计算流体力学（上） [Computational Fluid Dynamics] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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徐文灿，胡俊 著

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• 计算流体力学
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• 科学计算
• 工程流体力学
• 传热
• 流体动力学
• 有限体积法
• 计算方法

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564054564

版次：1

商品编码：11029367

包装：平装

丛书名： 北京理工大学“211工程”研究生规划教材·力学

外文名称：Computational Fluid Dynamics

开本：16开

出版时间：2011-12-01

用纸：胶版纸

页数：262

字数：34400

内容简介

《计算流体力学（上）》是专门论述计算流体力学的研究生教材，注重理论与工程技术相结合，强调基本概念、基本定理和基本应用，适度地引入国内，外计算流体力学研究的最新成果。全书共13章：偏微分方程有限差分方法的基本概念，差分格式的稳定性以及差分解的耗散和弥散，可压缩流体动力学基本方程组及其特征，结构网格生成方法，无黏可压缩流中的间断解，Riemann问题和单调差分格式，分裂方法，TVD原理和TVD格式，ENO和WENO格式，其他类型的高分辨率、离精度格式，数值边界条件的数学处理，非结构网格，二维、三维流动问题的数值模拟。
本书分为上下两册出版，其中第1至7章为上册，余部为下册。
本书适合作为高等院校相关专业的研究生或者高年级本科生教材使用，也可供相关研究人员参考。

内页插图

目录

上册
绪论
一、CFD的诞生与发展
二、CFD的研究现状
参考文献

第1章 偏微分方程有限差分方法的基本概念
1.1 物理问题的适定性
1.1.1 泛定方程及其定解条件
1.1.2 物理问题的适定性
1.2 Banach空间内适定问题的提法和基本收敛定理
1.2.1 Banach空间内适定性平衡问题的提法
1.2.2 关于算子序列Tm的基本收敛定理
1.2.3 Banach空间内适定性初值问题的提法
1.2.4 广义算子和广义解
1.2.5 等价范数定理
1.3 有限差分方法
1.3.1 物理问题有限差分的一般表达式
1.3.2 差分格式的相容性和截断误差
1.3.3 古典差分格式的生成方法
1.3.4 差分解的收敛性
1.3.5 差分解的稳定性
1.4 Lax等价定理及推论
1.4.1 Lax等价定理
1.4.2 Lax等价定理的推论
1.4.3 关于Lax等价定理的说明
1.5 差分方程微扰系统的稳定性
参考文献

第2章 差分格式的稳定性以及差分解的耗散和弥散
2.1 Von Neumann稳定性条件和CFL准则
2.1.1 Fourier级数和Fourier积分
2.1.2 放大矩阵和有限差分方程的精度阶数
2.1.3 稳定性和von Neumann条件
2.1.4 CFL准则
2.2 Kreiss矩阵定理和更进一步的稳定性充分条件
2.2.1 Kreiss矩阵定理
2.2.2 更进一步的稳定性充分条件
2.3 关于变系数线性方程和非线性问题稳定性的讨论
2.3.1 变系数线性方程的“局部”稳定性
2.3.2 非线性双曲型问题的讨论
2.4 耗散和弥散
2.4.1 物理问题的耗散和弥散
2.4.2 差分方程的耗散和弥散
2.4.3 关于数值耗散和弥散的进一步讨论
2.4.4 常用差分格式
参考文献

第3章 可压缩流体动力学基本方程组及其特征
3.1 可压缩流体动力学基本方程组
3.1.1 可压缩流体动力学基本方程组
3.1.2 方程组的封闭
3.1.3 Euler方程组
3.1.4 一般曲线坐标系中的可压缩流体力学基本方程组
3.1.5 一般曲线坐标系中的薄层N-S方程
3.2 拟线性偏微分方程组的特征
3.2.1 特征的定义
3.2.2 特征的数学和物理意义
3.2.3 特殊情况下确定特征的方法
3.3 可压缩流体动力学方程组的特征
3.3.1 基本方程组的主特征
3.3.2 基本方程组的子特征
3.3.3 基本方程组定解条件
……
第4章 结构网格生成方法
第5章 无黏可压缩流中的间断解
第6章 Riemann问题和单调差分格式
第7章 分裂方法
附录 下册主要章节目录

