计算流体力学基础与CFD软件应用详解：课程划分与关键技术

"计算流体力学基础与CFD软件应用是一门融合了计算机科学、流体力学、数学和科学可视化的交叉学科。本课程将从以下几个方面展开： 1. 绪论： - 计算流体力学(CFD)定义：它是一种基于数值离散方法，利用计算机求解描述流体运动的方程，研究流体运动规律的学科。CFD广泛应用于多个领域，如水动力学、空气动力学、燃烧学、传热学等。 - 流体运动问题研究方法：除了理论分析和实验测量，CFD以其数值方法成为不可或缺的一部分。尽管实验具有真实性，但受限于成本和周期，而CFD则能进行大量计算，节省资源。 2. 数值离散及网格： - CFD的核心在于离散化过程，即将连续的流体力学方程转化为离散的数学表达式，以便计算机处理。网格是实现这一转换的关键，它将复杂几何形状划分为许多小单元，用于构建计算模型。 3. Fluent应用： - Fluent是一款常用的CFD软件，它允许用户输入物理条件，设置边界条件，然后运行计算来模拟流体行为。Fluent在动力机械、航空航天、汽车工程等领域有着广泛应用，能帮助工程师优化设计、减少实验成本并验证新设计。 4. CFD的特点： - CFD的发展依赖于计算机技术的进步，与应用数学紧密相连，同时也受益于实验和理论流体力学的发展。它的优点包括适应性强、应用广泛，可以解决非线性问题，发现新的流动现象，进行多工况比较等。 - 然而，CFD也存在局限性，如离散方法的计算误差、对初始条件的依赖以及可能出现的计算不准确等问题，这需要专业知识和技能来克服。 5. 应用实例： - CFD在实际中的应用显著，如汽车工业中通过模拟减少样车需求，战斗机设计中通过CFD优化气动性能，减少风洞试验。此外，它还适用于有毒或易燃流体的研究，以及获取实验难以获取的流场参数。 计算流体力学基础与CFD软件应用课程旨在为学生提供必要的理论基础和技术实践，使他们能够理解和掌握这个领域的核心概念，以解决工程中复杂的流体动力学问题。"