Computational Fluid Dynamics

课程简介

回顾流体控制方程——物质导数；雷诺输运定理；纳维-斯托克斯方程的推导。 湍流——柯尔莫哥洛夫尺度；雷诺平均纳维-斯托克斯模拟；大涡模拟。 数值方法简介——误差；一致性；准确性；稳定性；收敛性。 有限差分方法——时间与空间导数的离散化；显式和隐式形式；稳定性分析；傅里叶误差分析。 时间推进技术——拉克斯-温德罗夫技术；麦克莫克技术； crank-nicolson技术；龙格-库塔方法。 有限体积方法——有限体积法（FVM）的基本原理；FVM在扩散和对流问题中的应用；应用于纳维-斯托克斯方程的SIMPLE算法、PISO算法。 现代CFD技术——激波捕捉技术；上风方案；限制器；总变差减小；隐式方法。 案例研究——将数值技术应用于航空航天工程中的典型流场问题。

学习目标

1. 使学生熟悉用于流体流动问题研究的计算流体动力学（CFD）技术。 2. 使学生能够将CFD技术应用于航空航天相关的场景。

先修要求

无

教学模式

讲授/辅导、项目和作业。