简介
《计算流体动力学及其应用:CFD软件的原理与应用》是一本介绍CFD软件原理与应用的指导性教材。全书共分10章：第1～5章介绍CFD的基本知识和CFD软件的原理，具体包括控制方程离散、流场求解计算、湍流模型及其应用、边界条件与网格生成等；第6章介绍CFD软件的基本知识；第7～10章分别介绍GAM-BIT、FLUENT、FLOEFD、TECPLOT的基本用法。理论与实践并重、实用性强是《计算流体动力学及其应用:CFD软件的原理与应用》的最大特点。《计算流体动力学及其应用:CFD软件的原理与应用》可以作为能源动力、机械工程、环境工程、化学工程、交通工程、土木工程、航空航天等领域的研究生和本科生教材，也可供上述领域的科研人员，特别是进行CFD应用的人员参考。
目录
第1章 计算流体动力学基本知识
1.1 计算流体动力学概述
1.1.1 CFD的基本思想
1.1.2 CFD的发展历程
1.1.3 CFD的应用领域
1.2 流体与流动的基本特性
1.2.1 理想流体与黏性流体
1.2.2 牛顿流体与非牛顿流体
1.2.3 流体热传导和扩散
1.2.4 可压流体与不可压流体
1.2.5 定常流与非定常流
1.2.6 层流与湍流
1.3 流体动力学的控制方程
1.3.1 质量守恒方程
1.3.2 动量守恒方程
1.3.3 能量守恒方程
1.3.4 组分质量守恒方程
1.3.5 湍流控制方程
1.3.6 控制方程的通用形式
1.3.7 控制方程的守恒形式与非守恒形式
1.4 CFD的工作流程
1.4.1 CFD的工作流程
1.4.2 建立数学模型
1.4.3 确定离散化方法
1.4.4 对流场进行求解计算
1.4.5 显示计算结果
第2章 控制方程的离散
2.1 离散化方法概述
2.1.1 有限差分法
2.1.2 有限元法
2.1.3 有限体积法
2.2 有限体积法原理
2.2.1 有限体积法的基本原理
2.2.2 有限体积法的区域离散
2.3 一维稳态问题的有限体积法
2.3.1 问题的描述
2.3.2 生成计算网格
2.3.3 建立离散方程
2.3.4 求解离散方程
2.4 多维稳态问题的有限体积法
2.4..1 ——维稳态问题的有限体积法
2.4.2 三维稳态问题的离散方程
2.4.3 离散方程的通用表达式
2.5 一阶离散格式
2.5.1 离散格式的特性
2.5.2 问题的描述
2.5.3 中心差分格式
2.5.4 一阶迎风格式
2.5.5 混合格式
2.5.6 指数格式与乘方格式
2.6 高阶离散格式
2.6.1 二阶迎风格式
2.6.2 QtIICK格式
2.6.3 QtHCK格式的改进
2.6.4 各种离散格式的性能对比
2.7 一维瞬态问题的有限体积法
2.7.1 问题的描述
2.7.2 方程的离散
2.7.3 显示格式
2.7.4 Crank-Nicolson格式
2.7.5 全隐式格式
2.8 多维瞬态问题的有限体积法
2.8.1 二维瞬态问题的有限体积法
2.8.2 三维瞬态问题的离散方程
2.8.3 离散方程的通用表达式
第3章 流场的求解计算
3.1 流场求解计算概述
3.1.1 求解计算的难点
3.1.2 求解计算的方法
3.2 交错网格技术
3.2.1 常规网格
3.2.2 交错网格
3.2.3 方程的离散
3.3 SIMPLE算法
3.3.1 SIMPIOE算法的基本原理
3.3.2 关于SIMPLE算法的两点说明
3.4 SIMPLE算法的改进
3.4.1 SIMPLER算法
3.4.2 SIMPLEC算法
3.4.3.PISO算法
3.4.4 SIMPLE系列算法的比较
3.5 瞬态问题的求解算法
3.5.1 瞬态问题的SIMPLE算法
3.5.2 瞬态问题的PISO算法
3.6 基于同位网格的SIMPLE算法
3.6.1 同位网格
3.6.2 方程的离散
3.6.3 基于同位网格的SIMPLE算法步骤
3.6.4 关于同位网格应用的几点说明
3.7 基于非结构网格的SIMPLE算法
3.7.1 非结构网格
3.7.2 方程的离散
3.7.3 基于非结构网格的SIMPLE算法步骤
