计算流体力学算例

1、5 管内不可压缩流体流动,重点:阻力计算,一、雷诺实验,实际流体的流动会呈现出两种不同的型态：层流和紊流，它们的区别在于：流动过程中流体层之间是否发生混掺现象。在紊流流动中存在随机变化的脉动量，而在层流流动中则没有。,5.1粘性流体的两种流动状态,两根测压管中的液面高差为两断面间的沿程水头损失,速度由小变大，层流 紊流； 上临界流速,速度由大变小，紊流 层流； 下临界流速,紊流运动,层流运动,流态不稳,5.1 粘性流体的两种流动状态,一、雷诺实验,5.1 粘性流体的两种流动状态,一、雷诺实验(续),实验现象(续),二、流动状态与水头。

2、计算流体力学大牛人计算流体力学大牛人 春秋中文社区 http:/bbs.cqzg.cnJameson是当今 CFD届的超级大牛。偶的超级偶像哦。Jameson是个英国人，出生在军人世家。从小随老爹驻守印度。于是长大了也抗起枪到海外保卫日不落帝国，军衔是 Second Lieutenant。无奈“日不落”已落，皇家陆军已经不需要他了。大概有什么立功表现把，退役后就直接进了剑桥大学。在那里拿到博士学位。辗转间从英国来到了美国，从工厂又到了学校。成了Princeton的教授。在那里提出了著名的中心差分格式和有限体积法。就是在这里，发表了他那篇著名的中心差分离散的有。

3、计算流体力学结课作业晴哥哥如有其它需要，请加微信：18888139430一、根据你的个人理解，谈谈计算流体力学（传热学）（CFD）这门学科产生的背景，其工程价值和发展前景如何？。计算流体力学是用电子计算机和离散化的数值方法对流体力学问题进行数值模拟和分析的一个分支。是用电子计算机和离散化的数值方法对流体力学问题进行数值模拟和分析的一个分支。产生背景：流体力学作为力学的一个重要分支，是研究流体(液体和气体) 的力学运动规律及其应用的学科, 主要研究在各种力的作用下，流体本身的静止状态和运动状态特征，以及流体和相邻固。

4、计算流体力学CFD(2),离散化的基本方法,引言,引言,理论上，根据偏微分方程的解能得到流场中任意点上流场变量的值。,离散网格点,引言,实际上，我们采用代数差分的方式将偏微分方程组转化为代数方程组。,离散网格点,引言,通过求解代数方程组获得流场中离散网格节点上的变量值。,离散网格点,引言,从而，使得原来的偏微分方程组被“离散化”了。,离散网格点,引言,有限差分基础,有限差分基础,离散网格点,泰勒级数展开：,有限差分基础,泰勒级数展开：,差分表达式,截断误差,有限差分基础,一阶向前差分：,上述差分表达式用到了(i,j)点及其右边(i+1,。

5、1水水银 题 1 图 1、如图所示，用多管水银测压计测水箱表面的压强。图中高程的单位为 m。试求水箱表面的相对压强。 （ 水银的密度3/60mkg） 2、如图所示， 密度 的油在管中流动。用水银压差计测量长度3920/kgm的管流的压差，其读数为 。已知管径 ，测得的油的流量 ，试求3lm90hm5d43.510/Qms油的运动粘性系数。3、图示一密闭容器，上层为空气，中层为 =800kg/m 3 的石油，下层为 =1200kg/m 3 的甘油。试求：当测压管中甘油表面高程为 9.14m 时压力表 G 的读数。题型一：曲面上静水总压力的计算问题（注：千万注意方向，绘出压力体）1、AB 。

6、1单位质量力： mFfB2流体的运动粘度： 动力粘度， 密度v3压缩系数： 的单位是 体积模量为压缩系数的倒数dpV1Nm24体积膨胀系数： 的单位是 TvvCK1,5牛顿内摩擦定律： 为 液 体 厚 为 运 动 速 度 ，以 应 力 表 。

