Быков Л.В., Молчанов А.М., Янышев Д.С. Основы вычислительного теплообмена и гидродинамики Изд. 3, стереотип.

2021. 200 с.

Белая офсетная бумага

Твердый переплет

Белая офсетная бумага.

Аннотация

Целью данного пособия является ознакомление читателей с основами моделирования процессов теплопроводности и конвективного теплообмена. В пособии излагаются основы метода конечных объемов для решения задач теплообмена и гидродинамики, а также метода конечных элементов для решения задач теплопроводности. Приводится информация о моделировании турбулентности и методах расчета химически реагирующих течений.

Рекомендуется студентам технических... (Подробнее)

Оглавление

1.	Введение
	1.1.	Основные сведения из векторного анализа
	1.2.	Тензорная запись уравнений механики жидкости и газа
	1.3.	Основные уравнения механики жидкости и газа
2.	Основные методы численного решения задач тепломассообмена
3.	Основы метода конечных объёмов
	3.1.	Простой пример
	3.2.	Уравнение энергии
	3.3.	Дискретные аналоги поверхностных интегралов
	3.4.	Дискретные аналоги объёмных интегралов
	3.5.	Граничные условия
	3.6.	Производная по времени
	3.7.	Общий алгоритм решения задачи
4.	Расчёт поля течения
	4.1.	Интегрирование по контрольному объёму уравнения движения
	4.2.	Расчёт поля давления
	4.3.	Подходы и проблемы
5.	Турбулентность: проблемы моделирования и подходы к их решению
	5.1.	Феномен турбулентности
	5.2.	Явления отрыва
	5.3.	Осреднённое движение. Уравнения Рейнольсда
	5.4.	Гипотеза Буссинеска
	5.5.	Путь смешения Л.Прандтля. Алгебраические модели
	5.6.	Модель k-е. Дифференциальные модели
	5.7.	О моделировании течений вблизи стенки
	5.8.	Общие данные о некоторых моделях турбулентности
	5.9.	Более сложные модели турбулентности
6.	Особенности расчёта химически реагирующих течений
	6.1.	Основные положения
	6.2.	Основные уравнения
	6.3.	Жёсткие системы
	6.4.	Решение жёстких систем применительно к задачам химической кинетики
	6.5.	Метод расщепления для системы уравнений переноса химических компонентов
7.	Метод конечных элементов в тепловых расчётах
	7.1.	Основные понятия вариационного исчисления
	7.2.	Основные концепции МКЭ на примере решения задач теплопроводности
	7.3.	Выбор типа элементов и составление функций формы
	7.4.	Система уравнений МКЭ
Приложение 1. Расчёт двумерной задачи теплопроводности методом конечных элементов
	П.1.	Постановка задачи
	П.2.	Локальная нумерация узлов
	П.3.	Составление системы уравнений метода конечных элементов
	П.4.	Пример реализации расчета стационарного температурного поля методом конечных элементов
Заключение
Список использованной литературы

Введение

В настоящее время с интенсивным развитием компьютерных технологий особое значение приобретает математическое моделирование различных физических процессов. В задачах тепло- и массообмена численный эксперимент приобрел сейчас важность сравнимую с важностью эксперимента натурного.

Целью данного пособия является ознакомление читателей с основами моделирования процессов теплопроводности и конвективного теплообмена. Часть материала, представленного в пособии, носит описательный характер и служит для создания представления о существующих на сегодняшний день моделях. Такой подход к изложению оправдывается тем, что сейчас существует целый ряд коммерческих пакетов программ по вычислительной гидродинамике и теплопередаче. Однако их использование требует знания основных подходов к моделированию течений жидкостей и газов и применимости этих подходов при решении конкретной задачи и использовании имеющихся вычислительных мощностей.

В связи с этим уделено особое внимание сопоставлению русскоязычных и англоязычных терминов и названий, поскольку большинство существующих пакетов программ по вычислительной теплопередаче и гидродинамике выпускаются исключительно на английском языке и не имеют локализации.

Для понимания сути математических выкладок от читателя требуется знание некоторых основ векторного анализа. Основные сведения оттуда представлены ниже.

Об авторах

Быков Леонид Владимирович

Кандидат технических наук, доцент, директор Института дополнительного профессионального образования Московского авиационного института (МАИ), доцент кафедры «Авиационно-космическая теплотехника», руководитель группы моделирования газовой динамики и тепломассообмена. Автор более 60 научных статей и учебных пособий. Основные научные интересы — в области моделирования высокоскоростных течений.

Молчанов Александр Михайлович

Доктор технических наук. Доцент кафедры «Авиационно-космическая теплотехника» Московского авиационного института (МАИ). Автор более 100 научных статей, учебных пособий и монографий в области вычислительной механики. Основные научные интересы: химически и термически неравновесные высокоэнтальпийные течения, турбулентность, неравновесное излучение.

Янышев Дмитрий Сергеевич

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Авиационно-космическая теплотехника» Московского авиационного института (МАИ). Автор более 30 работ и трех учебных пособий по прикладной вычислительной механике жидкости и газа. Основные научные интересы сосредоточены в области турбулентных течений и нестационарных процессов.