1、个人资料整理，仅供个人学习使用浙江大学研究生课程教学大纲一、基本情况课程编号开课（院）系航空航天学院开课学期春中文课程名称高等计算流体力学授课语言中文英文课程名称Advanced Computational Fluid Dynamics任课教师 1邓见职称副教授工作证号E-mail ：联系电话任课教师 2职称工作证号E-mail ：联系电话（手机）自学课 内 总 学时 数讲课24及其分配（ 1 学32讨论8分 16 学时）实验其他学分数2考核方式课程大作业二、课程内容中文简介（不少于300 字）三、课程内容外文简介本课程主要包括四个部分。 （一）讲述计算流体力学的基本概念，包括计算流体力学的发
2、展历史与研究现状，流体力学方程和模型方程的数学性质、数值解的理论依据、偏微分方程的数值解法、基本计算方法和数值解的行为分析等。涉及到有限差分法、有限体积法离散方程的构造，格式的稳定性，人工粘性、数值振荡等。（二）介绍高分辨率与高精度格式。线性一阶精度TVD 格式的证明、非线性TVD 格式的构造方法，并介绍几种典型的 TVD 格式，例如 Superbee 型、 VanLeer 型、 Minmod 型 TVD 格式。介绍常规高精度差分格式的构造与高精度紧致差分格式的构造。简单介绍高精度谱元法的数学原理与实现过程。 （三）以典型的计算流体力学程序或软件为例，介绍计算流体力学方法的具体实施过程，给出几
3、个经典的流体力学范例，鼓励学生课外时间自学该程序，并且动手操作，给出计算结果并与实验对比。 （四）针对计算流体力学的最新进展，学生自己确定选题，展开课堂讨论。This course mainly contains four parts. In the first part, it introduces the basic concepts and principles of Computational Fluid Dynamics (CFD), the history and the recent developmentsof CFD. The governing equations, the
4、ir mathematical underpinnings, the theoretical basis and behaviors of their numerical solutions, and the numerical techniques to solve PDEs are covered in this part as well. In the second part, high-resolution and high-precision schemes are introduced, including the proof of the first-order TVD sche
5、me, the construction of nonlinear TVD schemes, and some representative TVD formulations, such as Superbee, VanLeer and Minmod. This part also includes a brief introduction to the high-precision spectral-element method. In the third part, the application of CFD method is demonstrated through a open-s
6、ource CFD code, by which students are encouraged to study several classical fluid flow problems, and make comparisons between their numerical results and previous experimental ones. The fourth part is designed for the students to explore the recent developments of CFD, and to discuss some topics cho
7、sen by themselves by reading the relevant references.1 / 3四、预备知识或先修课程要求五、教学目的与要 求 （ 不少 于200 字）六、教材或讲义七、参考书目个人资料整理，仅供个人学习使用大学本科阶段的流体力学、数值计算方法。本课程的目的是：第一，掌握计算流体力学的基本框架，熟悉流体力学方程组的数学描述和基本计算方法，了解数值方法的详细推导过程与精度、稳定性等主要特征。第二，了解高分辨率与高精度方法的基础理论与构建思想，能证明简单计算格式的 TVD 性质，能构造简单的高阶精度 TVD 格式。了解高精度谱元法的基本概念。第三，通过学习实践，
8、使学习者具备阅读简单的计算流体力学程序的能力，能运用计算流体力学程序，通过修改部分接口代码对简单的流体力学问题进行求解。通过课程的全程学习与讨论，为学生提供系统化的计算流体力学理论与计算方法，使学生掌握计算流体力学这一工具，并能运用到科研中。无固定教材1. Computational fluid dynamics ， The basics with applications ，John D.Anderson ， McGraw-Hill ，1995.2. Computational methods for fluid dynamics , Joel H. Ferziger, Milovan Pe
9、ric, Springer, 20XX.3. Spectral/hp Element Methods for Computational Fluid Dynamics , George Karniadakis and Spencer Sherwin, Oxford, 20XX.4. 计算流体力学(研究生教学用书)，傅德薰 /马延文，高等教育出版社，20XX.八、教学日历（授课内容详细至二级标题，实验课、讨论课写出题目或主题）周次教学内容（包括课堂讲授、实验、讨论、考试等）备注第一讲引论1.1 流体力学方程的基本特征及若干简化形式1.2 计算流体力学的发展史11.3 本课程的主要学习内容1.4
10、课程考核要求1.5 布置最后两周讨论课的内容第二讲计算流体力学基础1.1 有限差分法21.2 有限体积法1.3 有限元法1.4 离散格式的精度与稳定性2 / 3个人资料整理，仅供个人学习使用第三讲 高分辨率格式1.1 TVD 格式的基本属性31.2 Harten 条件与线性差分格式的 TVD属性1.3高精度 TVD 格式的构造1.4几种典型 TVD 格式的应用第四讲 高精度格式1.1显式高精度差分格式的构造41.2高精度紧致差分格式的构造1.3有限体积法中的高精度格式1.4高精度谱元法简介第五讲 计算流体力学代码的解读1.1 OpenFOAM 的发展历史51.2 OpenFOAM 的基本功能1.3 OpenFOAM 中高级编程语言的构建方法1.4 OpenFOAM 中简单求解器的代码开发第六讲 流体力学几个经典问题的数值计算1.1标准翼型的升阻力计算（可压缩流动）61.2圆柱绕流尾流非定常卡门涡街的捕捉（不可压流）1.3仿生拍动的数值模拟（动边界问题）1.4液体撞击壁面过程的模拟（多相流问题）讨论课，根据学生人数确定分组，每人或每组30 分钟时7， 8分钟讨论。间 PPT 陈述， 15九、备注3 / 3
