有限元方法流体动力学(第5版 第3卷 )

有限元方法流体动力学(第5版 第3卷 )
作 者: 监凯维奇 泰勒 符松 刘扬扬
出版社: 清华大学出版社
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标 签: 流体力学
ISBN 出版时间 包装 开本 页数 字数
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作者简介

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内容简介

《有限元方法》一书涵盖了有限元的基本方法,以及这一方法在固体和结构力学、流体动力学问题中的应用。第1卷完整地介绍了有限元方法的基础知识,适于本科生、研究生以及专业工程师学习。第2卷集中介绍了有限元方法在非线性固体和结构力学中的应用,适合这一领域内的研究生和专业工程师阅读。《有限元方法》为其第3卷,面向有一定流体力学基础的读者,集中介绍有限元方法在流动数值模拟中的应用。尽管本卷是与第1卷配套出版的,但对于通过其他途径学习有限元方法的读者,也适于单独阅读。内容包括:特征分裂方法,这是一种统一算法,应用于亚音速、超音速和高超音速流动;特征Galerkin方法的最新研究进展;处理超音速和高超音速问题的最新方法;解决自由表面问题中的最新进展;研究周期短波问题的新方法;计算机程序可在www.bh.com/companions/fem下载。

图书目录

译者前言Ⅰ

前言Ⅲ

1 引文及流体动力学方程

1.1本书所涉及流体力学问题的概述与分类

1.2流体力学控制方程

1.3不可压缩(或近似不可压缩)流动

1.4本章小结

参考文献

2 对流主导问题: 对流扩散方程的有限单元近似

2.1引言

2.2一维定常问题

2.3二维(或三维)定常问题

2.4定常问题——结论

2.5瞬态介绍

2.6基于特征线的方法

2.7标量变量的TaylorGalerkin方法

2.8定常条件

2.9非线性波和激波

2.10向量变量

2.11总结和结论

参考文献

3 可压缩和不可压缩流动的一般方法——特征分裂方法

3.1前言

3.2特征分裂方法(CBS)

3.3显式、半隐式和近似隐式格式

3.4“避免”BabuskaBrezzi(BB)约束

3.5单步格式

3.6边界条件

3.7无粘问题的两步和单步算法

3.8结论

参考文献

4 不可压缩层流——牛顿和非牛顿流体

4.1引言和基本方程

4.2无粘不可压缩流动(有势流)

4.3不可压缩流动和近似不可压缩流动的CBS算法

4.4边界出口条件

4.5自适应网格加密

4.6为瞬时问题生成的自适应网格

4.7稳定对流项的重要性

4.8蠕流——混合和罚函数

4.9非牛顿流体——金属与聚合体成形

4.10求解瞬态金属成形问题的直接位移法

4.11总结

参考文献

5 自由表面,浮力和不可压缩湍流

5.1前言

5.2自由表面流动

5.3浮力驱动的流动

5.4湍流

参考文献

6 可压缩高速气体流动

6.1引言

6.2控制方程

6.3边界条件——亚音速和超音速流动

6.4数值近似和CBS算法

6.5激波捕捉

6.6Euler方程的一些简单例子

6.7自适应加密和Euler问题中的激波捕捉

6.8定常中的三维非粘性示例

6.9二维和三维的瞬时问题

6.10二维粘性问题

6.11三维粘性问题

6.12边界层——无粘Euler解的耦合

6.13总结

参考文献

7 浅水流问题

7.1引言

7.2浅水流方程的基础

7.3数值近似

7.4应用实例

7.5干燥区域

7.6浅水输运

参考文献

8 波

8.1引言与方程

8.2闭区域内的波——有限元模拟

8.3模拟表面波的难点

8.4底部摩擦和其他影响

8.5短波问题

8.6无界区域内的波(外表面波动问题)

8.7无界问题

8.8边界阻尼

8.9与到外问题求解的连接

8.10无限元

8.11映射周期无限元

8.12Burnett和Holford椭圆形无限元

8.13波包无限元

8.14无限元的精度

8.15瞬态问题

8.16表面波的三维效应

参考文献

9 用计算机实现CBS算法

9.1引言

9.2数据输入模块

9.3求解模块

9.4输出模块

9.5CBS流动程序可能的扩展

参考文献

附录A NavierStokes方程的非守恒形式

附录B 求解对流扩散方程的非连续Galerkin方法

附录C 基于边界的有限元公式

附录D 多重网格

附录E 边界层无粘流耦合

索引