计算流体动力学-华中科技大学研究生院.doc

能源 学院（系、所）国际一流水平 研究生课程简介 课程名称：计算流体动力学（CFD）及其应用 课程代码：511 课程类型：■一级学科基础课 □二级学科基础课 □其它： 考核方式：考试教学方式：讲授 适用专业：动力工程及工程热物理 适用层次：■ 硕士 博士 开课学期：春季 总学时：32 学分：2 先修课程要求：流体力学，传热学，数值分析课程组教师姓名 职 称 专 业 年 龄 学术方向 张师帅 副教授 流体机械 41 流体流动的数值方法 郭照立 教 授 热能工程 40 复杂流动的数值方法 李学敏 副教授 流体机械 35 气动噪声的数值模拟 陈 胜 副教授 热能工程 34 燃烧过程的数值模拟 张师帅，女，1970年11月生，副教授职称。1992年6月毕业于西安交通大学动力工程系制冷与低温专业，获得学士学位；1995年6月毕业于华中理工大学动力工程系流体机械专业，获得硕士学位；2002年6月毕业于华中科技大学能源与动力工程学院热能工程专业，获得博士学位。自2006年开始，一直为研究生讲授“计算流体动力学（CFD）及其应用”课程，至今已有7届。主要研究方向为：流体动力学与气动声学的研究及应用，参加科研项目10多项，发表第一作者科研论文30多篇。 郭照立，男，1972年1月生，教授职称。2000年6月毕业于华中科技大学，获得博士学位；2000年6月~2003年5月在华中科技大学煤燃烧国家重点实验室做博士后；2003年9月~2005年9月在香港科技大学机械工程系做访问学者。主要研究方向为：复杂流动的介观物理模型和数值方法，负责国家自然科学基金4项（含1项杰出青年基金），973专题2项，教育部新世纪优秀人才支持计划项目1项；参与973和863项目各1项，国家自然科学基金创CFD软件的基本用法。具体包括：计算流体动力学的基本知识、控制方程及其离散方法、离散方程的求解方法、网格生成与计算技术、湍流模型及其应用、边界条件的应用以及典型商用CFD软件的基本用法。 课程大纲：（章节目录） 第一章 计算流体动力学基本知识§1.1 计算流体动力学概述 §1.2 流体与流动的基本特性 §1.3 流体动力学控制方程§1.4 CFD的第二章控制方程离散§2.1 离散 §2.2 有限体积法§2.3 一维稳态问题的有限体积法§2.4 多维稳态问题的有限体积法§2.5 一阶离散格式§2.6 高阶离散格式§2.7 一维瞬态问题的有限体积法§2.8 多维瞬态问题的有限体积法第三章§3.1 流场求解计算概述 §3.2 交错网格§3.3 SIMPLE算法§3.4 SIMPLE算法的改进§3.5 瞬态问题的求解算法 §3.6 基于同位网格的SIMPLE算法§3.7 基于非结构网格的SIMPLE算法§3.8 离散方程组的基本解法 第四章湍流模型§4.1 湍流的数学描述 §4.2 湍流§4.3 零方程模型及一方程模型 §4.4 标准k-(两方程模型 §4.5 RNG k-(模型和Realizable k-(模型 §4.6 采用k-(模型处理近壁问题 §4.7 雷诺应力方程模型（RSM） §4.8 大涡模拟（LES） 第五章 网格生成§5.1 边界条件概述 §5.2 §5.3 固壁边界条件 §5.4 恒压边界条件、对称边界条件与周期性边界条件 §5.5 边界条件应用时的注意事项及初始条件 §5.6 网格生成第六章§6.1 CFD软件的 §6.2 常用的CFD软件 §6.3 §6.4 FloEFD软件 第七章 §7.1 GAMBIT概述 §7.2 §7.3 网格划分 §7.4 指定边界类型和区域类型 §7.5 基于GAMBIT的§7.6 GAMBIT应用实例 第八章§8.1 FLUENT概述§8.2 使用网格 §8.3 选择求解器及运行环境 §8.4 确定计算模型 §8.5 定义材料 §8.6 设置边界条件 §8.7 设置求解控制参数 §8.8 流场迭代计算 §8.9 计算结果后处理 §8.10 UDF的使用 §8.11 FLUENT应用实例 第九章 §9.1 格子Boltzmann方法概述 §9.2 格子气自动机 §9.3 从格子气自动机到格子Boltzmann方法 §9.4 从连续Boltzmann方程到格子Boltzmann方程 §9.5 LBGK模型的平衡态分布函数及其宏观方程 第章 §10.1 边界处理概述 §.2 几种常用的边界处理方法 §10.3 非平衡态外推方法 §10.4 数值结果分析 教材： 1. H.Versteeg，W.Malalasekera. Computational Fluid Dynamics. 北京：世界图书出版公司，2010. 张师帅. 计算流体动力学及其应用. 武汉：华中科技大