图书介绍
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- 李梅娥编 著
- 出版社: 西安:西安交通大学出版社
- ISBN:9787560527956
- 出版时间:2008
- 标注页数:126页
- 文件大小:28MB
- 文件页数:135页
- 主题词:冶金-过程-传输-数值计算-高等学校-教材
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图书目录
第1章 绪论1
1.1传输过程的重要性1
1.2传输过程的研究方法2
1.2.1理论研究方法2
1.2.2实验研究方法3
1.2.3数值计算方法3
1.3数值计算的意义及局限性3
1.3.1数值计算的优点3
1.3.2数值计算的局限性3
1.4常用数值计算方法5
1.4.1有限差分法5
1.4.2有限容积法5
1.4.3有限元方法6
1.5传输过程数值计算的主要环节7
第2章 传输现象的数学描述10
2.1控制微分方程10
2.1.1控制微分方程的意义10
2.1.2质量守恒11
2.1.3能量守恒11
2.1.4物质守恒13
2.1.5动量方程14
2.1.6守恒方程的通用形式14
2.2坐标的性质15
2.2.1自变量15
2.2.2坐标的合适选择15
2.2.3单向与双向的坐标16
2.3传输控制方程的类型17
2.3.1控制方程的数学分类17
2.3.2控制方程的守恒与非守恒形式18
2.4边界条件及初始条件20
2.4.1概述20
2.4.2传热20
2.4.3传质22
2.4.4流动23
习题24
第3章 离散化方法25
3.1空间区域的离散化25
3.1.1空间区域的离散化方法25
3.1.2两种区域离散化方法的比较27
3.2有限差分法建立离散方程28
3.2.1用泰勒级数展开法导出导数的差分表达式28
3.2.2多项式拟合法导出导数的差分表达式32
3.2.3建立差分方程34
3.3有限容积法建立离散方程35
3.3.1控制容积积分法35
3.3.2控制容积平衡法38
3.3.3不同离散方法的比较39
3.3.4源项的处理39
3.4离散方程的误差及特性分析40
3.5建立离散方程的四项基本法则42
习题44
第4章 温度场数值计算46
4.1温度场解析46
4.2一维非稳态导热温度场数值计算48
4.2.1显式与隐式差分48
4.2.2稳定性问题51
4.2.3边界条件的处理52
4.2.4TDMA算法55
4.3二维导热计算56
4.4柱坐标系导热58
4.4.1有限长圆柱体导热58
4.4.2无限长圆柱体导热59
4.5多材质系统导热计算60
4.5.1一维导热计算60
4.5.2二维导热计算61
4.5.3控制容积界面上当量导热系数确定62
4.6凝固潜热处理64
4.6.1温度补偿法65
4.6.2等效比热法66
4.7代数方程组的求解方法68
4.7.1点迭代法69
4.7.2线迭代法70
4.7.3代数方程组迭代求解的终止判据72
习题72
第5章 对流-扩散问题的数值计算76
5.1对流-扩散问题的解析解76
5.1.1定向凝固过程中固/液界面前沿溶质浓度分布76
5.1.2一维对流-扩散模型方程的解析解78
5.2对流项的中心差分与上风差分79
5.2.1中心差分的两种定义方式79
5.2.2上风差分的两种定义方式81
5.3指数格式、混合格式以及乘方格式83
5.3.1指数格式83
5.3.2混合格式84
5.3.3乘方格式85
5.4通用化公式86
5.4.1 J*流量密度86
5.4.2一维对流-扩散问题的通用化离散公式87
5.4.3离散方程系数特性分析88
5.5多维对流-扩散方程的离散及边界条件处理90
5.5.1二维对流-扩散方程的离散90
5.5.2三维对流-扩散方程的离散92
5.5.3边界条件处理92
5.6对流项离散的高阶格式94
5.6.1二阶上风格式94
5.6.2QUICK格式96
5.6.3采用高阶格式时近边界点的处理96
5.6.4采用高阶格式时离散方程的求解方法97
习题97
第6章 流场的计算99
6.1流场求解中的关键问题99
6.1.1压力与速度的耦合关系99
6.1.2交错网格100
6.2求解N-S方程的SIMPLE方法102
6.2.1动量方程的离散102
6.2.2交错网格上的插值103
6.2.3压力修正法基本思想104
6.2.4 SIMPLE算法104
6.2.5压力修正值方程的边界条件106
6.3求解N-S方程的SOLA方法107
6.3.1动量方程离散108
6.3.2流场求解111
6.3.3内部障碍物处理112
6.3.4边界条件112
6.3.5稳定性条件114
6.4自由表面追踪114
6.4.1自由表面边界条件115
6.4.2 MAC方法115
6.4.3 VOF方法117
6.5铸造充型过程数值模拟122
习题122
参考文献125