Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications

### 计算流体力学：原理与应用 #### 核心知识点概述 计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一门利用数值分析和数据结构来解决涉及流体流动问题的学科。它结合了物理学、数学、计算机科学等多个领域的知识和技术，通过建立数学模型并采用计算机进行模拟计算，为工程设计、科学研究提供了强大的工具。 #### 书籍基本信息 - **书名**：《计算流体力学：原理与应用》 - **作者**：J. Blazek - **出版社**：ELSEVIER - **出版年份**：2001年 - **语言**：英文 #### 书籍简介 本书由J. Blazek撰写，于2001年由ELSEVIER出版社出版。作为计算流体力学领域的经典著作之一，《计算流体力学：原理与应用》系统地介绍了该领域的主要理论基础、数值方法及其在实际工程中的应用案例。书中不仅涵盖了计算流体力学的基本概念、数学建模方法，还深入探讨了各种数值算法及其在复杂流场模拟中的应用。 #### 核心内容详解 1. **基本概念与原理** - **流体力学基础知识**：介绍流体力学的基本概念，包括流体的物理性质、流体动力学方程等。 - **数值方法**：讲解数值分析的基础知识，包括差分法、有限元法、有限体积法等常用数值方法及其优缺点。 2. **数学建模** - **控制方程**：详细解释Navier-Stokes方程，这是描述流体运动的基本方程组。 - **边界条件**：讨论不同类型的边界条件对数值模拟的影响，并介绍如何合理设置边界条件以提高模拟精度。 3. **数值算法** - **迭代求解器**：介绍常用的迭代求解技术，如Gauss-Seidel方法、共轭梯度法等，并分析其收敛性和效率。 - **网格技术**：探讨网格生成技术的重要性及其对计算结果的影响，包括结构化网格、非结构化网格的选择和优化。 4. **高级主题** - **多相流模拟**：介绍多相流现象的特点及数值模拟方法，如VOF方法、欧拉-欧拉方法等。 - **湍流模型**：深入探讨湍流现象的本质及其模拟方法，包括RANS模型、LES模型等。 5. **工程应用** - **航空领域**：展示计算流体力学在飞机设计中的应用，如气动外形优化、飞行性能预测等。 - **汽车工业**：讨论CFD技术如何帮助优化车辆空气动力学特性，减少风阻，提高燃油效率。 - **环境科学**：介绍CFD在大气污染扩散、水体流动等方面的应用。 #### 相关资源 - **出版社网站**：ELSEVIER拥有多个网站提供全球服务，包括欧洲的http://www.elsevier.nl、美洲的http://www.elsevier.com以及亚洲的http://www.elsevier.co.jp等。 - **相关书籍**：ELSEVIER还出版了其他与计算力学相关的书籍，如《Computational Fluids and Solid Mechanics》、《The Mathematics of Finite Elements and Applications X》等。 - **期刊资源**：ELSEVIER旗下的多个知名期刊专注于流体力学领域，如《Advances in Engineering Software》、《Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering》、《Computers and Fluids》等。 #### 结语 《计算流体力学：原理与应用》是一部全面而深入地介绍计算流体力学领域的著作，对于从事相关研究或工程实践的专业人士而言具有极高的参考价值。通过学习本书，读者不仅能掌握计算流体力学的基本理论和方法，还能了解到该领域最新的研究成果和发展趋势。