本书对CFD软件的基本方程、数值方法和软件使用中的基本问题进行了系统阐述。着重解决实际问题的基本技能，CFD的常识性基础；对CFD偏微分方程、数值方法和边界条件进一步深化理解，以及非稳态流场数值解应注意的问题；给出了在工业和工程中常用的湍流模型及其特点，并给出了一些典型算例和程序设计。

本书对CFD软件的基本方程、数值方法和软件使用中的基本问题进行了系统阐述。共分4编。第一编着重解决实际问题的基本技能，CFD的常识性基础。第二编在有限容积法基础上，对CFD偏微分方程、数值方法和边界条件进一步深化理解，以及非稳态流场数值解应注意的问题。第三编是对湍流物理基础和湍流模型的介绍，同时，给出了在工业和工程中常用的湍流模型及其特点，并给出了一些典型算例和程序设计。第四编介绍了7个有代表性的与湍流相关的工程实际算例。

本书可作为流体力学专业硕士、博士研究生教材，也可供有关专业高年级本科生参考。

第一编 CFD与商用软件基础

第1章 绪论

 1.1 CFD(Computafional Fluid Dynamics)技术的目标

 1.2 CFD软件及其主要功能

 1.3 CFD数值方法的基本原则

 1.4 国外通用计算流体力学商用软件的现状

 1.5 本书主要内容

第2章 流体运动的一般情况

 2.1 流体的运动特性

 2.2 描述流体运动的方程

 2.3 进一步理解流体的流动

第3章 偏微分方程数值解法概述

 3.1 数值离散方法

 3.2 简单方程的数值离散

 3.3 离散方法的比较

 3.4 离散方程组的解

 3.5 解联立的流体运动方程组

 参考文献

第4章 一般形式微分方程的数值求解与SIMPLE算法初步

 4.1 本章的范围和限制

 4.2 数学表达式

 4.3 区域的离散化

 4.4 一般形式的离散方程的导出

 4.5 离散方程的解与SIMPLE算法初步

 4.6 流场的计算

 4.7 完整的计算过程概要

 4.8 收敛准则和欠松弛的应用

 4.9 线性化源项的特殊用法

 4.10 结束语

 参考文献

第5章 CFD软件实用技术的准备

 5.1 用计算机解决工程问题

 5.2 描述工程中的流动问题

 5.3 建立网格

 5.4 设定流体流动的参数

 5.5 如何获得结果

 5.6 对计算结果进行分析

 参考文献

第二编 有限容积方法和SIMPLE改进算法

第6章 扩散问题的理解示例

 6.1 概述

 6.2 一维定常扩散的有限容积法

 6.3 一维定常状态扩散的实际算例

 6.4 二维扩散问题的有限容积法

 6.5 关于三维问题的有限容积法

 6.6 对扩散问题的离散方程的总结

 参考文献

第7章 对流-扩散问题的理解示例

 7.1 概述

 7.2 定常一维对流和扩散

 7.3 中心差分格式

 7.4 离散格式的特性

 7.5 用中心差分格式求解对流-扩散问题的评价

 7.6 上风差分格式

 7.7 混合差分格式

 7.8 幂函数格式

 7.9 对流-扩散问题中更高阶的差分格式

 7.10 其他的高阶格式

 7.11 小结

 参考文献

第8章 SIMPLE及其改进算法的详尽解释

 8.1 概述

 8.2 交错网格

 8.3 动量方程的离散

 8.4 SIMPLE算法

 8.5 SIMPLE算法的流程

 8.6 SIMPLER算法

 8.7 SIMPLEC算法

 8.8 PISO算法

 8.9 SIMPLE，SIMPLER，SIMPLEC和PISO算法的一般性评论

 8.10 小结

 参考文献

第9章 离散方程解法示例

 9.1 概述

 9.2 三对角矩阵运算法则

 9.3 TDMA在二维问题中的应用

 9.4 TDMA在三维问题中的应用

 9.5 例子