前言/序言

好的，这里为您构思的图书简介，内容聚焦于高性能计算与大型科学问题求解，完全不涉及计算流体力学（CFD）的相关主题，旨在体现严谨的学术风格和深度。 --- 《并行计算架构与现代科学模拟》 内容提要： 本书深入剖析了现代高性能计算（HPC）领域的底层硬件架构、并行编程范式以及面向极端规模科学问题的优化策略。在数据爆炸和模型复杂度日益攀升的今天，单一处理器已无法支撑前沿科学研究的需求。本书旨在为读者提供一套完整、系统的知识体系，以驾驭由数百万个核心组成的异构计算集群，高效求解如宇宙学模拟、气候模型预测、复杂系统动力学等前沿科学挑战。 我们首先构建了现代超级计算机的图景，从冯·诺依依曼体系结构的局限性出发，详细阐述了多核、众核架构的演进，特别是GPU（图形处理器）如何颠覆传统CPU主导的计算模式。章节中将细致讲解内存层次结构（L1/L2/L3 缓存、主存、外部存储）对程序性能的决定性影响，并探讨非一致性内存访问（NUMA）的优化技巧。 核心部分聚焦于并行化理论与实践。本书系统梳理了数据并行与任务并行的哲学差异，并深入讲解了主流的并行编程模型。OpenMP 针对共享内存环境下的线程级并行进行了详尽的剖析，着重于并行循环的依赖分析、伪共享（False Sharing）的规避以及同步机制的有效使用。随后，MPI（消息传递接口）被提升到分布式内存计算的中心位置，内容涵盖了点对点通信（如 `Send/Recv`）的高效实现、集合通信（如 `Broadcast`, `Reduce`, `Alltoall`）的算法复杂度分析，以及拓扑感知型通信在扩展性提升中的作用。 鉴于当前计算集群的异构化趋势，本书辟出专门章节介绍异构计算模型。重点在于 CUDA（Compute Unified Device Architecture） 编程框架，通过实例代码演示如何将核心算法映射到 GPU 的数千个并行线程上。我们不仅探讨了线程块（Thread Block）、网格（Grid）的组织方式，还深入分析了共享内存的使用、常量内存的缓存策略以及全局内存的合并访问等 GPU 优化关键点。此外，对 OpenACC/OpenMP offloading 等更高级别的抽象模型也进行了对比和评估。 在算法层面，本书强调可扩展性（Scalability）而非单纯的计算速度。我们引入了可扩展性理论，如 Amdahl 定律和 Gustafson 定律，用以预测大规模并行计算的性能极限。针对大型稀疏矩阵运算中常见的迭代求解器（如 Krylov 子空间方法），本书提供了如何结合 PETSc/Trilinos 等专业科学计算库，利用 域分解技术（如 FETI、DEIM）实现跨越多节点的鲁棒求解方案。 最后，本书的收尾部分关注性能度量与调试。读者将学习如何使用 TAU、VTune 等性能分析工具，精确识别代码中的性能瓶颈——无论是计算受限（Compute-bound）还是通信受限（Communication-bound）。同时，针对并行程序中难以追踪的死锁（Deadlock）、竞态条件（Race Condition）和负载不均衡（Load Imbalance）等问题，本书提供了一套系统的调试流程和工具集，确保用户能够构建出既高效又可靠的科学模拟程序。 本书适合具备 C/C++ 或 Fortran 基础，致力于投身于大规模科学计算、数据分析、人工智能模型训练以及系统软件优化的研究人员、高年级本科生和研究生。掌握这些核心技能，是驾驭未来万亿次浮点运算时代的基石。 ---

