传热与流动问题的多尺度数值模拟：方法与应用

　　前言
　　第一篇 基础篇
　　第1章 网格生成技术
　　1.1 三维结构化网格生成技术
　　1.1.1 引言
　　1.1.2 三维点控制的代数法结构化网格生成原理
　　1.1.3 三维点控制代数法结构化网格生成原理的实现
　　1.1.4 三维结构化网格生成技术应用举例
　　1.1.5 结论
　　1.2 圆柱坐标系中适体坐标的生成及其应用
　　1.2.1 适体坐标简介
　　1.2.2 有限容积法在圆柱轴对称适体坐标中的实施
　　1.2.3 应用举例
　　1.2.4 结论
　　1.3 非结构化网格的生成及其上N-S方程的求解技术
　　1.3.1 非结构化网格生成
　　1.3.2 非结构化网格上的SIMPLE算法
　　参考文献
　　第2章 对流项离散格式的构造
　　2.1 SCSD及SGSD格式
　　2.1.1 引言
　　2.1.2 SCSD格式
　　2.1.3 SGSD格式
　　2.1.4 SCSD格式与SGSD格式的比较
　　2.1.5 SGSD格式在多重网格中的有效性和经济性
　　2.1.6 小结
　　2.2 有限容积法中格式构造的一般方法
　　2.2.1 引言
　　2.2.2 对流项高阶格式构造的统一公式
　　2.2.3 对流项高精度绝对稳定格式的推导
　　2.2.4 二阶精度差分格式求解特性的分析
　　2.2.5 结论
　　2.3 对称奇阶格式的构造
　　2.3.1 传统的对流项“迎风”差分格式构造思想及离散格式的迁移十
　　2.3.2 “对称”三阶精度格式的推导和求解特性分析
　　2.3.3 “对称奇阶”格式构造理论的提出
　　2.3.4 结论一
　　2.4 对流项离散格式有界性研究及有界性准则的改进
　　2.4.1 研究现状
　　2.4.2 GL-CBC的不足
　　2.4.3 界面插值规则的更严格的限制条件
　　2.4.4 基于上述讨论的新的CBC区域
　　2.4.5 与现有的有界组合格式的比较
　　2.4.6 GL-CIK：与新CBC之间的数值比较
　　2.4.7 小结
　　2.5 对流项离散格式有界性条件的进一步完善
　　2.5.1 引言
　　2.5.2 通用对流有界性准则
　　2.5.3 有界高精度差分格式的构建条件
　　2.5.4 高分辨率组合格式中的一个问题及其改进措施
　　2.5.5 结论
　　参考文献
　　第3章 压力和速度的耦合算法
　　3.1 一种求解不可压缩流场的全隐算法——CLEAR算法
　　3.1.1 引言
　　3.1.2 CLEAR算法基本思想
　　3.1.3 CLEAR算法的计算步骤
　　3.1.4 第二松弛因子
　　3.1.5 CLEAR算法和SIMPLER算法的比较
　　3.1.6 数值比较条件
　　3.1.7 数值比较算例
　　3.1.8 结论
　　3.2 一种高效稳定的分离式算法——IDEAL算法
　　3.2.1 引言
　　3.2.2 IDEAL算法的计算步骤
　　3.2.3 算例比较条件和收敛标准
　　3.2.4 数值比较算例
　　3.2.5 结论
　　3.3 曲线坐标系下同位网格中SIMPLE系列算法的发展
　　3.3.1 引言
　　3.3.2 控制方程及其离散
　　3.3.3 算例考核
　　3.3.4 改进算法的收敛性及健壮性
　　3.3.5 结论
　　3.4 SIMPLE系列算法中压力边界条件的处理
　　3.4.1 引言
　　3.4.2 SIMPLE方法中静压力边界条件的处理方法
　　3.4.3 压力边界条件的程序实现
　　3.4.4 小结
　　参考文献
　　第4章 边界条件的处理和代数方程的求解
　　4.1 开口区域出口边界条件的处理
　　4.1.1 引言
　　4.1.2 出口存在回流时速度边界处理方法
　　4.1.3 周期性边界条件
　　4.1.4 结论
　　4.2 孤岛问题的数值处理
　　4.2.1 引言
　　4.2.2 孤岛处理方法简介
　　4.2.3 物理问题及数值方法
　　4.2.4 数值结果与实验验证
　　4.3 导热对流表面辐射耦合问题的数值处理
　　4.3.1 辐射表面处于求解区域的内部
　　4.3.2 固体辐射表面为求解区域的边界
　　4.3.3 数值方法的实验验证例子
　　4.4 迭代求解过程中拉格朗日初场插值方法的应用
　　4.4.1 引言
　　4.4.2 数值方法
　　4.4.3 数值试验
　　4.4.4 非结构化网格下初场插值方法的推广
　　4.4.5 结论
　　4.5 Krylov子空间法在SIMPLER算法中的应用研究
　　4.5.1 引言
　　4.5.2 Krylov子空间法在SIMPLER算法中的求解特性分析
　　4.5.3 不同代数方程求解方法收敛速度比较及对算法健壮性的影响分析
　　4.5.4 结论
　　参考文献
　　第5章 湍流与两相流的数值计算
　　5.1 方形截面通道内湍流的大涡模拟
　　5.1.1 引言
　　5.1.2 物理问题及数学描述
　　5.1.3 数值方法
　　5.1.4 程序考核
　　5.1.5 计算结果分析
　　5.1.6 结论
　　5.2 湍流的直接模拟
　　5.2.1 引言
　　5.2.2 控制方程
　　5.2.3 数值方法
　　5.2.4 结果分析与讨论
　　5.2.5 小结
　　5.3 旋转方形截面通道中湍流的直接模拟
　　5.3.1 引言
　　5.3.2 物理模型和数学模型
　　5.3.3 数值计算方法
　　5.3.4 控制方程的离散
　　5.3.5 模型1的结果及分析
　　5.3.6 模型2的结果及分析
　　5.3.7 结论
　　5.4 非牛顿减阻流动的湍流直接数值模拟
　　5.4.1 引言
　　5.4.2 控制方程及数值计算方法
　　5.4.3 高精度紧致格式
　　5.4.4 ENO格式和WENO格式
　　5.4.5 数值算例及结果分析
　　5.4.6 结论
　　5.5 湍流可压缩分离流的数值研究
　　5.5.1 引言
　　5.5.2 控制方程和数值方法
　　5.5.3 计算结果与讨论
　　5.5.4 结论
　　5.6 VOSET——种精确高效的界面捕捉方法
　　5.6.1 引言
　　5.6.2 求解流体体积函数
　　5.6.3 LevelSet函数的几何计算方法
　　……
　　第6章 连续介质场模拟计算方法的近代发展
　　第7章 介观与微观层次的数值模拟方法
　　第8章 热流问题的多尺度耦合计算
　　第二篇 应用篇
　　第9章 强化传热技术的数值研究
　　第10章 数值方法在换热器设计优化和运行控制中的应用
　　第11章 数值方法在新能源与清洁能源开发中的应用
　　第12章 高新技术中热流问题的数值计算
　　第13章 微细通道流动与传热的数值研究
　　第14章 纳米与多孔结构的物性预测及流动与换热模拟
　　作者索引