7、Case 1.二维方腔驱动流 问题描述 如图所示，特征长度为方腔边长，特征速度为u。上边界以已知速度u移动，其它边界为静壁面。试求在Re=100、1000、10000、100000时，空腔内流体的流动状态，比较不同Re流动特征的差异。 一Re=100 在一个正方形的二维空腔中充满等密度的空气，上边界以速度u移动，由Re=ud/,又=1.78910-5m2/s，方腔每边长为l=0.1m,可求得。

8、计算流体力学大作业有限差分法解 Poisson 方程五点格式解区域内 Poisson 方程摘要：本文结合计算流体力学课上所学知识，采用数值解法中的有限差分法求解 Poisson方程（偏微分方程中椭圆型方程的一种） ，并用其五点格式采用高斯塞德尔（Gauss-Seidel）迭代求解。并比较了数值近似解与真实解，以及不同步长情况下误差的大小，得到了一定的结论。关键词：Poisson 方程 有限差分法 五点格式一、计算流体流体力学的特点计算流体力学中许多问题求解最终都会变成偏微分方程的求解，而在数学上，除了几种极少数情况外，要求出它们精确解是很难的。

9、5 管内不可压缩流体流动 重点: 阻力计算 5.1 5.1粘性流体的两种流动状态 粘性流体的两种流动状态 雷诺实验 5.1 5.1粘性流体的两种流动状态 粘性流体的两种流动状态 一、雷诺实验 实际流体的流动会呈现 实际流体的流动会呈现 实际流体的流动会呈现 出两种不同的型态：层流 和紊流 它们的区别在于 实际流体的流动会呈现 出两种不同的型态：层流 和紊流 它们的区别在于 和紊流， 它们的区别在于： 流动过程中流体层之间是 否发生混掺现象 在紊流 和紊流， 它们的区别在于： 流动过程中流体层之间是 否发生混掺现象 在紊流 否发生混掺现象 。 。

10、第五章 边界元法、有限体积法和有限分析法,基本思想：将控制微分方程转化为边界积分方程，再用有限元法来处理边界积分方程。,特点： 1.区域内满足微分方程，边界上近似满足边界条件。 2.维数减少一个，可以简化计算。 3.精度一般高于有限元法。 4.系数矩阵不对称并为满阵，需要解析函数的基本解， 目前主要适用于线性问题。,一、边界元法（Boundary Element Method或BEM）,1.。

11、计算流体力学电子教案,目录,第一章 绪论 第二章 扩散问题的有限体积法 第三章 对流扩散问题的有限体积法 第四章 差分格式问题 第五章 压力-速度耦合问题的有限体积法 第六章 有限体积法离散方程的解法 第七章 非稳态流动问题的有限体积法 第八章 边界条件处理,第二章 扩散问题的有限体积法,2-1一维稳态扩散问题的FVM计算格式 2-2 多维稳态扩散问题的FVM求解,预备知识：高斯公式(奥氏公式）,或：,写出一维条件下的奥氏公式,通用变量方程,瞬态扩散方程,稳态扩散方程,瞬态对流扩散方程,稳态对流扩散方程,压力速度耦合方程,非定常项 对流项 扩。

12、计算流体力学CFD(3),网格生成与坐标变换,引言,引言,在CFD里，确定适当的网格是一件非常重要的事情。,网格会影响数值计算的成功与失败。,引言,标准的有限差分方法需要均匀网格。,如果在流场内生成了非均匀网格，也需要将它变换成均匀分布的矩形网格。,引言,采用均匀网格计算翼型绕流有如下问题：,1）有些网格点落入翼型内部，而不是在流场里，如何给定这些点上的流动参量？,引言,采用均匀网格计算翼型绕流有如下问题：,2）只有少量的网格点落在翼型表面上，这也不好。因为翼型表面是极其重要的边界，翼型表面上的边界条件确定了整个流动。,。

13、计 算 流 体 力 学课 程 作 业任课教师：魏文礼姓名：学号：指导老师： 目录1.写出通用方程，并说明如何代表各 类守恒方程。 .12.推导流体运动的质量、动量守恒方程。 .23.简述源项线性化、网格划分 问题。 .54.用 ，谈谈边界条件如何处理。 .7()+=05.用有限体积法离散 ，并推广到二 维、三维问题，写出过程。 8=()6.从不同角度对流体运动分类。 117.谈谈物理模型试验与计算流体力学方法的关系。 128.讨论离散对流项时离散格式的进化过程。 139.利用幂函数格式离散二维、三 维通用方程的离散方程。 .1410.解释交错网格的概念。 1511.简述。

