流體機械內流理論與計算

基本介紹

• 書名：流體機械內流理論與計算
• 作者：張楚華
• 定價：29.0
• 出版時間：2016-03-22

基本信息

流體機械內流理論與計算

書號： 52797

ISBN： 978-7-111-52797-8

作者： 張楚華

印次： 1-1

責編： 蔡開穎李樂任正一

開本： 16開

字數： 275千字

定價： 29.0

所屬叢書： 普通高等教育“十三五”規劃教材

裝訂： 平裝

出版日期： 2016-03-22

內容簡介

本書系統介紹流體機械內流理論、計算方法及套用，內容包括：張量的基本概念及運算，流體機械內部全三維、準三維、二維流動理論，計算流體力學的數值方法，流體機械內部三維可壓縮黏性流動的數值方法及其套用。

目錄信息

前言

常用符號表

第1章緒論1

1 1流體機械內流的特點1

1 2流體機械內流的研究方法3

1 3流體機械內流理論的發展4

1 4流體機械內流計算的作用5

1 5本書內容介紹6

參考文獻7

第2章張量的基本概念及運算9

2 1張量的定義9

2 2流體力學中常用的張量10

2 3笛卡兒張量分析10

2 3 1坐標基矢量10

2 3 2矢量的代數運算11

2 3 3矢量的微分運算12

2 3 4二階張量舉例13

2 3 5二階張量的代數運算19

2 3 6二階張量的微分運算19

2 4圓柱坐標系下的張量分析20

2 4 1圓柱坐標系的基本要素20

2 4 2圓柱坐標系下的張量運算21

習題25

參考文獻26

第3章流體機械內部三維流動的基本方程27

3 1絕對流動28

3 1 1連續性方程28

3 1 2動量方程29

3 1 3能量方程30

3 1 4狀態方程31

3 1 5理想流動的控制方程組31

3 2相對流動32

3 2 1絕對流動與相對流動的關係33

3 2 2相對流動的控制方程組38

3 2 3理想相對流動的控制方程組38

3 3笛卡兒坐標系下的相對流動控制方程組39

3 4圓柱坐標系下的相對流動控制方程組40

3 5定解條件41

3 5 1初始條件41

3 5 2邊界條件42

3 6模型方程及性質43

習題46

參考文獻47

目錄流體機械內流理論與計算第4章流體機械內部準三維流動理論48

4 1兩類流面理論簡介48

4 2速度梯度方程50

4 3S1迴轉流面正問題52

4 3 1迴轉流面上的速度梯度方程52

4 3 2迴轉流面上的快速分析法53

4 3 3迴轉流面上的質量守恆方程54

4 4周向平均S2m流面反問題55

4 4 1子午面上的速度梯度方程55

4 4 2子午面上的質量守恆方程56

4 5離心葉輪葉片的準三維設計算例57

4 5 1葉輪主要設計參數57

4 5 2計算過程57

4 5 3環量分布對葉片型線及氣動載荷的影響60

習題64

參考文獻64

第5章平面葉柵二維流動理論66

5 1平面葉柵流動基本方程66

5 1 1平面葉柵模型66

5 1 2平面葉柵理想流動方程67

5 2一階偏微分方程的特徵理論68

5 2 1一維線性波動方程68

5 2 2一維非定常歐拉方程組69

5 2 3高維線性偏微分方程組72

5 3平面葉柵理想流動的特徵分析73

5 3 1控制方程組的特徵分析73

5 3 2邊界上的特徵分析76

5 4平面葉柵理想流動的定解條件及處理方式80

5 4 1邊界條件80

5 4 2初始條件82

5 5三維黏性流動定解條件的討論83

習題84

參考文獻85

第6章計算流體力學的數值方法86

6 1計算流體力學的發展簡史86

6 2計算流體力學的基本過程88

6 3區域離散方法91

6 3 1格線的基本概念91

6 3 2貼體坐標格線的生成方法93

6 4有限差分法96

6 4 1泰勒級數展開式與有限差分96

6 4 2一維對流擴散方程的有限差分法97

6 4 3有限差分方程的數學特性99

6 5有限體積法105

6 5 1有限體積法的基本步驟105

6 5 2對流擴散方程的基本離散格式107

6 5 3對流擴散方程的高階離散格式113

6 5 4高維對流擴散方程的離散格式115

6 6非定常項的離散格式116

6 6 1簡單差分格式116

6 6 2多步格式116

6 6 3雙重時間格式118

6 7代數方程組求解方法118

6 7 1TDMA方法119

6 7 2PDMA方法120

6 7 3ADI方法121

6 7 4疊代方法122

6 8對流擴散方程的編程算例122

習題126

參考文獻128

第7章時間推進法及其套用129

7 1氣動方程組129

7 1 1絕對流動控制方程組的張量形式129

7 1 2相對流動控制方程組的張量形式130

7 1 3相對坐標系下的絕對流動方程的張量形式130

7 1 4笛卡兒坐標系下的流動控制方程組131

7 2Spalart Allmaras湍流模型132

7 2 1湍流輸運方程133

7 2 2湍流黏度計算公式133

7 2 3湍流生成項133

7 2 4湍流破壞項134

7 2 5考慮旋轉和彎曲的改進模型134

7 2 6模型常數135

7 3定解條件136

7 3 1初始條件136

7 3 2邊界條件137

7 4數值方法138

7 4 1二階中心格式138

7 4 2人工黏性140

7 4 3顯式時間推進141

7 4 4加速收斂技巧141

7 4 5收斂準則145

7 5跨聲速軸流壓縮機轉子內部三維可壓縮湍流計算與分析145

7 5 1NASA Rotor37簡介145

7 5 2計算程式及參數設定146

7 5 3氣動性能曲線147

7 5 4流場分析148

參考文獻152

第8章全速度壓力修正法及其套用155

8 1笛卡兒坐標系下的流動方程及定解條件155

8 2非結構化格線上的全速度SIMPLE算法156

8 2 1非結構化格線上的方程離散156

8 2 2對流項的高階離散格式158

8 2 3代數方程組解法159

8 2 4界面流速的動量插值法159

8 2 5全速度SIMPLE算法160

8 2 6計算流程162

8 2 7全速度算例考核163

8 3離心葉輪內部三維可壓縮湍流計算與分析164

8 3 1NASA LSCC簡介164

8 3 2計算程式及參數設定164

8 3 3氣動性能曲線165

8 3 4流場分析165

參考文獻168