数值流体动力学基础:NASA Ames 研究中心与多伦多大学合著

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"《流体动力学》是由Harvard Lomax和Thomas H. Pulliam合著,David W. Zingg审校的一本关于计算流体动力学的专业书籍,源自NASA Ames Research Center和多伦多大学航空航天研究所。本书旨在深入探讨流体动力学的基本概念、数值方法和问题解决策略。" 正文: 在流体动力学领域,这本书提供了对计算流体动力学(CFD)的深入理解,是该领域的经典之作。它由美国的专家编写,英文原版,适合希望深入研究的读者。"Fundamentals of Computational Fluid Dynamics"不仅涵盖了基础理论,还强调了实际应用。 介绍部分首先阐述了研究流体动力学的动机,解释了为何这一学科对于航空、航天、机械工程以及许多其他领域的重要性。背景章节详细介绍了问题设定、几何准备、控制方程的选择、边界条件、网格策略和数值方法选择,以及结果评估和解释等关键步骤。这些是进行任何CFD模拟的基础。 在讨论保守定律和模型方程时,书中详细介绍了流体力学中的基本守恒定律,如质量、动量和能量守恒。这些定律构成了纳维-斯托克斯方程的基础,这是描述流体运动的主要方程组。纳维-斯托克斯方程描述了流体内部压力、速度、密度和温度之间的关系,是理解流体流动行为的关键。 此外,书中还可能涉及了不同类型的边界条件,如无滑移边界、自由表面边界和远场边界等,以及如何在数值模拟中正确设置它们。网格生成是CFD中的重要环节,书中的网格策略部分可能会涵盖结构化网格、非结构化网格和混合网格的优缺点。 在数值方法方面,可能会讲解有限差分法、有限体积法和有限元法等,这些都是求解纳维-斯托克斯方程的常用技术。同时,书中的内容可能还会涉及稳定性分析、误差分析以及如何选择适当的数值方法以获得准确且稳定的结果。 最后,评估和解释结果是CFD工作流程的重要组成部分。这部分可能讨论了如何验证和确认模拟结果,如何对比实验数据,以及如何通过后处理工具可视化流场信息。 《流体动力学》这本书提供了一个全面的框架,帮助读者理解和应用计算流体动力学的原理,对于学习和实践这一领域的专业人士来说,是一份宝贵的资源。