數值熱物理過程

內容介紹

《數值熱物理過程:基本原理及CFD軟體套用》內容簡介：隨著計算機技術的迅速發展，數值計算已成為研究工程熱物理過程中所存在的流體流動、傳熱傳質及化學反應等問題的最為有效的方法之一。《數值熱物理過程:基本原理及CFD軟體套用》系統全面而又淺顯易懂地介紹了在工程熱物理過程中所出現的熱傳導問題、對流與擴散問題及流場等的數值計算方法，並以具體實例介紹了數值計算過程中所需用到的Pro／E三維造型軟體、Gambit網路生成軟體、Fluent計算軟體及Tecplot數據後處理軟體的使用方法。 《數值熱物理過程:基本原理及CFD軟體套用》內容豐富、通俗易懂、可操作性強。在內容編排上充分考慮流體流動與傳熱數值計算對流體力學、熱力學等知識要求的客觀特點和初學者的認知規律及心理特點，附有大量的插圖和操作實例，每章之後配有習題。 《數值熱物理過程:基本原理及CFD軟體套用》可作為熱能與動力工程及相關專業本科生教材，同時可供研究生及工程技術人員參考。

作品目錄

1熱物理過程數值計算基礎1.1計算流體力學概論 1.1.1計算流體力學的形成和發展 1.1.2計算流體力學方法簡介 1.1.3計算流體力學的特點 1.1.4計算流體力學的過程步驟1.2熱物理過程研究對象——流體的基本特性 1.2.1流體的密度、重度和比重 1.2.2流體的粘性 1.2.3流體的壓縮性 1.2.4流體的熱傳導及擴散 1.2.5液體的表面張力 1.2.6流體的運動特性1.3熱物理過程控制微分方程 1.3.1系統與控制體 1.3.2質量守恆方程 1.3.3動量守恆方程 1.3.4能量守恆方程 1.3.5狀態方程 1.3.6組分質量守恆方程 1.3.7湍流的Reynolds時均方程及湍流模型方程 1.3.8控制方程的通用形式1.4數值熱物理過程的步驟1.5總結2CFD技術及其在工程熱物理領域中的套用2.1CFD技術的發展概況2.2CFD技術在工程中的套用2.3CFD商用軟體的結構2.4常用的CFD商用軟體 2.4.1CFD軟體的發展 2.4.2CFD通用軟體的主要特點 2.4.3常用CFD商用軟體簡介 2.4.4掌握CFD商用軟體的意義2.5CFD技術在若干工程熱物理領域中的套用 2.5.1CFD技術在流體機械中的套用 2.5.2CFD技術在暖通空調工程中的套用 2.5.3CFD技術在製冷工程中的套用 2.5.4CFD技術在汽車設計中的套用2.6總結3控制微分方程求解的數值方法3.1數值計算方法和分類 3.1.1有限差分法 3.1.2有限體積法 3.1.3有限元法 3.1.4有限分析法 3.1.5邊界元法 3.1.6譜分析法 3.1.7數值積分變換法 3.1.8格子-Boltzmann法3.2離散化的概念3.3基於有限體積法的控制方程離散 3.3.1有限體積法的基本思想 3.3.2有限體積法的計算格線 3.3.3有限體積法的介紹 3.3.4有限體積法的4條基本原則3.4總結4熱傳導問題的數值計算4.1一維穩態熱傳導問題 4.1.1離散化方程的建立 4.1.2界面導熱係數的處理 4.1.3源項的處理 4.1.4邊界條件的處理 4.1.5離散化方程的非線性處理 4.1.6線性代數方程組的求解4.2一維非穩態熱傳導問題 4.2.1離散化方程的建立 4.2.2顯式模式，克蘭克-尼科爾森模式及全隱模式 4.2.3全隱式離散化方程4.3二維與三維熱傳導問題 4.3.1二維熱傳導問題的離散化方程 4.3.2三維熱傳導問題的離散化方程 4.3.3多維離散化方程的求解 .4超鬆弛和欠鬆弛 4.4.1概念的引入 