一本清华大学的计算流体力学讲义

zbkq · 发表于 2009-11-16 16:14:48

这是清华大学的一本机算流体力学讲义，既有DOC文件，又有习题和答案，对非流体力学专业有参考意义。
第一章绪论
§1.1 计算流体力学简介
（一）什么是计算流体力学
1．以计算机作为模拟手段，运用一定的计算技术寻求流体力学各种复杂问题的离散化数值解。
 数值解而不是解析解；
 计算技术起关键作用；
 与计算机的发展紧密相关
2．计算流体力学、理论流体力学、实验流体力学是流体力学研究工作的三种主要手段――既互相独立又相辅相成
 理论分析具有普遍性――各种影响因素清晰可见、为实验和计算研究提供依据
 实验研究仍是研究工作的基石，数值研究的许多方面都密切依赖于实验研究：实验提供数据；计算结果需由实验验证；观察实验现象分析实验数据以建立计算模型等等。
 数值模拟是特殊意义下的实验，也称数值实验
（二）计算流体力学研究工作的方向
1．与现代计算技术的发展相关联的研究方向：（与计算物理，计算力学发展、图形学、网格技术等）
2．与离散数学的理论研究相关连的研究方向；
离散化理论、边界条件数值处理的稳定性分析、格式的熵条件等
3．在一些相关学科的边缘上寻求新的发展点；
4．解决众多相关学科的的科研工作和工程实际提出的与流体力学问题有关的各类复杂的问题
机械、航天航空、气象、海洋、石油、环境（包括气动噪音控制）、建筑、
（三）计算流体力学研究工作的优势、存在的问题和困难
1．优势：
“数值实验”比“物理实验”具有更大的自由度和灵活性，例如“自由”地选取各种参数等
“数值实验”可以进行“物理实验”不可能或很难进行的实验；例如：天体内部地温度场数值模拟，可控热核反应地数值模拟
“数值实验”的经济效益极为显著，而且将越来越显著；
2．问题与不足
流动机理不明的问题，数值工作无法进行；
数值工作自身仍然有许多理论问题有待解决；
离散化不仅引起定量的误差，同时也会引起定性的误差，所以数值工作仍然离不开实验的验证；

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