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流体力学数值模拟教学课件.ppt

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流体力学数值模拟教学课件;流体力学数值模拟的发展与应用;数值模拟与实验、理论分析的对比;教学内容与课程结构介绍;基本概念:流体力学与数值模拟;常见物理量与描述方法;控制体与控制体积描述;连续介质假设及其局限性;常用基本方程介绍;动量守恒方程(纳维-斯托克斯方程);能量守恒方程框架;边界条件与初始条件简介;数值模拟基本流程概述;数值离散的必要性;空间离散方法分类;时间离散方法分类;有限差分法(FDM)基础原理;有限体积法(FVM)基础原理;有限元法(FEM)基础原理;网格生成与类型;网格质量对计算精度的影响;非结构网格生成技术;时域离散:欧拉法与龙格-库塔法;经典数值格式:中心差分与迎风格式;数值粘性与数值耗散;常见求解算法简介;迭代法与直接法对比;收敛性与稳定性基本概念;Courant数与时间步长选择;常见发散原因及排查方法;误差分析与计算精度;程序结构设计原则;典型一维不可压缩流体数值例题;二维不可压流体流动求解流程;三维流体问题模拟简介;多物理场耦合数值模拟;开源数值模拟软件简介;商业软件介绍;软件界面与求解器配置要点;结果后处理与可视化;工程案例1:管道流动仿真;工程案例2:二维方腔驱动流;工程案例3:飞行器外流场模拟;高性能计算在CFD中的作用;湍流模型基础;前沿算法:机器学习与流体数值模拟;流体数值模拟常见挑战;数值模拟未来发展趋势;课程知识结构小结与拓展阅读;学习建议与课程答疑

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