《熱工流體數值計算》是2013年出版的一本圖書，作者是俞冀陽。
基本介紹
- 書名：熱工流體數值計算
- 作者：俞冀陽
- ISBN：9787302308195
- 定價：28元
- 出版時間：2013-1-4
- 裝幀：平裝
圖書簡介,圖書前言,圖書目錄,
圖書簡介
內 容 簡 介本書主要敘述了熱工水力分析中的數值計算方法，包括偏微分方程的數值求解、線性代數方程組的求解、流體動力學方程體系以及數值求解方法等內容。本書的重點是在介紹各種數值計算方法的基礎上，對SIMPLE方法、多孔介質法、子通道分析方法等進行討論，深入算法的核心，對各種數值計算方法進行研究。
本書可作為高等院校反應堆工程專業研究生的專業課教材，也可供相關專業的工程技術人員參考。
本書可作為高等院校反應堆工程專業研究生的專業課教材，也可供相關專業的工程技術人員參考。
圖書前言
隨著核能技術和計算機乘樂技術的發展，核反應堆工程領域內出現的熱、質傳遞的數值計算方法也得到了迅速發展。如何高效可靠地預測流體的流動和傳熱行為，對於核能系統設計具有重要的意義。本書的目的是使讀者全面系統地掌握熱工流體數值計算的基本方法。本書給出了大量具體的程式原始碼案例，解剖各種算法的核心和精髓，對於提高研究生的數值建模能力、編程分析能力及程式調試能力很有幫助。
本書首先介紹了數值計算和實驗分析的差別，回答了為什麼要學習數值計算的問題。然後在第2章介紹偏微分方程求解的一般性的方法--有限差分法。結合各種不同類型的偏微分方程，給出夜催應料了幾個具體的例題，引領讀者進入數值計算的大門。第3章，主要講述了由差分法得到的大型線性代數方程組的求解方法。在介紹一般性方法的基礎上，引入了幾種高效的算法，並提供原始碼供讀者測試各種算法的優劣。第4章，主要講述了流體動力學的方程體系。重點討論質量守恆、動量守恆和能量守恆得到的守恆方程的各種形式，這是流巴鞏估體傳熱和流動分析的基礎。第5章介紹單相流動力學方程的求解方法，介紹SIMPLE 算法和多孔介質方法，並利用方腔頂蓋驅動流的案例，分析SIMPLE 算法的性能。第6章和第7章主要介紹兩相流的分析模型和數值計算方法。第8章介紹核反應堆熱工流體分析中常用的子通道分析方法。本書的附錄提供了一些分析方法的源程式代碼和利用本書介紹的方法開發的THSWAN 程式，並提供了一些算例供讀者參考。
本書要求讀者具有一定的反應堆熱工流體、傳熱學、流體力學的基本知識。本書作為清華大學研究生課程的教材，通過本課程的學習，射己墊學生能夠得到全方位的訓練，包括對具體問題的數值建模能力，對FORTRAN 語言、C 語言、MATLAB 語言的編程能力，對各種方法的發展和創新能力以及對核能系統的綜合設計能力。
由於各種原因，書中難免還有片面、不足甚至錯誤之處，望讀者和使用本教材的研究生提出各種寶貴意見。
編著者
2012年10月29日於清華園
本書首先介紹了數值計算和實驗分析的差別，回答了為什麼要學習數值計算的問題。然後在第2章介紹偏微分方程求解的一般性的方法--有限差分法。結合各種不同類型的偏微分方程，給出夜催應料了幾個具體的例題，引領讀者進入數值計算的大門。第3章，主要講述了由差分法得到的大型線性代數方程組的求解方法。在介紹一般性方法的基礎上，引入了幾種高效的算法，並提供原始碼供讀者測試各種算法的優劣。第4章，主要講述了流體動力學的方程體系。重點討論質量守恆、動量守恆和能量守恆得到的守恆方程的各種形式，這是流巴鞏估體傳熱和流動分析的基礎。第5章介紹單相流動力學方程的求解方法，介紹SIMPLE 算法和多孔介質方法，並利用方腔頂蓋驅動流的案例，分析SIMPLE 算法的性能。第6章和第7章主要介紹兩相流的分析模型和數值計算方法。第8章介紹核反應堆熱工流體分析中常用的子通道分析方法。本書的附錄提供了一些分析方法的源程式代碼和利用本書介紹的方法開發的THSWAN 程式，並提供了一些算例供讀者參考。
本書要求讀者具有一定的反應堆熱工流體、傳熱學、流體力學的基本知識。本書作為清華大學研究生課程的教材，通過本課程的學習，射己墊學生能夠得到全方位的訓練，包括對具體問題的數值建模能力，對FORTRAN 語言、C 語言、MATLAB 語言的編程能力，對各種方法的發展和創新能力以及對核能系統的綜合設計能力。
由於各種原因，書中難免還有片面、不足甚至錯誤之處，望讀者和使用本教材的研究生提出各種寶貴意見。
編著者
2012年10月29日於清華園
圖書目錄
第1章 緒論1
第2章 偏微分方程數值解法42.1 典型的偏微分方程介紹4
2.1.1 橢圓型方程4
2.1.2 拋物型方程4
2.1.3 雙曲型方程5
2.1.4 定解問題5
2.2 差分法簡介6
2.3 橢圓型方程的差分解法8
2.4 拋物型方程的差分解法10
2.5 雙曲型方程的差分照鞏煉解法12
第3章 線性方程組求解16
3.1 解線性方程組的直接法16
3.1.1 高斯消元法16
3.1.2 解三對角方程組的追趕法19
3.2 解線性方程組的疊代法21
3.2.1 雅可比疊代法21
3.2.2 高斯-賽德爾(Gauss-Seidel)疊代法22
3.2.3 超鬆弛法22
3.2.4 SIP方法23
櫃霉譽 3.2.5 其他基於共軛梯度的疊代方法26
3.2.6 疊代法的收斂條件31
第4章 流體動力學方程體系32
