计算流体力学课程详细信息 课程号 英文名称 先修课程 00110820 学分 3 Computational Fluid Dynamics 数学分析、高等代数、数值代数、数值分析、偏微分方程、 流体力学引论、 计算机程序设计、偏微分方程数值解 该课程的教学内容包括流体力学基础、双曲型守恒律的高分辨激波捕捉方法, 可压缩流体力学方程组的数值方法和不可压缩流体力学方程组的数值方法等。 教学内容的选材力求通用而新颖，既有计算流体力学中常用的数值计算方法，又有近年来的计算流体力学研究的一些新的进展和研究成果。 该课程中文简介 以介绍流体力学方程组的数值求解方法为主，但也将涉及有关的数学理论和应用，叙述和论证力求既深入浅出，又严格准确。 该课程的对象可以是理工科各专业硕士研究生, 也可是大学高年级学生、博士研究生、计算数学工作者及其他利用计算机从事科学与工程计算的科技人员。 The course consists of the several core parts: introduction to fluid mechanics; high resolution shock-capturing methods for hyperbolic conservation laws, numerical methods for compressible flows and incompressible flows, and so on. These contents are considered to represent the necessary foundation subject material. The teaching content is general but novel, because it covers the fundamental numerical methods and the latest results in computational fluid 英文简介 mechanics. The course mainly introduces the numerical methods of hydrodynamic equations, but is also related to their mathematical theories and applications. The object of the course can be a master graduate from science and engineering, but a senior, or a Ph.D. student, or researcher in Computational Mathematics, or other people engaged in scientific and engineering computing. 开课院系 通选课领域 是否属于艺术与美育 平台课性质 平台课类型 授课语言 教材 数学科学学院 否 中文 计算流体力学讲义,汤华中； Numerical Solution of the Incompressible Navier-Stokes Equations,4.
L. Quartapelle,Birkhauser,1993,Computational Fluid Dynamics: The basics with applications,3. J. D. Anderson Jr.,McGraw-Hill Inc.,1995,Finite-Volume Methods for Hyperbolic Problems,2. LeVeque, Randall J.,Cambridge University Press,2004,Navier-Stokes Equations: Theory and Numerical Analysis,5. R. Temam,,AMS Chelsea Publishing,2001,Numerical Methods for Conservation Laws,LeVeque, R.J.,Birkhauser,1992,Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics,1. Toro, Eleuterio F.,Springer,1999, 1； 1； 参考书 1,ISBN 0-521-81087-6； ； 2； 1,ISBN 3-540-65966-8； 学习和掌握流体力学方程组的基本数值方法、基本理论，及其在流体力学问题中的应用。 第一章：流体力学基本方程组 1. 流体力学基本方程组的建立 2. 可压缩Navier-Stokes 方程组 3. 不可压缩Navier-Stokes 方程组 第二章：双曲型守恒律方程的基本理论 1. 守恒律方程的一些数学理论介绍 2. 守恒型差分格式 3. 守恒律方程组的格式构造 4. 高分辨格式 4.1 TVD 格式 4.2 ENO 和WENO格式 4.3 间断有限元方法 教学大纲 第三章：无粘可压缩流欧拉方程组的数值方法 1. Euler 方程组的一些基本性质 2. Euler 方程组的Riemann问题 3. Godunov 方法和随机选取方法 4. 几个近似Riemann求解器 5. 通矢量分裂方法 6. 高分辨格式的构造 第四章：可压缩粘性流的数值计算方法 1. 可压缩Naver-Stokes 方程组几种不同形式 2. 格式的基本构造 2.1 分裂算法 2.2 非分裂算法 3. 超音速平板绕流的计算 4. 几个其它高维流动问题的计算举例 第五章：不可压缩粘性流的数值方法 1. 引言
2. MAC (Marker and Cell) 方法 3. 投影方法 4. 人工压缩方法 5. SIMPLE方法 6. 涡－流函数法 7. 混合元针对不可压流体\第六章：网格生成技术 1. 引言 2. 代数网格生成技术 3. 微分方程生成技术 4. 变分方法 5. 非结构网格生成技术 5.1 Quadtree/Octree方法 5.2 Delaunay方法 5.3 阵面推进法 6. 自适应网格技术 课堂讲授 平时作业、课堂出勤、期末考试 教学评估
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