类型(108)
562网格生成(109)
第6章格子Boltzmann方法(111)
6.1格子气自动机(111)
6.1.1基本思想(111)
6.1.2HPP模型(111)
6.1.3FHP模型(112)
6.1.4格子气自动机模型的宏观动力学(114)
6.2格子Boltzmann方程(115)
6.2.1从LGA到Boltzmann方程(116)
6.2.2从连续Boltzmann方程到格子Boltzmann方程(118)
6.3格子Boltzmann方法的初始条件(121)
6.3.1非平衡态校正方法(121)
6.3.2迭代方法(122)
6.4格子Boltzmann方法的边界条件(123)
6.4.1平值边界条件(124)
6.4.2曲面边界条件(128)
6.4.3压力边界条件(132)
第7章CFD软件的基本知识(134)
71CFD软件的结构(134)
711前处理器(134)
712求解器(135)
713后处理器(135)
72常用的CFD软件(135)
721PHOENICS(135)
722CFX(136)
723STAR睠D(137)
724FIDAP(138)
725FLUENT(138)
726FloEFD(139)
第8章GAMBIT的基本用法(141)
81GAMBIT概述(141)
811GAMBIT的基本功能(141)
812GAMBIT的操作界面(141)
813GAMBIT的操作步骤(144)
82几何建模(145)
821GAMBIT常用的造型功能(145)
822GAMBIT常用的编辑功能(149)
83网格划分(150)
831二维网格划分(151)
832三维网格划分(154)
84指定边界类型和区域类型(157)
85基于GAMBIT的二次开发(159)
851日志文件的构建(159)
852日志文件的编写(159)
853GAMBIT二次开发应用实例(161)
86GAMBIT应用实例(166)
861二维模型(166)
862三维模型(175)
第9章FLUENT的基本用法(191)
91FLUENT概述(191)
911FLUENT的基本功能(191)
912FLUENT的操作界面(191)
913FLUENT的求解步骤(192)
92使用网格(193)
921导入网格(193)
922检查网格(194)
923显示网格(195)
924修改网格(195)
925光顺网格与交换单元面(196)
93选择求解器及运行环境(197)
931分离求解器(197)
932耦合求解器(198)
933求解器中的显式与隐式方案(198)
934求解器的比较与选择(199)
935计算模式的选择(199)
936运行环境的选择(200)
94确定计算模型(201)
941多相流模型(201)
942能量方程(202)
943黏性模型(202)
944辐射模型(204)
945组分模型(204)
946离散相模型(206)
947凝固和熔化模型(206)
948噪声模型(207)
95定义材料(207)
951材料简介(208)
952定义材料的方法(208)
96设置边界条件(209)
961边界条件的类型(209)
962边界条件的设置方法(210)
963设定湍流参数(212)
964常用的边界条件(213)
97设置求解控制参数(222)
971设置离散格式与欠松弛因子(222)
972设置求解限制项(224)
973设置求解过程的监视参数(224)
974初始化流场的解(226)
98流场迭代计算(227)
981稳态问题的求解(227)
982瞬态问题的求解(227)
99计算结果后处理(229)
991创建需要进行后处理的表面(229)
992显示等值线图、速度矢量图和流线图(230)
993绘制直方图与XY散点图(232)
994生成动画(234)
995报告统计信息(235)
910UDF的使用(238)
9101UDF的基础(238)
9102UDF中访问FLUENT变量的宏(243)
9103UDF实用工具宏(248)
9104UDF的解释和编译(252)
9105UDF应用实例(254)
911FLUENT应用实例(257)
9111二维实例(258)
9112三维实例(277)
第10章通用后处理软件——TECPLOT(299)
101TECPLOT概述(299)
102TECPLOT的操作界面(299)
103TECPLOT的使用方法(306)
104TECPLOT的应用实例(309)
参考文献(328)
11CFD概述(1)
111CFD的基本思想(1)
112CFD的发展历程(2)
113CFD的应用领域(3)
12流体与流动的基本特性(3)
121理想流体与黏性流体(3)
122牛顿流体与非牛顿流体(4)
123流体热传导和扩散(4)
124可压流体与不可压流体(4)
125定常流与非定常流(5)
126层流与湍流(5)