3.7.4 关于非结构网格应用的几点说明
3.8 离散方程组的基本解法
3.8.1 代数方程组的基本解法
3.8.2 TDMA算法
3.8.3 TDMA算法在二维问题中的应用
3.8.4 TDMA算法在三维问题中的应用
第4章 湍流模型及其应用
4.1 湍流的数学描述
4.1.1 湍流的流动特征
4.1.2 湍流的基本方程
4.2 湍流的数值模拟方法
4.2.1 湍流数值模拟方法的分类
4.2.2 直接数值模拟
4.2.3 大涡模拟
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 标准k-ε两方程模型
4.4.1 标准k-ε模型的定义
4.4.2 标准k-ε模型的控制方程组及适用性
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模型处理近壁问题
4.6.1 近壁区流动的特点
4.6.2 壁面函数法
4.6.3 低Re数k-ε模型
4.7 Reynolds应力方程模型（RSM）
4.7.1 Reynolds应力输运方程
4.7.2 RSM的控制方程组及适用性
4.8 大涡模拟
4.8.1 大涡模拟的基本原理
4.8.2 大涡运动方程
4.8.3 亚格子尺度模型
4.8.4 LES控制方程的求解
第5章 边界条件与网格生成
5，1边界条件概述
5.1.1 边界条件的类型
5.1.2 边界条件的离散
5.2 进出口边界条件
5.2.1 进口边界条件
5.2.2 出口边界条件
5.3 固壁边界条件
5.3.1 固壁边界上的网格布置
5.3.2 固壁边界上离散方程源项的构造
5.4 恒压边界条件、对称边界条件与周期性边界条件
5.4.1 恒压边界条件
5.4.2 对称边界条件
5.4.3 周期性边界条件
5.5 边界条件应用时的注意事项及初始条件
5.5.1 边界条件应用时的注意事项
5.5.2 初始条件
5.6 网格生成技术
5.6.1 网格类型
5.6.2 网格生成
第6章 CFD软件的基本知识
6.1 CFD软件的结构
6.1.1 前处理器
6.1.2 求解器
6.1.3 后处理器
6.2 常用的CFD软件
……
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 通用后处理软件——TECPLOT
1.1 计算流体动力学概述
1.1.1 CFD的基本思想
1.1.2 CFD的发展历程
1.1.3 CFD的应用领域
1.2 流体与流动的基本特性
1.2.1 理想流体与黏性流体
1.2.2 牛顿流体与非牛顿流体
1.2.3 流体热传导和扩散
1.2.4 可压流体与不可压流体
1.2.5 定常流与非定常流
1.2.6 层流与湍流
1.3 流体动力学的控制方程
1.3.1 质量守恒方程
1.3.2 动量守恒方程
1.3.3 能量守恒方程
1.3.4 组分质量守恒方程
1.3.5 湍流控制方程
1.3.6 控制方程的通用形式
1.3.7 控制方程的守恒形式与非守恒形式
1.4 CFD的工作流程
1.4.1 CFD的工作流程
1.4.2 建立数学模型
1.4.3 确定离散化方法
1.4.4 对流场进行求解计算
1.4.5 显示计算结果
第2章 控制方程的离散
2.1 离散化方法概述
2.1.1 有限差分法
2.1.2 有限元法
2.1.3 有限体积法
2.2 有限体积法原理
2.2.1 有限体积法的基本原理
2.2.2 有限体积法的区域离散
2.3 一维稳态问题的有限体积法
2.3.1 问题的描述
2.3.2 生成计算网格
2.3.3 建立离散方程
2.3.4 求解离散方程
2.4 多维稳态问题的有限体积法
2.4..1 ——维稳态问题的有限体积法
2.4.2 三维稳态问题的离散方程
2.4.3 离散方程的通用表达式
2.5 一阶离散格式
2.5.1 离散格式的特性
2.5.2 问题的描述
2.5.3 中心差分格式
2.5.4 一阶迎风格式
2.5.5 混合格式
2.5.6 指数格式与乘方格式
2.6 高阶离散格式
