管路内流体数值计算与仿真

第1章绪论

1.1流体数值计算与仿真的意义和方法

1.1.1机械管路内流体数值计算与仿真的意义和计算流体力学

1.1.2流体力学的实验研究、理论分析和数值仿真

1.1.3计算机和数值计算

1.2流体数值仿真的步骤

1.3机械管路内流体数值仿真的典型问题

1.3.1锥形渐扩管路内紊流的数值仿真

1.3.2液压管路内过渡流的数值仿真

1.3.3液压管路内脉动流的数值仿真

1.4代数多重网格法及其在管路内流体数值计算与仿真中的应用

1.5物理量的单位和量纲

第2章管路内典型流体流动的数学模型

2.1管路内紊流的数学模型

2.1.1紊流基本方程

2.1.2紊流动能k方程和紊流耗散率ε方程

2.1.3“标准”型k—ε紊流模型方程组的构成

2.1.4近壁低Re数型k—ε紊流模型

2.1.5圆管内紊流的k—ε模型

2.1.6DHR型与DLR型k—ε紊流模型

2.1.7“标准”型、DHR型与DLR型k—ε紊流模型的关系

2.2紊流基本方程与k—ε紊流模型的导出依据

2.2.1紊流连续方程

2.2.2紊流运动方程

2.2.3紊流能量方程

2.2.4k—ε紊流模型

2.2.5“标准”型k—ε紊流模型

2.2.6紊流方程组的封闭性

2.3管路内非定常流的数学模型

2.3.1管路内过渡流的数学模型

2.3.2管路内脉动流的数学模型

第3章网格生成方法

3.1网格生成概述

3.2BFC网格自动生成方法

3.2.1BFC适体均匀网格自动生成方法

3.2.2BFC适体近壁密集型径向非均匀网格自动生成方法

3.3BFC网格自动生成的源程序与实例

3.3.1锥形渐扩管路内紊流场BFC网格自动生成源程序及其说明

3.3.2BFC网格自动生成实例

第4章代数多重网格（AMG）法

4.1基本概念和术语

4.2—种常用的AMG法

4.2.1网格粗化算法及插值算子的构造

4.2.2算法复杂度

4.2.3收敛性分析

4.2.4H—CAMG法

4.3基于AMG预条件子的预处理方法

4.4数值实验

第5章求解几种典型离散系统的GAMG法

5.1求解二维九点格式的SMG法

5.1.1启动部分

5.1.2求解部分

5.1.3数值实验

5.2求解各向异性网格问题的GAMG法

5.2.1具有局部各向异性的有限元网格

5.2.2求解各向异性网格问题的GAMG法

5.2.3在椭圆型方程组有限元分析中的应用

5.3高次有限元方程的GAMG法

5.3.12D高次有限元方程的AMG法

5.3.23D高次有限元方程的AMG法

5.3.3收敛性分析

第6章DLR型k—ε紊流模型的数值方法

6.1DLR型k—ε紊流模型BFC法

6.2DLR型k—ε紊流模型BFC.AMG法

6.2.1DLR型k—ε紊流模型的BFC变换

6.2.2DLR型k—ε紊流模型方程组的离散化

6.2.3压力泊松方程两种差分格式的构建

6.2.4数值化边界条件的设置和处理

6.2.5有限差分离散化线性代数系统的结构

6.2.6DLR型k—ε紊流模型方程组求解的耦合算法

6.3压力泊松方程离散系统的求解方法及数值实验

6.3.1Point—SOR法及数值实验

6.3.2AMG法及数值实验

第7章锥形渐扩管路内紊流的数值仿真诊断系统

7.1数值仿真诊断系统

7.1.1数值仿真诊断系统的组成

7.1.2数值计算程序系统模块设计及应用软件包

7.1.3数值计算源程序

7.2若干应用实例与诊断分析

7.2.1锥形渐扩管路内紊流的高精度数值仿真

7.2.2锥形渐扩管路内紊流的高效数值仿真

7.2.3数值预测结果的等值线图和可视化彩色图像

7.2.4计算条件影响的诊断分析

第8章管路内非定常流的数值仿真

8.1管路内过渡流的数值仿真

8.1.1管路内过渡流的数值方法与仿真模型

8.1.2数值计算程序系统模块设计及应用软件

8.1.3计算实例及实验验证

8.1.4应用软件的数值预测功能、性能和用途

