流体流动与传热过程的数值模拟基础与应用
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作者： 张建文，杨振亚，张政编著
出 版 社：
出版时间： 2009-1-1字数： 305000版次： 1页数： 223印刷时间： 2009/01/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787122035073包装： 平装内容简介
本书系统地介绍流体流动、传热、传质过程的数值计算中所涉及的问题。
本书可分为三部分内容。第一章至第三章是预备性的知识，其中包括对数学与数值方法的基本讨论；第四章到第六章主要是数值方法的推导，第七章是求解方法和整个方法的完善；第八章和第九章则分别是一些专题和应用的实例以及对这些应用实例的解释和讨论。
本书可供数学、科研和过程工业部门从事传热、传质、流体流动等有关过程工作的教师、工程技术人员与科研人员参考，也可作为大专院校有关专业的研究生与高年级本科生的教材。
目录
第一章导论
1.1流体流动，传热传质过程的重要性
1.2预测的方法
1.2.1实验研究
1.2.2理论计算
1.2.3理论计算的优点
1.2.4理论计算的缺点
1.3何为CFD？
1.4预测方法的选择
1.5如何开展CFD工作？
1.5.1前处理器
1.5.2求解器
1.5.3后处理器
1.6应用CFD方法所能解决的问题
1.7本书的目的
参考文献
第二章物理现象的数学描述
2.1流体流动与传热过程的守恒律
2.2控制微分方程
2.2.1质量守恒方程
2.2.2跟踪流体粒子或以流体微元来表示变化率
2.2.3动量方程
2.2.4能量方程
2.2.5化学组分的守恒
2.2.6状态方程
2.2.7牛顿流体的纳维-斯托克斯方程
2.2.8湍流的时间平均方程
2.2.9通用微分方程
2.3物理行为归类
2.4控制方程的数学分类及其对数值解的影响
2.4.1偏微分方程的3种类型
2.4.2椭圆型方程
2.4.3抛物型方程
2.4.4双曲型方程
2.5初始条件与边界条件
2.6坐标的性质
2.6.1自变量
2.6.2坐标的合适选择
2.6.3单向与双向的坐标
2.6.4物理问题数值求解的基本过程
习题
参考文献
3.1数值方法的本质
3.1.1任务
3.1.2离散化的概念
3.1.3离散化方程的结构
3.2推导离散化方程的方法
3.2.1泰勒级数公式
3.2.2变分公式
3.2.3加权余数法
3.2.4控制容积公式
3.3一个说明性的例子
3.4四个基本法则
3.5小结
习题
参考文献
第四章导热问题的处理
4.1本章的对象
4.2一维稳态热传导
4.2.1基本方程
4.2.2网格布置
4.2.3界面导热系数
4.2.4非线性
4.2.5源项的线性化
……
第五章对流-扩散问题的处理
第六章流场的计算
第七章求解方法与最后的修饰
第八章专题
第九章应用举例
书摘插图
第一章导论
1.1流体流动，传热传质过程的重要性
在大量的实际问题中，都可以发现流体流动、传热传质过程起着重要的作用。几乎生产电力的所有方法都以流体流动及热作为其基本过程；同样的过程控制着商业大楼和民用建筑的采暖与空调；化学工程与冶金工业的许多工艺过程都使用着加热炉、热交换器、冷凝器以及反应器等以热流体为工质的单元设备；飞机与火箭依靠流体流动，传热以及化学反应而运动；在电子集成线路的设计中，传热往往是一个限制因素；自然环境的污染在很大程序上是由热与质传递所致；暴风雨雪，河流泛滥以及火灾也概莫能处；面对着气候条件的变化，人体凭借着热、质传递进行自身的温度控制。传热和流体流动的过程几乎遍及我们生活中的各个方面。
既能所考虑的过程与人类生活密不可分，我们就应当有能力卓有成效地处置它们。这种可能可以来自于对过程本质的认识以及用来定量估计这些过程的一套方法。在掌握了这些专门知识之后，工程设备的设计师们就能够确保达到所期望的性能——设计师可以从大量可能的方案中选择最佳的设计，估计所能达到的性能以使得能够更安全和有效地操作现有的设备。预测和估计有关过程可以帮助预报乃至控制河流泛滥、海水涨潮以及着火、爆炸等危险情形。毋庸置疑，好的预测都将为社会、经济乃至人类的福祉作出贡献。
对处于一定物理条件下的状态的估计在于给出那些控制着有关过程的变量值。首先来讨论一个特殊的例子。对于一个具有一定条件的化学反应过程，完整的估计应当能够提供在整个感兴趣的空间内的速度、压力、温度、停留时间以及各有关化学组分的浓密分布，同时也应当提供在反应器壁上的摩擦切应力、热流密度、质量流量以及它们对化学反应过程的影响。预测应能考察各物理量究竟是如何随着几何条件、流量以及流体物性等的变化而改变的。
……
