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第1章 绪论 1

1.1流体数值计算与仿真的意义和方法 1

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

1.1.2流体力学的实验研究、理论分析和数值仿真 3

1.1.3计算机和数值计算 4

1.2流体数值仿真的步骤 6

1.3机械管路内流体数值仿真的典型问题 8

1.3.1锥形渐扩管路内紊流的数值仿真 8

1.3.2液压管路内过渡流的数值仿真 9

1.3.3液压管路内脉动流的数值仿真 10

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 11

1.5物理量的单位和量纲 13

第2章 管路内典型流体流动的数学模型 15

2.1管路内紊流的数学模型 15

2.1.1紊流基本方程 16

2.1.2紊流动能k方程和紊流耗散率ε方程 16

2.1.3“标准”型k—ε紊流模型方程组的构成 17

2.1.4近壁低Re数型k—ε紊流模型 20

2.1.5圆管内紊流的k—ε模型 21

2.1.6 DHR型与DLR型k—ε紊流模型 23

2.1.7“标准”型、DHR型与DLR型k—ε紊流模型的关系 29

2.2紊流基本方程与k—ε紊流模型的导出依据 30

2.2.1紊流连续方程 30

2.2.2紊流运动方程 31

2.2.3紊流能量方程 31

2.2.4 k—ε紊流模型 34

2.2.5“标准”型k—ε紊流模型 36

2.2.6紊流方程组的封闭性 38

2.3管路内非定常流的数学模型 41

2.3.1管路内过渡流的数学模型 41

2.3.2管路内脉动流的数学模型 43

第3章 网格生成方法 44

3.1网格生成概述 44

3.2 BFC网格自动生成方法 45

3.2.1 BFC适体均匀网格自动生成方法 45

3.2.2 BFC适体近壁密集型径向非均匀网格自动生成方法 47

3.3 BFC网格自动生成的源程序与实例 48

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 48

3.3.2 BFC网格自动生成实例 49

第4章 代数多重网格（AMG）法 51

4.1基本概念和术语 51

4.2一种常用的AMG法 53

4.2.1网格粗化算法及插值算子的构造 55

4.2.2算法复杂度 59

4.2.3收敛性分析 61

4.2.4 H-CAMG法 68

4.3基于AMG预条件子的预处理方法 70

4.4数值实验 72

第5章 求解几种典型离散系统的GAMG法 78

5.1求解二维九点格式的SMG法 78

5.1.1启动部分 78

5.1.2求解部分 81

5.1.3数值实验 82

5.2求解各向异性网格问题的GAMG法 85

5.2.1具有局部各向异性的有限元网格 85

5.2.2求解各向异性网格问题的GAMG法 86

5.2.3在椭圆型方程组有限元分析中的应用 89

5.3高次有限元方程的GAMG法 93

5.3.1 2D高次有限元方程的AMG法 95

5.3.2 3D高次有限元方程的AMG法 118

5.3.3收敛性分析 132

第6章DLR型k—ε紊流模型的数值方法 138

6.1 DLR型k—ε紊流模型.BFC法 138

6.2 DLR型k—ε紊流模型.BFC.AMG法 143

6.2.1 DLR型k—ε紊流模型的BFC变换 143

6.2.2 DLR型k—ε紊流模型方程组的离散化 149

6.2.3压力泊松方程两种差分格式的构建 171

6.2.4数值化边界条件的设置和处理 173

6.2.5有限差分离散化线性代数系统的结构 175

6.2.6 DLR型k—ε紊流模型方程组求解的耦合算法 181

6.3压力泊松方程离散系统的求解方法及数值实验 188

6.3.1 Point-SOR法及数值实验 188

6.3.2 AMG法及数值实验 188

第7章 锥形渐扩管路内紊流的数值仿真诊断系统 191

7.1数值仿真诊断系统 191

7.1.1数值仿真诊断系统的组成 191

7.1.2数值计算程序系统模块设计及应用软件包 193

7.1.3数值计算源程序 202

7.2若干应用实例与诊断分析 203

7.2.1锥形渐扩管路内紊流的高精度数值仿真 203

7.2.2锥形渐扩管路内紊流的高效数值仿真 219

7.2.3数值预测结果的等值线图和可视化彩色图像 225

7.2.4计算条件影响的诊断分析 227

第8章 管路内非定常流的数值仿真 244

8.1管路内过渡流的数值仿真 244

8.1.1管路内过渡流的数值方法与仿真模型 244

8.1.2数值计算程序系统模块设计及应用软件 248

8.1.3计算实例及实验验证 249

8.1.4应用软件的数值预测功能、性能和用途 255

8.2管路内脉动流的数值仿真 256

8.2.1管路内脉动流的数值方法 256

8.2.2数值计算程序系统模块设计及应用软件包 266

8.2.3计算实例及实验验证 268

8.2.4应用软件包的数值预测功能及用途 273

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） 275

参考文献 276

内容简介 288