本书对那些熟悉算法、矢量和矩阵及基本数值方法的读者最有裨益。进一步说，假定学习者都已经具备了质量守恒、动量守恒及能量守恒的知识，并了解它们在流动问题上的应用会更好。本书参考了国内外众多教材，适度增加对经典理论和方法的阐述，加重应用实例，以方便读者应用CFD方法和软件解决工程实际问题，了解复杂工程流动、传热和传质及CFD软件所基于的物理和数值求解方法的基础。

本书系统地介绍流体流动、传热、传质过程的数值计算中所涉及的问题。

本书可分为三部分内容。第一章至第三章是预备性的知识，其中包括对数学与数值方法的基本讨论；第四章到第六章主要是数值方法的推导，第七章是求解方法和整个方法的完善；第八章和第九章则分别是一些专题和应用的实例以及对这些应用实例的解释和讨论。

本书可供教学、科研和过程工业部门从事传热、传质、流体流动等有关过程工作的教师、工程技术人员与科研人员参考，也可作为大专院校有关专业的研究生与高年级本科生的教材。

第一章 导论

 1.1 流体流动，传热传质过程的重要性

 1.2 预测的方法

1.2.1 实验研究

1.2.2 理论计算

1.2.3 理论计算的优点

1.2.4 理论计算的缺点

 1.3 何为CFD？

 1.4 预测方法的选择

 1.5 如何开展CFD m作？

1.5.1 前处理器

1.5.2 求解器

1.5.3 后处理器

 1.6 应用CFD方法所能解决的问题

 1.7 本书的目的

 参考文献

第二章 物理现象的数学描述

 2.1 流体流动与传热过程的守恒律

 2.2 控制微分方程

2.2.1 质量守恒方程

2.2.2 跟踪流体粒子或以流体微元来表示变化率

2.2.3 动量方程

2.2.4 能量方程

2.2.5 化学组分的守恒

2.2.6 状态方程

2.2.7 牛顿流体的纳维一斯托克斯方程

2.2.8 湍流的时间平均方程

2.2.9 通用微分方程

 2.3 物理行为归类

 2.4 控制方程的数学分类及其对数值解的影响

2.4.1 偏微分方程的3种类型

2.4.2 椭圆型方程

2.4.3 抛物型方程

2.4.4 双曲型方程

 2.5 初始条件与边界条件

 2.6 坐标的性质

2.6.1 自变量

2.6.2 坐标的合适选择

2.6.3 单向与双向的坐标

2.6.4 物理问题数值求解的基本过程

 习题

 参考文献

第三章 离散化方法

 3.1 数值方法的本质

3.1.1 任务

3.1.2 离散化的概念

3.1.3 离散化方程的结构

 3.2 推导离散化方程的方法

3.2.1 泰勒级数公式

3.2.2 变分公式

3.2.3 加权余数法

3.2.4 控制容积公式

 3.3 一个说明性的例子

 3.4 四个基本法则

 3.5 小结

 习题

 参考文献

第四章 导热问题的处理

 4.1 本章的对象

 4.2 一维稳态热传导

4.2.1 基本方程

4.2.2 网格布置

4.2.3 界面导热系数

4.2.4 非线性

4.2.5 源项的线件化

4.2.6 边界条件

4.2.7 实例

 4.3 不稳态一维热传导

4.3.1 通用的离散化方程

4.3.2 显式、克兰克一尼科尔森（Crank—Nicolson）模式、全隐式模式

4.3.3 全隐式离散化方程

4.3.4 实例

 4.4 二维与三维问题

4.4.1 二维问题的离散化方程

4.4.2 三维问题的离散化方程

 4. 5控制容积面的布置

4.5.1 控制容积面的位置

4.5.2 其他坐标系

 4.6 小结

 习题

 参考文献

第五章 对流—扩散问题的处理

 5.1 任务

 5.2 一维稳态对流与扩散

5.2.1 预备性的推导

5.2.2 上风方案

5.2.3 精确解

5.2.4 指数方案

5.2.5 混合方案

5.2.6 幂函数格式

5.2.7 一个通用化的公式

5.2.8 各种格式的结果

 5.3 维问题的离散化方程

5.3.1 推导的细节

5.3.2 最终的离散化方程

 5.4 三维问题的离散化方程

 5.5 单向空间坐标

5.5.1 使空间坐标成为单向坐标的条件

5.5.2 出流边界条件

 5.6 假扩散

5.6.1 关于假扩散的一般观点

5.6.2 有关假扩散的正确看法

 5.7 对流—扩散问题的高阶格式

 5.8 小结

 习题

 参考文献

第六章 流场的计算

 6.1 流场计算的特殊性

6.1.1 主要的困难

6.1.2 以涡量为基础的方法

 6.2 某些有关的困难

6.2.1 压力梯度项的表达

6.2.2 连续性方程的表达

 6.3 困难的解决——交错的网格

 6.4 动量方程

 6.5 压力与速度的修正

 6.6 压力修正方程

 6.7 SIMPLE算法

6.7.1 计算进行的顺序

6.7.2 压力修正方程的讨论

6.7.3 压力修正方程的边界条件

6.7.4 压力的相对特性

 6.8 SIMPLE算法的发展（SIMPLER、SIMPLEC、SIMPLEX、PISO等）

6.8.1 修订的算法——SIMPLER

6.8.2 修订的算法——SIMPLEC

6.8.3 修订的算法——SIMPLEX

6.8.4 修订的算法——SIMLE Date

6.8.5 修订的算法——SIMPLEST

6.8.6 修订的算法——PISO

 6.9 CoupIed算法

 6.10 小结

 习题

 参考文献

第七章 求解方法与最后的修饰

 7.1 线性代数方程的解

 7.2 代数方程的解

 7.3 超松弛与欠松弛

 7.4 方法的迭代性质

 7.5 源项的线性化

7.5.1 讨论

7.5.2 常正变量的源项线性化

 7.6 关于准备与调试计算机程序的几点建议

 7.7 小结

 习题

 参考文献

第八章 专题

 8.1 给定热流或传热条件时，边界条件处理的改进

 8.2 周期性通道流传热问题与循环TDMA

 8.3 共轭问题的求解与双TDMA算法

 8.4 具有隔离（blocked—off）区域的规则网格

 8.5 不规则的几何形状

 8.6 CFD软件使用指南

8.6.1 CFD模拟的精度分析

8.6.2 湍流模型使用建议

8.6.3 近壁面模型处理

8.6.4 多相流模型使用指南

8.6.5 燃烧模型使用指南

8.6.6 旋转机械仿真指南

 参考文献

第九章 应用举例

 9.1 单相流数值模拟

9.1.1 厚翅片管内流体流动与传热的数值分析

9.1.2 螺旋内翅片管内充分发展流体流动与传热的数值分析

9.1.3 蓄热器蓄热一放热过程

9.1.4 危险化学品泄漏事故应急反应的重气扩散数值模拟

 9.2 多相流部分

9.2.1 文氏嘴结构对金属滤管脉冲反吹过程流动特性影响

9.2.2 降膜结晶

9.2.3 部分熔融（发汗）过程的数值模拟

9.2.4 超重力旋转床中水脱氧过程的模型化研究

9.2.5 三维气力输送

 9.3 化学反应和燃烧

9.3.1 湍流化学反应的分形数值模拟

9.3.2 旋转填充床内的微观混合研究

 9.4 结语

参考文献