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计非常讲究，封面选用了一种沉稳的深蓝色，搭配烫金的标题，给人一种专业而厚重的质感。纸张的厚度适中，触感也很好，翻阅时不会觉得过于轻薄或粗糙，这对于一本需要长时间阅读的教材来说是至关重要的。排版清晰，公式的标注和图片的插入都恰到好处，阅读起来不会感到拥挤或杂乱。我特别喜欢其中一些插图，比如流线图和涡街的示意图，色彩的运用和线条的流畅感都相当出色，能够直观地帮助理解抽象的流体概念。封底的介绍文字言简意赅，但却能准确地传达出本书的价值和核心内容，让我对即将开始的学习充满了期待。即使还没开始深入阅读，仅从其外观和初步的翻阅体验来看，就足以证明这是一本在细节上追求卓越的书籍。它摆在书架上，本身就是一种艺术品，让人忍不住想要去探索其中的知识宝藏。

评分☆☆☆☆☆

在接触计算流体力学之前，我一直对它充满敬畏，总觉得这是一个只属于少数高手的领域。这本书的出现，无疑打消了我大部分的顾虑。它的语言风格非常平实易懂，即使是像我这样初学者，也能在作者的引导下，逐步理解那些看似复杂的概念。作者并没有一上来就堆砌大量的数学公式，而是从最基础的物理原理出发，循序渐进地引入数值方法。比如，在讲解离散化方法时，作者用了非常形象的比喻，将连续的物理量想象成一个个离散的点，然后通过某种规则将它们联系起来，这种方式极大地降低了理解门槛。而且，书中穿插的算例讲解也非常实用，一步一步地展示了如何将理论应用于实际问题，这对于提升我的工程实践能力非常有帮助。我感觉，这本书不仅仅是在传授知识，更是在培养一种解决问题的思维方式，让我觉得CFD不再是遥不可及，而是可以掌握的工具。

评分☆☆☆☆☆

我是一名研究空气动力学的研究生，在选择CFD教材时，我非常看重其理论深度和方法的严谨性。这本书在这方面做得相当出色。它对Navier-Stokes方程的推导过程进行了详细而透彻的讲解，每一个步骤都清晰可见，并且解释了推导背后的物理意义。在数值格式方面，作者系统地介绍了有限差分、有限体积和有限元等主流方法，并深入分析了它们的优缺点以及适用范围。特别是对于不同数值格式在处理边界条件和激波等复杂情况时的表现，书中给出了精辟的论述和比较。此外，关于求解器的选择和稳定性分析的内容也相当详尽，这对于进行精确的数值模拟至关重要。我发现，这本书在理论的高度上，并没有牺牲其工程应用的实践性，它在讲解理论的同时，也密切关注着实际计算中的各种挑战和技巧，例如网格生成、收敛性判断等，这些都是我在科研工作中急需的知识。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在软件开发领域摸爬滚打多年的工程师，我更关注的是CFD方法在实际工程应用中的可操作性和效率。这本书在这方面提供了宝贵的见解。它不仅介绍了CFD的基本理论，还花费了相当大的篇幅来讨论实际工程问题中会遇到的挑战，例如如何有效地进行网格划分以适应复杂几何形状，如何选择合适的湍流模型来提高计算精度，以及如何优化计算流程以缩短求解时间。书中还包含了一些伪代码示例，虽然不是完整的可执行代码，但足以让我理解算法的实现思路，这对于我后续将CFD方法集成到现有工程软件中非常有启发。它提供了一种从“理论理解”到“工程实现”的有效桥梁，让我能够更务实地看待CFD的应用前景，并且对如何有效地利用CFD工具解决工程难题有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我印象深刻的是它在概念上的清晰度和逻辑上的连贯性。作者似乎非常懂得如何将抽象的数学模型转化为直观的物理图像。例如，在解释动量守恒和能量守恒时，书中不仅给出了严谨的数学表达式，还配以生动的流体流动示意图，让读者能够清晰地看到这些守恒定律是如何在实际的流体运动中体现出来的。这种“由形到神”的讲解方式，让我在理解CFD的基本原理时感到游刃有余。而且，前后章节之间的联系也非常紧密，每一章的知识都建立在前一章的基础上，没有出现知识断层或前后矛盾的情况。这使得我能够以一种有条不紊的方式进行学习，并且能够清晰地看到CFD方法是如何一步步构建起来的。对于想要深入理解CFD背后机制的读者来说，这本书无疑是一个极好的选择。