13流体动力学的控制方程(5)
131质量守恒方程(5)
132动量守恒方程(6)
133能量守恒方程(7)
134组分质量守恒方程(8)
135湍流控制方程(8)
136控制方程的通用形式(9)
137控制方程的守恒形式与非守恒形式(10)
14CFD的工作流程(10)
141CFD的工作流程概述(10)
142建立数学模型(11)
143确定离散化方法(11)
144对流场进行求解计算(12)
145显示计算结果(12)
第2章控制方程的离散(13)
21离散化方法概述(13)
211有限差分法(13)
212有限元法(13)
213有限体积法(14)
22有限体积法原理(14)
221有限体积法的概述(14)
222有限体积法的区域离散(15)
23一维稳态问题的有限体积法(16)
231问题的描述(16)
232生成计算网格(17)
233建立离散方程(17)
234求解离散方程(19)
24多维稳态问题的有限体积法(19)
241二维稳态问题的有限体积法(19)
242三维稳态问题的离散方程(21)
243离散方程的通用表达式(23)
25一阶离散格式(23)
251离散格式的特性(23)
252问题的描述(26)
253中心差分格式(27)
254一阶迎风格式(28)
255混合格式(29)
256指数格式与乘方格式(30)
26高阶离散格式(31)
261二阶迎风格式(31)
262QUICK格式(32)
263QUICK格式的改进(33)
264各种离散格式的性能对比(33)
27一维瞬态问题的有限体积法(34)
271问题的描述(34)
272方程的离散(35)
273显式格式(37)
274Crank睳icolson格式(37)
275全隐式格式(38)
28多维瞬态问题的有限体积法(38)
281二维瞬态问题的有限体积法(38)
282三维瞬态问题的离散方程(40)
283离散方程的通用表达式(40)
第3章流场的求解计算(41)
31流场求解计算概述(41)
311求解计算的难点(41)
312求解计算的方法(42)
32交错网格技术(43)
321常规网格(43)
322交错网格(44)
323方程的离散(46)
33SIMPLE算法(50)
331SIMPLE算法的基本原理(50)
332关于SIMPLE算法的两点说明(52)
34SIMPLE算法的改进(53)
341SIMPLER算法(53)
342SIMPLEC算法(54)
343PISO算法(56)
344SIMPLE系列算法的比较(59)
35瞬态问题的求解算法(59)
351瞬态问题的SIMPLE算法(59)
352瞬态问题的PISO算法(60)
36基于同位网格的SIMPLE算法(61)
361同位网格(61)
362方程的离散(61)
363基于同位网格的SIMPLE算法步骤(63)
364关于同位网格应用的几点说明(64)
37基于非结构网格的SIMPLE算法(65)
371非结构网格(65)
372方程的离散(66)
373基于非结构网格的SIMPLE算法步骤(69)
374关于非结构网格应用的几点说明(70)
38离散方程组的基本解法(70)
381代数方程组的基本解法(70)
382TDMA算法(71)
383TDMA算法在二维问题中的应用(72)
384TDMA算法在三维问题中的应用(73)
第4章湍流模型及其应用(75)
41湍流的数学描述(75)
411湍流的流动特征(75)
412湍流的基本方程(76)
42湍流的数值模拟方法(77)
421湍流数值模拟方法的分类(77)
422直接数值模拟(78)
423大涡模拟方法(79)
424Reynolds平均法(79)
43零方程模型及一方程模型(80)
431零方程模型(80)
432一方程模型(80)
44标准k拨拍Ｐ(81)
441标准k拨拍Ｐ偷亩ㄒ(81)
442标准k拨拍Ｐ偷目刂品匠套榧笆视眯(82)
45RNGk拨拍Ｐ秃蚏ealizablek拨拍Ｐ(83)
451RNGk拨拍Ｐ(84)
452Realizablek拨拍Ｐ(84)
46采用k拨拍Ｐ痛理近壁问题(85)
461近壁区流动的特点(86)
462壁面函数法(87)
463低Rek拨拍Ｐ(89)
47Reynolds应力方程模型(RSM)(90)
471Reynolds应力输运方程(90)
472RSM的控制方程组及适用性(93)
48大涡模拟(94)
481大涡模拟的基本原理(94)
482大涡运动方程(95)
483亚格子尺度模型(95)
484大涡模拟控制方程组的求解(96)
第5章边界条件与网格生成(97)
51边界条件概述(97)
511边界条件的类型(97)
512边界条件的离散(98)
52进、出口边界条件(99)
521进口边界条件(99)
522出口边界条件(100)
53固壁边界条件(101)
531固壁边界上的网格布置(101)
532固壁边界上离散方程源项的构造(102)