 9.6 在CFD中使用的其他求解技巧

 9.7 小结

 参考文献

第10章 非定常流动的有限容积法示例

 10.1 概述

 10.2 一维非定常热传导

 10.3 瞬态问题的典型例子

 10.4 用于二维和三维问题的隐式方法

 10.5 瞬态对流-扩散方程的离散

 10.6 用QUICK差分法的瞬态对流-扩散工程实例

 10.7 非定常流计算求解程序

 10.8 用假瞬态法进行定常状态计算

 10.9 其他瞬态格式的简述

 10.10 小结

 参考文献

第11章 边界条件的详尽解释

 11.1 概述

 11.2 入口边界条件

 11.3 出口边界条件

 11.4 壁面边界条件

 11.5 定压边界条件

 11.6 对称边界条件

 11.7 周期性或循环边界条件

 11.8 潜在的问题和评论

 参考文献

第12章 曲线坐标系中的SIMPLEC和SIMPLEX算法

 12.1 概述

 12.2 质量守恒的离散

 12.3 能量方程及其他标量方程的离散

 12.4 代数方程的解

 12.5 动量方程

 12.6 质量和动量耦合方程的解

 12.7 正交曲线坐标系下湍流模型的计算

 12.8 正交网格生成的几个问题

 参考文献

第三编 流体运动方程与湍流模式

第13章 流体运动基本方程

 13.1 流体运动的控制方程

 13.2 状态方程

 13.3 牛顿流体的N-S方程

 13.4 流体运动控制方程的守恒形式

 13.5 通用输运方程的微分形式和积分形式

 13.6 守恒方程的物理特征和分类

 13.7 双曲型方程的主要特点

 13.8 简单偏微分方程的分类方法

 13.9 流动方程的分类

 13.10 黏性流体力学控制方程的补充条件

 13.11 小结

 参考文献

第14章 湍流及其模式

 14.1 湍流的概念

 14.2 从层流到湍流的转捩

 14.3 湍流的物理性质

 14.4 湍流模拟发展情况简介

 参考文献

第15章 雷诺平均应力方程及其封闭

 15.1 雷诺平均

 15.2 相关性

 15.3 雷诺平均方程

 15.4 雷诺应力方程

 15.5 湍流尺度

 参考文献

第16章 时间平均N-S方程应用于工程计算

 16.1 时间平均N-S方程对湍流的表达能力

 16.2 工程中典型的湍流现象

 16.3 适用于工程典型问题的湍流模型

 16.4 小结

 参考文献

第四编 CFD商用软件和工程应用算例

第17章 典型Phoenies和STAR-CD计算程序举例

 17.1 算例程序1：流经方块的二维湍流场的Q1程序

 17.2 算例程序1编译后给出的计算使用程序

 17.3 算例程序1的应用：来流速度型变化对三维立体块顶部湍流回流区长度的影响

 17.4 算例程序2：浮力引起的容器中非稳态振荡流动的Q1程序

 17.5 算例程序3：气流流过上下对称圆柱体的Q1程序

 17.6 算例程序4：水流流过平面上的圆柱体

 17.7 算例程序5：喷射两种物质喷嘴的Q1程序

 17.8 算例程序6：多股横向射流和主流混合流动的Q1程序

 17.9 算例程序7：二维钝体绕流湍流流动的STAR-CD程序

 17.10 特种剖面鳍/舵的CFD结果分析

 参考文献

第18章 近年来国外典型CFD成功算例介绍

 18.1 多种湍流模型在计算立方体周围流场比较

 18.2 LES和RANS三维流场数值计算比较

 18.3 侧风条件下运动火车周围CFD数值分析

 18.4 BFE网格和正交网格计算复杂地形大气流动的比较

 18.5 LES在车辆气动力学CFD中的应用与进展

 18.6 直升机着陆舰船甲板上流场的涡受限法计算

 18.7 ICCM船舶流体动力学CFD最新进展

 参考文献