4.4.2超鬆弛和欠鬆弛引入方法4.5總結5對流與擴散問題的數值計算5.1一維穩態對流與擴散問題 5.1.1控制方程的離散化 5.1.2中心差分格式 5.1.3一階迎風格式 5.1.4混合格式 5.1.5指數格式 5.1.6乘方格式 5.1.7各種離散格式的比較 5.1.8低階離散格式的特點5.2多維對流與擴散問題 5.2.1二維瞬態對流一擴散問題的離散化方程 5.2.2三維瞬態對流一擴散問題的離散化方程 5.2.3離散化方程的通用表達式5.3總結6流場的數值計算6.1流場數值計算存在的問題6.2基於交錯格線的動量方程的離散6.3壓力修正算法——SIMPLE算法 6.3.1速度修正方程 6.3.2壓力修正方程 6.3.3SIMPLE算法描述 6.3.4SIMPLE算法的進一步討論 6.3.5壓力參考點的選取6.4總結7三維建模Pro／E軟體基本介紹7.1Pro／E軟體的特點及套用 7.1.1Pro／E的特點 7.1.2AutoCAD與Pro／E軟體的比較 7.1.3Pro／E在企業CAD／CAM中的套用7.2Pro／E的用戶界面 7.2.1初始工作界面 7.2.2檔案的基本操作 7.2.3滑鼠的基本操作7.32D繪圖與技巧 7.3.1草繪模組簡介 7.3.2基本幾何圖形的繪製 7.3.3像素尺寸的修改、強化、鎖定與刪除 7.3.4手動標註尺寸 7.3.5定義約束條件 7.3.6幾何編輯工具系列7.43D繪圖與技巧 7.4.1草繪實體特徵 7.4.2放置實體特徵 7.4.3特徵的操作7.5建立工程圖7.6裝配件的建立7.7總結8格線生成軟體Gambit的使用8.1格線生成概述 8.1.1格線類型 8.1.2格線單元分類 8.1.3格線生成步驟8.2Gambit功能及界面 8.2.1Gambit的特點及功能 8.2.2Gambit的基本界面 8.2.3Gambit的檔案組成 8.2.4Gambit中滑鼠的操作 8.2.5Gambit的操作步驟8.3Gambit的套用實例 8.3.1單孔軸對稱噴嘴內部空穴流動問題描述 8.3.2生成幾何模型 8.3.3劃分格線 8.3.4指定邊界類型和區域類型 8.3.5格線的輸出8.4AutoCAD與Gambit的聯合使用 8.4.1柴油機噴油嘴內部流動模擬問題概述 8.4.2聯合AutoCAD和Gambit進行三維實體的生成 8.4.3劃分格線 8.4.4指定邊界類型和區域類型 8.4.5導出格線檔案8.5Pro／E與Gambit的聯合使用 8.5.1離心泵葉輪內部流場計算格線的生成 8.5.2離心泵葉輪與蝸殼耦合後流場計算格線的生成8.6總結9Fluent軟體使用入門9.1F1uent概述 9.1.1Fluent數值計算的相關軟體包 9.1.2Fluent的檔案類型 9.1.3Fluent的特點 9.1.4Fluent使用單位的說明9.2F11aent的基本操作 9.2.1FlLient的圖形用戶操作界面 9.2.2Fluent的文本用戶操作界面 9.2.3Fluent的數值模擬求解步驟9.3Fluent的套用實例 9.3.1噴嘴內部空穴兩相流動模擬 9.3.2計算結果9.4總結10通用後處理Tecplot軟體的使用10.1Tecplot的基本功能 10.1.1Tecplot功能概述 10.1.2選單欄介紹 10.1.3工具列介紹 10.1.4其他工具選項介紹10.2Fluent數據在Tecplot中的調入 10.2.1Tecplot可調入的數據格式 10.2.2Tecplot讀取Fluent檔案步驟10.3Tecplot使用實例 10.3.1問題描述 10.3.2Tecplot中的數據後處理10.4總結參考文獻