8.2管路内脉动流的数值仿真

8.2.1管路内脉动流的数值方法

8.2.2数值计算程序系统模块设计及应用软件包

8.2.3计算实例及实验验证

8.2.4应用软件包的数值预测功能及用途

附录锥形渐扩管路内紊流数值计算源程序清单及其说明（光盘）

参考文献

内容简介 2100433B

本书共分为八章，主要内容包括:管路内典型流体流动的数学模型、网格生成方法、代数多重网格(AMG)法、求解几种典型离散系统的GAMG法等。

《电磁场数值计算与仿真分析》主要讨论基于时域有限差分方法的电磁场仿真分析技术，依次介绍了有限差分方法的基本概念、电磁场时域有限差分法的原理与实现、电磁场仿真计算平台的构建、电磁场理论与微波工程问题的仿真计算、电磁场并行计算方法研究等内容。书中注重理论和实践的结合，在阐明算法原理的基础上，详细介绍了自行建立仿真系统的方法，并用丰富的计算实例说明了如何进行实际的仿真计算与分析。在附录中列出了相关的计算机知识，以供需要时查阅。

《电磁场数值计算与仿真分析》可以作为电磁场与微波技术专业有关课程的教学用书，也可供从事电磁场理论研究和微波工程设计的相关人员参考。

第1章绪论

1.1有限元数值计算方法及其工程应用

1.2计算机仿真技术的意义与趋势

1.3现代计算机协同仿真技术与发展

1.4土木工程数值计算与仿真分析软件简介

第2章有限元数值计算和仿真技术的理论与方法

2.1弹性力学的基本理论与基本方程

2.1.1弹性力学中的基本概念

2.1.2弹性力学中的基本假定

2.1.3弹性力学的两种平面问题

2.1.4平面问题的基本方程与边界条件

2.1.5圣维南原理与叠加原理

2.2有限元数值分析的基本理论与方法

2.2.1有限单元离散

2.2.2位移模式与形函数

2.2.3虚位移原理与虚功方程

2.2.4单元刚度矩阵与整体刚度矩阵

2.2.5计算荷载的种类与数值处理

2.3多媒体技术与实现仿真的基本方法

2.3.1多媒体技术简介

2.3.2多媒体协同设计环境

2.3.3工程研究的多媒体仿真分析

2.4线性与非线性有限元数值求解方法

2.4.1线性代数方程组的求解

2.4.2工程中的非线性问题及特点

2.4.3非线性方程组的求解

2.5结构局部与整体稳定问题的数值分析

2.5.1结构屈曲基本原理及分类

2.5.2结构稳定问题计算方法

2.5.3有限元求解结构屈曲的基本方法

2.5.4应用ANSYS求解结构屈曲的实现

2.5.5非线性屈曲分析的具体注

2.6岩土工程问题稳定性数值分析方法

2.6.1瑞典圆弧法计算原理

2.6.2毕肖普法计算原理

2.6.3简布的普遗条分法计算原理

2.7动力学问题的基本方程与求解方法

2.7.1动力响应及荷载类型

2.7.2振动问题与波动问题

2.7.3动力响应基本方程与波动问题的求解

2.8渗流与地震反应问题的数值求解方法

2.8.1渗流问题的数值求解方法

2.8.2地震反应分析的数值求解方法

2.9有限元并行计算技术及应用前景

2.9.1单元分析的并行计算

2.9.2总体刚度矩阵的并行装配

2.9.3约束条件的并行处理

2.10参数化设计方法与用户可编程特性

2.10.1参数化设计语言APD

2.10.2参数化设计宏文件

2.10.3ANSYS的用户可编程特性

第3章有限元数值计算与仿真分析的前处理方法

第4章有限元数值计算误差估计与自适应分析方法

第5章有限元数值计算与仿真分析的后处理方法

第6章土木工程数值计算与仿真技术应用实例

主要参考文献……2100433B

内 容 简 介本书主要叙述了热工水力分析中的数值计算方法，包括偏微分方程的数值求解、线性代数方程组的求解、流体动力学方程体系以及数值求解方法等内容。本书的重点是在介绍各种数值计算方法的基础上，对SIMPLE方法、多孔介质法、子通道分析方法等进行讨论，深入算法的核心，对各种数值计算方法进行研究。

本书可作为高等院校反应堆工程专业研究生的专业课教材，也可供相关专业的工程技术人员参考。