基本信息
内容简介
目录
第1章 绪论. 1
1.1 计算流体力学的概念与意义 1
1.1.1 什么是计算流体力学 1
1.1.2 计算流体力学的地位和特点 3
1.1.3 计算流体力学的意义 5
1.1.4 本书的主要内容 6
1.2 流体力学基本方程 7
1.2.1 流体力学中的几种基本方程 7
1.2.2 直角坐标系下的守恒型方程 9
1.2.3 边界条件 10
1.3 偏微分方程的分类及数学性质 11
1.3.1 一阶拟线性方程组 11
1.3.2 特征线理论，双曲型方程的定义 13
1.3.3 抛物型方程和椭圆型方程的定义 16
1.3.4 双曲、抛物和椭圆型方程的数学性质 17
1.3.5 流体力学方程组的其他类型 22
1.4 习题 25
第2章 有限差分方法基础 26
2.1 有限差分方法概述 26
2.1.1 基本方程和定解问题 26
1.1 计算流体力学的概念与意义 1
1.1.1 什么是计算流体力学 1
1.1.2 计算流体力学的地位和特点 3
1.1.3 计算流体力学的意义 5
1.1.4 本书的主要内容 6
1.2 流体力学基本方程 7
1.2.1 流体力学中的几种基本方程 7
1.2.2 直角坐标系下的守恒型方程 9
1.2.3 边界条件 10
1.3 偏微分方程的分类及数学性质 11
1.3.1 一阶拟线性方程组 11
1.3.2 特征线理论，双曲型方程的定义 13
1.3.3 抛物型方程和椭圆型方程的定义 16
1.3.4 双曲、抛物和椭圆型方程的数学性质 17
1.3.5 流体力学方程组的其他类型 22
1.4 习题 25
第2章 有限差分方法基础 26
2.1 有限差分方法概述 26
2.1.1 基本方程和定解问题 26
前言
计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD) 是一门发展迅速的学科。与此学科相关的新的理论、算法和软件层出不穷。作为一门独立的学科，计算流体力学出现于20世纪60年代，经过几十年的发展，已经成为流体科学领域中与理论流体力学和实验流体力学鼎足而立的重要学科。计算流体力学作为大规模科学计算学科群的一员，将在21世纪继续得到迅速发展。计算流体力学是一门交叉性很强的学科。它的理论基础是理论流体力学和计算数学，它的实现依赖于适当的计算机软硬件环境，而它的应用则遍及所有与流动现象有关的学科及工业领域。.
本书以有限差分和有限体积方法的基本概念、基本理论和部分典型数值方法作为介绍的重点，以使读者对计算流体力学的基础有深入、系统的了解，并具备初步的分析和解决计算流体力学问题的能力。为了使读者在学习本书以后具备一定的计算流体力学程序设计能力，我们也在部分章节比较集中地讨论了数值方法和边界条件实施的一些具体方案。但是，这些方案绝不是惟一的或者最佳的。我们希望读者能够通过自己的调研和实践，探索适合于特定问题的数值格式和实施方案。限于篇幅，本书没有涉及新型的高精度、高分辨率差分格式(如ENO、WENO、紧致格式)、非结构网格的生成及其中的数值格式、加速收敛技术(如多重网格方法)、自适应网格方法、重叠和对接网格技术、区域分解方法等重要内容(其中的部分内容，在我们为研究生开设的“高等计算流体力学”课程中有比较系统的介绍)。但我们相信，以本书为基础，读者容易通过自学了解和掌握这些内容。..
在写作过程中，我们力图使本书具有下面几个特点：①简明易懂。在总体风格上保持简单明了的同时，我们对计算流体力学最基础的内容进行了比较详细的介绍，以使初学者能够在不过多借助其他参考文献的条件下理解本书的内容。②注重基本概念和原理。在讲解有关概念和原理时，我们的原则是，尽量用容易理解的严格数学方式进行描述和分析，因为这是准确阐明概念和方法的最佳途径；如果在数学上比较复杂或者尚无定论，我们就以直观的方式引入这些概念和方法，并着重介绍其物理背景和应用条件。③注重实践和内容的扩展。在总的习题量比较少的情况下，我们安排了较多的编程计算习题，使读者在掌握基本概念的同时，学会应用CFD解决简单的问题。由于篇幅的限制，很多重要问题在书中不能进行介绍。为此，我们在书中的各个部分安排了部分标题“提示”的小节，对一些较深入的问题稍加说明，并给出参考文献。
本书旨在为力学类专业的高年级本科生、其他专业的研究生和对计算流体力学感兴趣的读者提供一本篇幅适中但又有一定深度的计算流体力学入门读物。
本书是在为清华大学航天航空学院本科生开设的“计算流体力学”课程讲义的基础上整理而成的。全书由任玉新主编，陈海昕编写了第4章的部分内容并对其他章节提出了改进意见。由于作者水平所限，书中还有很多错误和不足之处，希望读者批评指正。...
编者
2006年4月
本书以有限差分和有限体积方法的基本概念、基本理论和部分典型数值方法作为介绍的重点，以使读者对计算流体力学的基础有深入、系统的了解，并具备初步的分析和解决计算流体力学问题的能力。为了使读者在学习本书以后具备一定的计算流体力学程序设计能力，我们也在部分章节比较集中地讨论了数值方法和边界条件实施的一些具体方案。但是，这些方案绝不是惟一的或者最佳的。我们希望读者能够通过自己的调研和实践，探索适合于特定问题的数值格式和实施方案。限于篇幅，本书没有涉及新型的高精度、高分辨率差分格式(如ENO、WENO、紧致格式)、非结构网格的生成及其中的数值格式、加速收敛技术(如多重网格方法)、自适应网格方法、重叠和对接网格技术、区域分解方法等重要内容(其中的部分内容，在我们为研究生开设的“高等计算流体力学”课程中有比较系统的介绍)。但我们相信，以本书为基础，读者容易通过自学了解和掌握这些内容。..
在写作过程中，我们力图使本书具有下面几个特点：①简明易懂。在总体风格上保持简单明了的同时，我们对计算流体力学最基础的内容进行了比较详细的介绍，以使初学者能够在不过多借助其他参考文献的条件下理解本书的内容。②注重基本概念和原理。在讲解有关概念和原理时，我们的原则是，尽量用容易理解的严格数学方式进行描述和分析，因为这是准确阐明概念和方法的最佳途径；如果在数学上比较复杂或者尚无定论，我们就以直观的方式引入这些概念和方法，并着重介绍其物理背景和应用条件。③注重实践和内容的扩展。在总的习题量比较少的情况下，我们安排了较多的编程计算习题，使读者在掌握基本概念的同时，学会应用CFD解决简单的问题。由于篇幅的限制，很多重要问题在书中不能进行介绍。为此，我们在书中的各个部分安排了部分标题“提示”的小节，对一些较深入的问题稍加说明，并给出参考文献。
本书旨在为力学类专业的高年级本科生、其他专业的研究生和对计算流体力学感兴趣的读者提供一本篇幅适中但又有一定深度的计算流体力学入门读物。
本书是在为清华大学航天航空学院本科生开设的“计算流体力学”课程讲义的基础上整理而成的。全书由任玉新主编，陈海昕编写了第4章的部分内容并对其他章节提出了改进意见。由于作者水平所限，书中还有很多错误和不足之处，希望读者批评指正。...
编者
2006年4月