　　陶文铨，男，1939年3月生于浙江绍兴。1962年西安交大本科毕业，1966年西安交大研究生毕业（导师杨世铭教授），1980－1982赴美国明尼苏达大学机械系传热实验室进修，师从E M Sparrow 教授。现为西安交大能源与动力工程学院教授、博士生导师。2005年被选为中国科学院院士。
　　现任教育部高等学校热工课程教学指导分委员会主任委员，教育部能源动力学科教学指导委员会副主任委员，中国工程热物理学会副理事长，传热传质专业委员会委副主任委员，西安交通大学学报（自然科学版）主编，International Journal of Heat Mass Transfer 以及 International Communication in Heat Mass Transfer 的负责中国地区事务的副编辑（Associate Editor），国际杂志Numerical Heat Transfer（A，B） 与Progress in Computational Fluid Dynamics 的编委。

　　《传热与流动问题的多尺度数值模拟：方法与应用》反映了近二十年来在传热与流动问题数值计算方面的研究进展。全书共14章，分为基础篇与应用篇两部分。在基础篇部分，分别就有限容积法的网格生成、对流项离散、边界条件处理与代数方程求解、压力与速度耦合算法、湍流与两相流数值模拟以及并行计算、无网格方法、正交分解方法等方面阐述了数值计算方法的主要进展，同时较详细地介绍了介观与微观方法(格子－玻尔兹曼方法、直接模拟蒙特卡罗法和分子动力学模拟)；在应用篇部分，分别从强化传热技术、换热器设计、新能源开发、高新技术、微细通道流动与传热以及纳米与多孔结构等六方面阐述了各类数值方法的应用。
　　《传热与流动问题的多尺度数值模拟：方法与应用》各节所述内容大部分是书稿作者的研究或者实践应用的结果。全书有插图六百余幅，各种数值计算例子一百余个。《传热与流动问题的多尺度数值模拟：方法与应用》特色在于反映了传热与流动问题、多尺度与跨尺度数值计算的最新进展。