14、一、选择题（20 分）1 理想流体是 （ ）a）粘性大的流体 b）服从牛顿内摩擦定律的流体c）没有粘性的流体 d）具有粘性的不可压缩流体2 在恒定流中 （ ）a）流线一定互相平行 b）断面平均流速必定沿程不变c）不同瞬时流线有可能相交 d）同一点处不同时刻的动水压强相等3 一封闭容器，水表面上气体压强的真空度 ，水深 2m 处的相对压强为（ ）kPavp10a）10kPa b）9.6kPa c）19.6kPa d）29.6kPa4 速度 v、密度 、压强 p 的无量纲集合是 （ ）a） b） c） d）pvpv2pv25 流动中，一定存在流函数。 （ ）a）可压缩流体二元 b）不可压缩流体二元c。

15、第十一章 计算流体力学基础,计算流体力学概述 有限差分法 有限元法 有限体积法 离散方法分类 常用CFD软件,计算流体动力学(computational Fluid Dynamics,简称CFD)是通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。CFD的基本思想：把原来在时间域及空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值。,计算流体力学概述,CFD可以看做是在。

16、准一维喷管流动的控制方程推导喷管是指通过改变管段内壁的几何形状以加速气流的一种装置。喷气发动机中把高压燃气(或空气)转变为动能，使气流在其中膨胀加速以高速向外喷射而产生反作用推力的部件，又称排气喷管、推力喷管或尾喷管。喷管类型很多，有固定的或可调的收敛喷管、收敛-扩散喷管,引射喷管和塞式喷管等，根据飞行器性能和发动机工作特点选用。高速歼击机大多采用可调的收敛喷管和可调的收敛扩散喷管或引射喷管；火箭发动机常用固定式收敛-扩散喷管；垂直或短距起落飞机采用换向喷管。假设在喷管内任一给定位置，此处横截面记为A。

17、计 算 流 体 力 学,Computational fluid dynamics,课时： 40小时 40 hours教材：王新月， 杨青真 .计算流体力学基础, 西北工业大学讲义，西北工业大学出版社Textbook： Wang.X.Y， Yang.Q.Z “Foundation of Computational fluid dynamics”，Lecture of NPU.课程性质： 专业课 Specialty course适用对象：硕士研究生 for Master Degree,基础要求： Requirements ： 学过流体力学、粘性流体力学等专业课基础Fluid Dynamics, Foundation Dynamics of Viscous Flow have been studied 学过数值分析。

18、网上看到有关于 CFD 软件 Fluent 的经典问题 160 答疑的帖子，将之列于此，有些也加上自己的思考，一则为自己以后翻看学习，也希望与同样用此软件的朋友交流（该 160 问题集答疑来自网上 CFD 论坛，当为大家共同完善、共享之_）。1 对于刚接触到 FLUENT 新手来说，面对铺天盖地的学习资料和令人难读的FLUENT help，如何学习才能在最短的时间内入门并掌握基本学习方法呢？网上回答： 学习任何一个软件，对于每一个人来说，都存在入门的时期。认真勤学是必须的，什么是最好的学习方法，我也不能妄加定论，在此，我愿意将我三年前入门 FLUENT。

19、有限差分法的一个算例计算流体力学大作业作者：郝柏函 2010011545指导：李嵩1. 题目编程计算热传导方程, 2utx0,2=tx边界条件： 02,0xxu初始条件： =0sin4tu（1） 用 FTCS 格式 njnjnjnj suss 112 njjnjjj uxtu1121 分别在满足和不满足稳定性条件两种情况下计算，给出结果比较和分析。（2）自选一种其他格式编程计算，并给出结果和分析注：原题中给出的初始条件 与边界条件 是矛盾的，所以将其=0sin2tx20xu改为 =0sin4txu2. FTCS 格式2.1. 计算方法2.1.1.差分格式及其相容性对于方程 ，采用 FTCS 差分格式 ，2utx 1112njjnnjjjuutx即* MERG。