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计算流体力学过渡到编程的傻瓜入门教程

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借宝地写几个小短文,介绍CFD的一些实际的入门知识。主要是因为这里支持Latex,写起来比较方便。

CFD,计算流体力学,是一个挺难的学科,涉及流体力学、数值分析和计算机算法,还有计算机图形学的一些知识。尤其是有关偏微分方程数值分析的东西,不是那么容易入门。大多数图书,片中数学原理而不重实际动手,因为作者都把读者当做已经掌握基础知识的科班学生了。所以数学基础不那么好的读者往往看得很吃力,看了还不知道怎么实现。本人当年虽说是学航天工程的,但是那时本科教育已经退步,基础的流体力学课被砍得只剩下一维气体动力学了,因此自学CFD的时候也是头晕眼花。不知道怎么实现,也很难找到教学代码——那时候网络还不发达,只在教研室的故纸堆里搜罗到一些完全没有注释,编程风格也不好的冗长代码,硬着头皮分析。后来网上淘到一些代码研读,结合书籍论文才慢慢入门。可以说中间没有老师教,后来赌博士为了混学分上过CFD专门课程,不过那时候我已经都掌握课堂上那些了。

回想自己入门艰辛,不免有一个想法——写点通俗易懂的CFD入门短文给师弟师妹们。本人不打算搞得很系统,而是希望能结合实际,阐明一些最基本的概念和手段,其中一些复杂的道理只是点到为止。目前也没有具体的计划,想到哪里写到哪里,因此可能会很零散。但是我争取让初学CFD的人能够了解一些基本的东西,看过之后,会知道一个CFD代码怎么炼成的(这“炼”字好像很流行啊)。欢迎大家提出意见,这样我尽可能的可以追加一些修改和解释。

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言归正传,第一部分,我打算介绍一个最基本的算例,一维激波管问题。说白了就是一根两端封闭的管子,中间有个隔板,隔板左边和右边的气体状态(密度、速度、压力)不一样,突然把隔板抽去,管子内面的气体怎么运动。这是个一维问题,被称作黎曼间断问题,好像是黎曼最初研究双曲微分方程的时候提出的一个问题,用一维无粘可压缩Euler方程就可以描述了。

这里

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这个方程就是描述的气体密度量

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和能量

、动

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.借宝地写几个小短文,介绍CFD的一些实际的入门知识。主要是因为这里支持Latex,写起来比较方便。CFD,计算流体力学,是一个挺难的学科,涉及流体力学、数值分析和计算机算法,还有计算机图形学的一些知识。尤其是有关偏微分方程数值分析的东西,不是那么容易入门。大多数图书,片中数学原理而不重实际动手,因为作者都把
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