计算流体力学

前 言

在现代工业的很多领域，比如暖通空调、环境工程、热能工程、化学工程、航空航天、大气物理、水利工程、汽车工程等，都涉及到大量的与流动相关的问题。对流动过程及流动状态的正确描述在很多情况下是解决这些问题的基础。研究流动问题或流体力学问题的方法有理论分析方法、实验研究方法（包括工程上简化的各类经验公式计算方法）和数值分析方法。一般来说，分析方法只能在很少数的简单的流动条件下才能得到有意义的解析解；实验研究方法是过去以及目前研究流动问题的重要方法，对于推动流体力学的发展以及推动相关学科和工业的技术进步发挥了巨大的作用，但实验方法费时费力，精细的实验结果要求有精密的现代测试仪器与技术，对于复杂的流动，开展实验研究的难度很大；随着高性能计算机的普及与数值计算技术的提高，流动问题的数值分析（或通常所称的计算流体力学Computational Fluid Mechanics,CFD）已经成为研究复杂流动问题的重要方法。它可以在较短时间内比较精细地描述流场，模拟流动过程、传热过程，燃烧过程，污染物扩散和迁移过程。目前，计算流体力学已经在许多行业得到成功应用，在科学研究和设计、生产中发挥了越来越大的作用。掌握和熟练使用计算流体力学已经成为现代科研人员和工程技术人员从事有关行业工作需要掌握的一项重要技能。

我们针对一般工科专业的需要，编写了这本《计算流体力学》教材，以简短的篇幅，介绍计算流体力学的基础理论，并对几个典型领域的应用进行了讨论，希望能对有志于学习和应用数值计算方法解决流动问题的读者提供一个关于计算流体力学的入门指导。

本书由龙天渝（重庆大学）、苏亚欣（东华大学），向文英（重庆大学）、何川（重庆大学）共同编写。其中龙天渝编写第1，7章及8.2节，苏亚欣编写第4，5章及8.1节，文英

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