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利用有限体积法进行计算流体力学研究。

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简介:
This textbook delves into both the underlying theoretical principles of the Finite Volume Method (FVM) and its practical applications within the field of Computational Fluid Dynamics (CFD). It offers a comprehensive account of the numerical techniques and algorithms employed in simulating both incompressible and compressible fluid flows, alongside a detailed investigation into the essential components required for constructing a collocated unstructured pressure-based CFD solver. The text specifically examines two distinct CFD codes. The initial code is uFVM, a three-dimensional unstructured pressure-based finite volume academic CFD program, which has been developed using Matlab. Furthermore, it explores OpenFOAM®, an open-source framework that serves as a foundational platform for creating a diverse collection of CFD programs designed to address complex flow problems encountered in industrial settings. Supplementing the core material, this resource contains over 220 illustrative figures, numerous examples designed to reinforce understanding, and more than one hundred exercises focusing on FVM numerics, programming concepts, and various applications. Consequently, this textbook is ideally suited for use in introductory courses dedicated to the FVM methodology, advanced courses concentrating on numerical methods, and as a valuable reference resource for CFD programmers and researchers alike.

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客服
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  • 的OpenFOAM高级教程——向量分析篇
    优质
    本教程深入讲解了OpenFOAM在计算流体力学中的应用,重点介绍基于有限体积法的向量分析技术,适合具备基础知识的学习者进一步提升。 《计算流体动力学中的有限体积法——使用OpenFOAM和Matlab的高级介绍》一书的第二章节详细介绍了有限体积法的基础理论知识,并配有一套易于学习的Matlab教学代码,帮助读者理解具体的执行细节。此外,该章节还深入讲解了OpenFOAM的一些架构和语句,非常适合初学者入门。 这本书是了解有限体积法及其在实际应用中的实现方式的理想选择,特别是对于那些希望使用OpenFOAM进行计算流体动力学研究的人士来说更是如此。
  • 基于的幂律非牛顿(2013年)
    优质
    本研究运用有限体积法探讨了幂律非牛顿流体在多种流动条件下的行为特性,旨在为工业应用中的复杂流体提供理论支持。发表于2013年。 本段落以幂律非牛顿流体为研究对象,针对其表观黏度随剪切速率变化且计算过程不同于牛顿流体的特殊挑战,提出了一种高精度格式的有限体积计算方法。在应力计算过程中可能遇到“零障碍”和“无限大障碍”的奇点问题时,采用限定表观黏度数值变化范围的方法以防止迭代计算中出现除零或除无穷的情况,并给出了完整的计算方案。通过模拟幂律流体在圆管和突扩圆管中的层流流动,验证了该方法的有效性。此外,还分析了幂律指数对这两种管道内层流流动的影响。
  • 中使的间断元方
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    本研究探讨了在计算流体力学领域应用的间断有限元方法,分析其优势与局限性,并探索该技术在未来复杂流动问题中的潜力。 本段落探讨计算流体力学(CFD)中的间断有限元方法(DG),这是一个工程科学与应用数学的重要领域,通过数值模拟研究流体流动及其相关现象。 ### 一、计算流体力学(CFD) 计算流体力学是一种预测和分析流体运动的方法。它基于求解纳维-斯托克斯方程等流体动力学方程组来实现这一目标,并广泛应用于航空航天、汽车工业、气象预报及生物医学工程等领域。CFD的核心在于将复杂的连续问题转化为一系列可计算的数学模型,从而对流动特性进行精确分析和预测。 ### 二、间断有限元方法(DG) 间断有限元法是一种用于偏微分方程数值解的技术,在处理具有复杂几何结构或存在不连续性(如激波)的问题时特别有效。与传统的连续有限元法相比,DG允许单元边界上的解出现跳跃,这使得它在解决高速流、多相流等问题上更为适用。该方法结合了有限体积和有限元的优点,并且能够独立地在一个单元内构建高阶多项式逼近。 ### 三、《Discontinuous Finite Elements in Fluid Dynamics and Heat Transfer》书籍解析 由Ben Q. Li教授编写的《间断有限元在流体力学与传热中的应用》一书,是CFD领域的重要参考资料。书中详细介绍了DG方法的理论基础及其在流体动力学和热量传递问题上的实际应用案例,并通过167幅插图直观展示了各种复杂流动现象。 ### 四、间断有限元方法的应用 间断有限元法被广泛应用于计算流体力学中,如航空航天工业中的超音速飞行器气动特性模拟;汽车设计时的空气动力优化;环境科学领域的大气污染扩散预测以及能源工程中的热交换设备设计等方面。此外,在生物流体动力学、地质流体动力学等交叉学科也有广泛的应用。 综上所述,计算流体力学中的间断有限元方法不仅是一门学术研究的重要课题,也是现代工程技术中不可或缺的工具。随着计算机硬件性能提升和数值算法的进步,DG在解决复杂问题方面展现出巨大的潜力,并为科学研究与工程创新提供了新的机会。
  • PCL和VTK三维模型的切片
    优质
    本研究探讨了运用PCL与VTK库实施三维模型切片技术以精确计算其体积的方法,为复杂几何形状提供了高效分析手段。 使用C++切片法计算封闭三维模型(三角形网格模型)的体积。这种方法具有速度快、准确性高的特点。
  • 中的应
    优质
    本研究聚焦于利用有限元方法解决复杂流体动力学问题,探讨其在模拟和分析流体流动与传递现象中的应用及优势。 有限元方法求解流体力学问题的资料较为详尽,适合有一定基础的学习者参考。
  • 傅德薰的
    优质
    傅德薰先生是著名计算流体力学家,在该领域做出了杰出贡献。他专注于数值方法的发展和复杂流动问题的研究,推动了我国航空事业的进步。 经典的计算流体力学入门教科书已经不再出版纸质版了。
  • (FVM)
    优质
    有限体积法(FVM)是一种广泛应用于计算流体动力学及其它工程领域的数值模拟方法,通过控制体积内的积分来求解偏微分方程。 使用有限体积法求解NACA0012翼型流场的欧拉方程。
  • FVD_基于求解传热问题
    优质
    本文介绍了基于流体体积法(FVM)的有限体积方法在解决传热问题中的应用,探讨了其理论基础和实践案例。 流体力学中的有限体积法求解可以使用MATLAB程序实现。
  • FVD_基于求解传热问题.zip
    优质
    本资源提供了一种采用流体体积法解决复杂几何形状中热量传递问题的有限体积方法代码和文档,适用于工程仿真与研究。 FVD_流体体积法_有限体积_有限体积法_有限体积法求解传热.zip