4.1 質量方程33
4.2 動量方程33
4.3 能量方程36熱工流體數值計算 ?? 目錄 4.4 微分方程的一般形式40
第5章 單相肯民海漿流動力學方程數值求解43
5.1 Lax-Wendroff差分格式43
5.2 MacCormack差分格式45
5.3 SIMPLE方法62
5.3.1 SIMPLE方法的思路63
5.3.2 SIMPLE方法的步驟66
5.4 用SIMPLE方法計算方腔頂蓋驅動流67
5.5 多孔介質法68
5.6 多孔介質有限體積法離散方程71
5.6.1 對流項71
5.6.2 擴散項76
5.6.3 瞬態項77
5.6.4 源項77
5.6.5 主控制體的方程78
5.6.6 動量控制體的方程80
5.6.7 壓力方程 82
5.6.8 邊界條件 84
第6章 兩相流分析模型85
6.1 描述兩相流的物理量85
6.2 滑移速度88
6.3 SM模型89
6.4 SPM模型90
第7章 兩相流基本方程的數值求解91
7.1 一般形式的守恆方程數值求解91
7.2 連續方程的差分格式94
7.2.1 單相流和SM模型的兩相流94
7.2.2 基於SPM模型的兩相流95
7.3 動量方程的差分格式95
7.3.1 單相流95
7.3.2 基於SM模型的兩相流97
7.3.3 基於SPM模型的兩相流100
7.4 能量方程的差分格式106
7.4.1 單相流106
7.4.2 基於SM和SPM模型的兩相流108
7.5 描述壓力分布的泊松方程109
7.5.1 單相流109
7.5.2 基於SM模型的兩相流110
7.5.3 基於SPM模型的兩相流110
7.6 壓力方程中可壓縮項的處理111
7.6.1 單相流和基於SM模型的兩相流111
7.6.2 基於SPM模型的兩相流112
7.7 THSWAN程式概況112
第8章 堆芯的子通道分析方法115
8.1 子通道控制體的劃分方案115
8.2 子通道間的交混117
8.3 子通道分析方法的守恆方程118
附錄A SIP.F90121
附錄B SIMPLE.F90139
附錄C THSWAN 程式使用說明152
附錄D THSWAN 算例170
第2章 偏微分方程數值解法42.1 典型的偏微分方程介紹4
2.1.1 橢圓型方程4
2.1.2 拋物型方程4
2.1.3 雙曲型方程5
2.1.4 定解問題5
2.2 差分法簡介6
2.3 橢圓型方程的差分解法8
2.4 拋物型方程的差分解法10
2.5 雙曲型方程的差分照鞏煉解法12
第3章 線性方程組求解16
3.1 解線性方程組的直接法16
3.1.1 高斯消元法16
3.1.2 解三對角方程組的追趕法19
3.2 解線性方程組的疊代法21
3.2.1 雅可比疊代法21
3.2.2 高斯-賽德爾(Gauss-Seidel)疊代法22
3.2.3 超鬆弛法22
3.2.4 SIP方法23
櫃霉譽 3.2.5 其他基於共軛梯度的疊代方法26
3.2.6 疊代法的收斂條件31
第4章 流體動力學方程體系32
4.1 質量方程33
4.2 動量方程33
4.3 能量方程36熱工流體數值計算 ?? 目錄 4.4 微分方程的一般形式40
第5章 單相肯民海漿流動力學方程數值求解43
5.1 Lax-Wendroff差分格式43
5.2 MacCormack差分格式45
5.3 SIMPLE方法62
5.3.1 SIMPLE方法的思路63
5.3.2 SIMPLE方法的步驟66
5.4 用SIMPLE方法計算方腔頂蓋驅動流67
5.5 多孔介質法68
5.6 多孔介質有限體積法離散方程71
5.6.1 對流項71
5.6.2 擴散項76
5.6.3 瞬態項77
5.6.4 源項77
5.6.5 主控制體的方程78
5.6.6 動量控制體的方程80
5.6.7 壓力方程 82
5.6.8 邊界條件 84
第6章 兩相流分析模型85
6.1 描述兩相流的物理量85
6.2 滑移速度88
6.3 SM模型89
6.4 SPM模型90
第7章 兩相流基本方程的數值求解91
7.1 一般形式的守恆方程數值求解91
7.2 連續方程的差分格式94
7.2.1 單相流和SM模型的兩相流94
7.2.2 基於SPM模型的兩相流95
7.3 動量方程的差分格式95
7.3.1 單相流95
7.3.2 基於SM模型的兩相流97
7.3.3 基於SPM模型的兩相流100
7.4 能量方程的差分格式106
7.4.1 單相流106
7.4.2 基於SM和SPM模型的兩相流108
7.5 描述壓力分布的泊松方程109
7.5.1 單相流109
7.5.2 基於SM模型的兩相流110
7.5.3 基於SPM模型的兩相流110
7.6 壓力方程中可壓縮項的處理111
7.6.1 單相流和基於SM模型的兩相流111
7.6.2 基於SPM模型的兩相流112
7.7 THSWAN程式概況112
第8章 堆芯的子通道分析方法115
8.1 子通道控制體的劃分方案115
8.2 子通道間的交混117
8.3 子通道分析方法的守恆方程118
附錄A SIP.F90121
附錄B SIMPLE.F90139
附錄C THSWAN 程式使用說明152
附錄D THSWAN 算例170
參考文獻
參考文獻