54恒压边界条件、对称边界条件与周期性边界条件(105)
541恒压边界条件(105)
542对称边界条件(106)
543周期性边界条件(106)
55边界条件应用时的注意事项及初始条件(106)
551边界条件应用时的注意事项(106)
552初始条件(107)
56网格生成技术(107)
561网格类型(108)
562网格生成(109)
第6章格子Boltzmann方法(111)
6.1格子气自动机(111)
6.1.1基本思想(111)
6.1.2HPP模型(111)
6.1.3FHP模型(112)
6.1.4格子气自动机模型的宏观动力学(114)
6.2格子Boltzmann方程(115)
6.2.1从LGA到Boltzmann方程(116)
6.2.2从连续Boltzmann方程到格子Boltzmann方程(118)
6.3格子Boltzmann方法的初始条件(121)
6.3.1非平衡态校正方法(121)
6.3.2迭代方法(122)
6.4格子Boltzmann方法的边界条件(123)
6.4.1平值边界条件(124)
6.4.2曲面边界条件(128)
6.4.3压力边界条件(132)
第7章CFD软件的基本知识(134)
71CFD软件的结构(134)
711前处理器(134)
712求解器(135)
713后处理器(135)
72常用的CFD软件(135)
721PHOENICS(135)
722CFX(136)
723STAR睠D(137)
724FIDAP(138)
725FLUENT(138)
726FloEFD(139)
第8章GAMBIT的基本用法(141)
81GAMBIT概述(141)
811GAMBIT的基本功能(141)
812GAMBIT的操作界面(141)
813GAMBIT的操作步骤(144)
82几何建模(145)
821GAMBIT常用的造型功能(145)
822GAMBIT常用的编辑功能(149)
83网格划分(150)
831二维网格划分(151)
832三维网格划分(154)
84指定边界类型和区域类型(157)
85基于GAMBIT的二次开发(159)
851日志文件的构建(159)
852日志文件的编写(159)
853GAMBIT二次开发应用实例(161)
86GAMBIT应用实例(166)
861二维模型(166)
862三维模型(175)
第9章FLUENT的基本用法(191)
91FLUENT概述(191)
911FLUENT的基本功能(191)
912FLUENT的操作界面(191)
913FLUENT的求解步骤(192)
92使用网格(193)
921导入网格(193)
922检查网格(194)
923显示网格(195)
924修改网格(195)
925光顺网格与交换单元面(196)
93选择求解器及运行环境(197)
931分离求解器(197)
932耦合求解器(198)
933求解器中的显式与隐式方案(198)
934求解器的比较与选择(199)
935计算模式的选择(199)
936运行环境的选择(200)
94确定计算模型(201)
941多相流模型(201)
942能量方程(202)
943黏性模型(202)
944辐射模型(204)
945组分模型(204)
946离散相模型(206)
947凝固和熔化模型(206)
948噪声模型(207)
95定义材料(207)
951材料简介(208)
952定义材料的方法(208)
96设置边界条件(209)
961边界条件的类型(209)
962边界条件的设置方法(210)
963设定湍流参数(212)
964常用的边界条件(213)
97设置求解控制参数(222)
971设置离散格式与欠松弛因子(222)
972设置求解限制项(224)
973设置求解过程的监视参数(224)
974初始化流场的解(226)
98流场迭代计算(227)
981稳态问题的求解(227)
982瞬态问题的求解(227)
99计算结果后处理(229)
991创建需要进行后处理的表面(229)
992显示等值线图、速度矢量图和流线图(230)
993绘制直方图与XY散点图(232)
994生成动画(234)
995报告统计信息(235)
910UDF的使用(238)
9101UDF的基础(238)
9102UDF中访问FLUENT变量的宏(243)
9103UDF实用工具宏(248)
9104UDF的解释和编译(252)
9105UDF应用实例(254)
911FLUENT应用实例(257)
9111二维实例(258)
9112三维实例(277)
第10章通用后处理软件——TECPLOT(299)
101TECPLOT概述(299)
102TECPLOT的操作界面(299)
103TECPLOT的使用方法(306)
104TECPLOT的应用实例(309)
参考文献(328)
