多介質流體界面問題的數(shù)值模擬

定　價：￥89.00

作　者：	趙寧，王東紅著
出版社：	科學出版社
叢編項：
標　簽：	科學與自然力學

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ISBN：	9787030498403	出版時間：	2016-10-01	包裝：	平裝
開本：	32開	頁數(shù)：	324	字數(shù)：

內容簡介

　　計算流體力學發(fā)展到現(xiàn)在，其重要的研究課題之一是對多介質流體界面的數(shù)值模擬。本書從水和氣等多介質的速度、壓力、密度等產生的間斷以及各種界面不穩(wěn)定問題出發(fā)，著重介紹幾類多介質流體界面的數(shù)值模擬方法，包括：Lagrange方法、ArbitraryLagrangian-Eulerian（ALE）方法、Euler坐標系下的虛擬流體方法、Level-set方法和界面追蹤方法（Front-tracking方法）的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢，以及在工程設計中的應用。

作者簡介

　　趙寧，男，1963年8月生，南京航空航天大學航空宇航學院教授，博士生導師。擔任中國力學學會常務理事，中國空氣動力學會副理事長，國家自然科學基金委數(shù)理學部學科評審組成員，全國高等學校優(yōu)秀骨干教師，江蘇省青藍工程中青年學科帶頭人。長期致力于空氣動力學教學和科研工作，負責主持國家自然科學基金重點項目和面上項目、973計劃、國防預研等多個研究課題，內容涉及流體力學數(shù)值模擬方法、多介質流體界面問題數(shù)值模擬、直升機旋翼氣動力數(shù)值模擬、飛機復雜外形高精度氣動力數(shù)值模擬等研究。榮獲省部級科學技術二等獎2次，發(fā)表學術論文150多篇。王東紅，博士，南京航空航天大學數(shù)學系副教授，主要從事偏微分方程數(shù)值解法以及計算流體力學方向的研究。

圖書目錄

前言第一部分基礎知識第1章計算流體力學基礎 1.1流體力學方程 1.1.1基本的Navier—Stokes方程 1.1.2狀態(tài)方程的一般形式 1.1.3直角坐標系下的Navier—Stokes方程和Euler方程 1.1.4任意Lagrange—Euler守恒方程 1.2間斷條件、弱解以及熵條件 1.2.1間斷條件 1.2.2弱解以及熵條件 1.3Riemann問題參考文獻第二部分Lagrange方法及任意Lagrange—Euler方法第2章Lagrange方法及任意Lagrange—Euler方法介紹 2.1問題的背景 2.2ALE方法國內外研究現(xiàn)狀 2.2.1Lagrange方法高精度格式發(fā)展與現(xiàn)狀 2.2.2網格重構方法的發(fā)展與現(xiàn)狀 2.2.3物理量重映方法的發(fā)展與現(xiàn)狀 2.3第3～7章的主要內容參考文獻第3章交錯網格的高精度有限體積格式 3.1高精度有限體積格式 3.1.1變量控制體 3.1.2ENO多項式重構技術 3.1.3交錯網格的ENO型高精度有限體積格式 3.1.4邊界條件 3.2數(shù)值模擬與驗證 3.2.1一維算例 3.2.2精度測試 3.3小結參考文獻第4章格心型高精度有限體積格式 4.1格心型LSM型高精度Lagrange格式 4.1.1變量控制體 4.1.2空間離散 4.1，3最小二乘法重構多項式技術 4.2精度測試和驗證 4.2.1精度測試 4.2.2收斂性測試 4.2.3非振蕩測試 4.3格心型ENO型高精度Lagrange格式 4.4數(shù)值模擬與驗證 4.4.1精度測試 4.4.2收斂性測試 4.4.3非振蕩測試 4.5小結參考文獻第5章守恒重映方法 5.1守恒重映和守恒量 5，2守恒重映方法 5.2.1兩個任意凸多邊形的相交計算 5.2.2一類通用重映方法 5.3ENO守恒重映算法 5.4數(shù)值驗證 5.5近似積分守恒重映方法 5.5.1ENO近似積分守恒重映方法 5.5.2LSM近似積分守恒重映方法 5.6小結參考文獻第6章網格重分與ALE方法數(shù)值模擬 6.1網格技術 6.1.1結構網格生成技術 6.1.2網格重分技術 6.2ALE方法數(shù)值模擬 6.2.1一維問題 6.2.2二維問題 6.3小結參考文獻第7章自適應ALE方法 7.1自適應網格的ALE方法 7.1.1運動網格方法的自適應重構網格技術 7.1.2自適應網格ALE算法 7.1.3自適應ALE方法數(shù)值模擬 7.2小結參考文獻第三部分界面捕捉方法第8章界面捕捉方法介紹 8.1多介質流體力學的界面捕捉方法 8.2虛擬流體方法 8.3水氣運動模擬方法 8.4第9～14章的主要內容參考文獻第9章Level—Set重新初始化新方法 9.1Level—Set方程 9.2用FMM重新初始化Level—Set函數(shù) 9.2.1Eikonal方程|▽u|=F（x，y）的求解 9.2.2構造延拓速度的方法 9.3Level—Set重新初始化新方法 9.4數(shù)值實驗 9.5小結參考文獻第10章多介質流動的高分辨率γ—model和體積分數(shù)方法 10.1界面捕捉等效方程 10.1.1γ方程的探討 10.1.2捕捉界面的等效方程 10.2γ—model方法的控制方程 10.2.1二維耦合形式的方程組 10.2.2三維問題的控制方程 10.3體積分數(shù)方法 10.4（M）WENO插值 10.4.1WENO插值多項式的構造 10.4.2MWENO插值重構 10.5多介質流體耦合型方程組（M）WENO離散 10.6中心型格式 10.7NND差分格式 10.8數(shù)值算例 10.9小結參考文獻第11章強間斷問題的Level—Set方法 11.1虛擬流體的構造 11.2激波速度的計算 11.3標量方程的間斷跟蹤方法 11.4變量外推技術 11.5推廣到多維問題 11.6數(shù)值方法 11.7數(shù)值實驗 11.8小結參考文獻第12章基于Level—Set方法的大密度比水氣流動模擬研究 12.1控制方程 12.2變密度投影算法 12.3界面處理 12.4表面張力的計算 12.5算法總結 12.6數(shù)值離散方法 12.6.1對流項的離散 12.6.2黏性項的離散 12.6.3曲率的離散求解 12.6.4變密度投影法的數(shù)值離散 12.6.5時間方向上的離散 12.6.6時間步長與邊界條件 12.7數(shù)值算例 12.7.1收斂分析 12.7.2表面張力的影響 12.7.3黏性力的影響 12.7.4水平方向運動的水滴落地 12.7.5多水滴運動模擬 12.8小結參考文獻 …… 第13章大密度比水氣運動問題的Phase Field方法研究第14章針對水氣多介質問題的界面處理方法第四部分界面追蹤方法索引