第1章绪论
1.1传输过程的重要性
1.2传输过程的研究方法
1.2.1理论研究方法
1.2.2实验研究方法
1.2.3数值计算方法
1.3数值计算的意义及局限性
1.3.1数值计算的优点
1.3.2数值计算的局限性
1.4常用数值计算方法
1.4.1有限差分法
1.4.2有限容积法
1.4.3有限元方法
1.5传输过程数值计算的主要环节
第2章传输现象的数学描述
2.1控制微分方程
2.1.1控制微分方程的意义
2.1.2质量守恒
2.1.3能量守恒
2.1.4物质守恒
2.1.5动量方程
2.1.6守恒方程的通用形式
2.2坐标的性质
2.2.1自变量
2.2.2坐标的合适选择
2.2.3单向与双向的坐标
2.3传输控制方程的类型
2.3.1控制方程的数学分类
2.3.2控制方程的守恒与非守恒形式
2.4边界条件及初始条件
2.4.1概述
2.4.2传热
2.4.3传质
2.4.4流动
习题
第3章离散化方法
3.1空间区域的离散化
3.1.1空间区域的离散化方法
3.1.2两种区域离散化方法的比较
3.2有限差分法建立离散方程
3.2.1用泰勒级数展开法导出导数的差分表达式
3.2.2多项式拟合法导出导数的差分表达式
3.2.3建立差分方程
3.3有限容积法建立离散方程
3.3.1控制容积积分法
3.3.2控制容积平衡法
3.3.3不同离散方法的比较
3.3.4源项的处理
3.4离散方程的误差及特性分析
3.5建立离散方程的四项基本法则
习题
第4章温度场数值计算
4.1温度场解析
4.2一维非稳态导热温度场数值计算
4.2.1显式与隐式差分
4.2.2稳定性问题
4.2.3边界条件的处理
4.2.4TDMA算法
4.3二维导热计算
4.4柱坐标系导热
4.4.1有限长圆柱体导热
4.4.2无限长圆柱体导热
4.5多材质系统导热计算
4.5.1一维导热计算
4.5.2二维导热计算
4.5.3控制容积界面上当量导热系数确定
4.6凝固潜热处理
4.6.1温度补偿法
4.6.2等效比热法
4.7代数方程组的求解方法
4.7.1点迭代法
4.7.2线迭代法
4.7.3代数方程组迭代求解的终止判据
习题
第5章对流一扩散问题的数值计算
5.1对流一扩散问题的解析解
5.1.1定向凝固过程中固／液界面前沿溶质浓度分布
5.1.2一维对流一扩散模型方程的解析解
5.2对流项的中心差分与上风差分
5.2.1中心差分的两种定义方式
5.2.2上风差分的两种定义方式
5.3指数格式、混合格式以及乘方格式
5.3.1指数格式
5.3.2混合格式
5.3.3乘方格式
5.4通用化公式
5.4.1J流量密度
5.4.2一维对流一扩散问题的通用化离散公式
5.4.3离散方程系数特性分析
5.5多维对流一扩散方程的离散及边界条件处理
5.5.1二维对流一扩散方程的离散
5.5.2三维对流一扩散方程的离散
5.5.3边界条件处理
5.6对流项离散的高阶格式
5.6.1二阶上风格式
5.6.2QUICK格式
5.6.3采用高阶格式时近边界点的处理
5.6.4采用高阶格式时离散方程的求解方法
习题
第6章流场的计算
6.1流场求解中的关键问题
6.1.1压力与速度的耦合关系
6.1.2交错网格
6.2求解N-S方程的SIMPLE方法
6.2.1动量方程的离散
6.2.2交错网格上的插值
6.2.3压力修正法基本思想
6.2.4SIMPLE算法
6.2.5压力修正值方程的边界条件
6.3求解N-S方程的SOLA方法
6.3.1动量方程离散
6.3.2流场求解
6.3.3内部障碍物处理
6.3.4边界条件
6.3.5稳定性条件
6.4自由表面追踪
6.4.1自由表面边界条件
6.4.2MAC方法
6.4.3VOF方法
6.5铸造充型过程数值模拟
习题
参考文献
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