2.6.1 二阶迎风格式
2.6.2 QtIICK格式
2.6.3 QtHCK格式的改进
2.6.4 各种离散格式的性能对比
2.7 一维瞬态问题的有限体积法
2.7.1 问题的描述
2.7.2 方程的离散
2.7.3 显示格式
2.7.4 Crank-Nicolson格式
2.7.5 全隐式格式
2.8 多维瞬态问题的有限体积法
2.8.1 二维瞬态问题的有限体积法
2.8.2 三维瞬态问题的离散方程
2.8.3 离散方程的通用表达式
第3章 流场的求解计算
3.1 流场求解计算概述
3.1.1 求解计算的难点
3.1.2 求解计算的方法
3.2 交错网格技术
3.2.1 常规网格
3.2.2 交错网格
3.2.3 方程的离散
3.3 SIMPLE算法
3.3.1 SIMPIOE算法的基本原理
3.3.2 关于SIMPLE算法的两点说明
3.4 SIMPLE算法的改进
3.4.1 SIMPLER算法
3.4.2 SIMPLEC算法
3.4.3.PISO算法
3.4.4 SIMPLE系列算法的比较
3.5 瞬态问题的求解算法
3.5.1 瞬态问题的SIMPLE算法
3.5.2 瞬态问题的PISO算法
3.6 基于同位网格的SIMPLE算法
3.6.1 同位网格
3.6.2 方程的离散
3.6.3 基于同位网格的SIMPLE算法步骤
3.6.4 关于同位网格应用的几点说明
3.7 基于非结构网格的SIMPLE算法
3.7.1 非结构网格
3.7.2 方程的离散
3.7.3 基于非结构网格的SIMPLE算法步骤
3.7.4 关于非结构网格应用的几点说明
3.8 离散方程组的基本解法
3.8.1 代数方程组的基本解法
3.8.2 TDMA算法
3.8.3 TDMA算法在二维问题中的应用
3.8.4 TDMA算法在三维问题中的应用
第4章 湍流模型及其应用
4.1 湍流的数学描述
4.1.1 湍流的流动特征
4.1.2 湍流的基本方程
4.2 湍流的数值模拟方法
4.2.1 湍流数值模拟方法的分类
4.2.2 直接数值模拟
4.2.3 大涡模拟
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 标准k-ε两方程模型
4.4.1 标准k-ε模型的定义
4.4.2 标准k-ε模型的控制方程组及适用性
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模型处理近壁问题
4.6.1 近壁区流动的特点
4.6.2 壁面函数法
4.6.3 低Re数k-ε模型
4.7 Reynolds应力方程模型（RSM）
4.7.1 Reynolds应力输运方程
4.7.2 RSM的控制方程组及适用性
4.8 大涡模拟
4.8.1 大涡模拟的基本原理
4.8.2 大涡运动方程
4.8.3 亚格子尺度模型
4.8.4 LES控制方程的求解
第5章 边界条件与网格生成
5，1边界条件概述
5.1.1 边界条件的类型
5.1.2 边界条件的离散
5.2 进出口边界条件
5.2.1 进口边界条件
5.2.2 出口边界条件
5.3 固壁边界条件
5.3.1 固壁边界上的网格布置
5.3.2 固壁边界上离散方程源项的构造
5.4 恒压边界条件、对称边界条件与周期性边界条件
5.4.1 恒压边界条件
5.4.2 对称边界条件
5.4.3 周期性边界条件
5.5 边界条件应用时的注意事项及初始条件
5.5.1 边界条件应用时的注意事项
5.5.2 初始条件
5.6 网格生成技术
5.6.1 网格类型
5.6.2 网格生成
第6章 CFD软件的基本知识
6.1 CFD软件的结构
6.1.1 前处理器
6.1.2 求解器
6.1.3 后处理器
6.2 常用的CFD软件
……
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 通用后处理软件——TECPLOT
CFD软件的原理与应用
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