评分☆☆☆☆☆

此书内容涵盖较为全面，也比较新，同时关于许多内容论述的比较浅显，相对来说不够深入。

评分☆☆☆☆☆

质量上乘，品质保证。

评分☆☆☆☆☆

讲的还是不错的

评分☆☆☆☆☆

很好。很详细。差分伐讲的比较多。

评分☆☆☆☆☆

不错不错不错不错不错

评分☆☆☆☆☆

今天收到书，在这里也发点自己的感慨和牢骚，社会发展到今天，对国民素质的要求越来越高，特别是在升学、就业、务工、竞选、任职等一系列重大问题上，对知识和素质要求的门槛越来越高。当今世界，科学技术突飞猛进，社会发展日新月异，知识更新节奏加快，本领恐慌处处显现。据统计，从改革开放以来，新增加的词汇近万个。很显然，在经济全球化、信息现代化的新世纪新阶段，一个人如果不学新知识就跟不上新形势，思想就要落后蜕化，现实社会中存在的为数不少的科盲、法盲、电脑盲、外语盲“四盲”之人就是最好的例证。同时，还要认识到不学新知识、不探索，精神就要窒息。在我们前进的征途上，还存在许多的未知领域。未知，是一种诱惑，一种智慧的挑战、人格的挑战。只有学习新知，探索未知，才能提高人的现代化素质和能力，成为与时俱进的现代化人。专家指出，作为社会中的一个成员，要自立于这个社会之上，就必须建立属于自己的、必要的和科学合理的知识结构，使整个知识体系呈“T”字型展开，其中横向表示要有一定的宽广度，包容多方面、多学科的知识，以满足工作、生活、交往等方面的需要；纵向表示要具备相当的精深度，在专业上深刻透彻，以满足更深层次的需要。换句话说，就是要做本行业、本部门的通才，做某些方面的专才，具有专与博的兼容性。著名作家王蒙对学习有过精妙独到的论述，他说：一个人的实力绝大部分来自学习。本领需要学习，机智与灵活反应也需要学习。健康的身心同样也是学会了健康的生活方式，特别是健康的心理活动模式的结果。人生有许多困惑、许多悖论、许多选择，当你面临选择的痛苦的时候，你可以去学习，用学习和思想抚慰你的焦虑，缓解你的痛苦，启迪你的智慧，寻找你的答案。学习归根结底是通向真理、通向知识、通向光明的抉择。通过学习，你将避免冲动，避免极端，避免刚愎自用，避免出尔反尔，避免无所事事，避免精神空虚，避免消极悲观，更避免暴跳如雷和怨天尤人。在你一时受到误解，受到打击，受到歪曲，受到封杀而你一时又没什么办法可想，也无法改变你的处境的时候，安心学习吧，补课吧，学习你在顺利情况下欲学而没有时间学的那些表面的冷门吧，这是天赐的强化学习月或强化学习年的开始，你理应得到更多的学分，达到更高的学位。学习是人生的一大幸事和追求。学无涯，思无涯，其乐亦无涯。从理论的论证里可以找出自己的经历与见闻的脉络，可以拨开思想认识上的迷雾；从一道数学公式里可以设想到先行智者们严密的思维逻辑和追根溯源、反复验证、达到颠扑不破的境地的过程与乐趣。学习是一种发现，学习是一种探秘，学习就如破案，自然界与人生的秘密隐藏得扑朔迷离，不容易一时侦破。而当我们从自然、历史、社会、人生中发现了它们隐蔽的真情，从前人成果中了解了这种真情，将会像破了一个大案一样地充满欣喜而欲罢不能。学习是一种按部就班的建设，从挖地基做起，直到矗立起一幢幢的高楼大厦，成就了一片又一片风景。学习是一种精神的漫游，它扩大着我们精神的空间与容积。学习还是一种对于有限生命的挑战，以有限的生命追求无限的宇宙和时间。学习是一种坚持、一种固守、一种节操、一种免疫功能。学习是人生的一大幸事和追求，岂能不学？ 子不学非所谊,幼不学老何为?多读读书吧!哎!~

评分☆☆☆☆☆

还没开始看 不过物流很快

评分☆☆☆☆☆

计算流体力学（上）

评分☆☆☆☆☆

很好。很详细。差分伐讲的比较多。