Численное решение задач теплопроводности и конвективного теплообмена при течении в каналах
Автор(ы): | Патанкар С. В.
06.10.2007
|
Год изд.: | 2003 |
Описание: | Основная концепция предлагаемой читателю книги известного ученого профессора Миннесотского университета С. Патанкара противостоит тенденции «слепого» использования коммерческих пакетов. По замыслу автора, цель книги заключается в том, чтобы представить читателю науку и искусство численного исследования физического явления, которые наряду с получением количественных результатов позволяют глубже понять физическую суть этого явления. Яркий талант С. Патанкара — ученого, педагога и популяризатора численных методов привлек к развиваемым им идеям множество последователей во всем мире. Это издание является уже третьей книгой С. Патанкара, переведенной на русский язык. Отечественным специалистам в области вычислительной гидродинамики хорошо известно, что предыдущие книги автора очень быстро стали библиографической редкостью на территории бывшего СССР. В книге детально описываются разработанная автором программа CONDUCT, класс решаемых уравнений и разнообразные физические задачи, доступные численному анализу. Книга содержит 15 примеров, в каждом из которых внимание читателя заостряется на одном-двух важных приемах применения CONDUCT. Методически безупречное постепенное усложнение задач и подробный анализ всех тонкостей применения программы способствуют глубокому усвоению материала. |
Оглавление: |
Обложка книги.
Предисловие редактора перевода [11]Предисловие автора [13] Основные обозначения [17] Глава 1. Краткий обзор [19] 1.1. Основные положения [19] 1.2. Возможности и ограничения программы CONDUCT [21] 1.3. Структура программы CONDUCT [23] 1.4. Структура книги [25] Глава 2. Введение в численные методы [27] 2.1. Концепция численного решения [27] 2.2. Получение дискретных аналогов [28] 2.3. Показательный пример [31] 2.4. Стационарная одномерная теплопроводность [34] 2.4.1. Дискретный аналог [34] 2.4.2. Представление источникового члена [37] 2.4.3. Граничные условия [39] 2.4.4. Решение системы алгебраических уравнений [42] 2.4.5. Типовая задача [45] 2.5. Дальнейшие усовершенствования [48] 2.5.1. Построение сетки [49] 2.5.2. Переменная теплопроводность [49] 2.5.3. Нелинейность [51] 2.5.4. Линеаризация источникового члена [52] 2.5.5. Линеаризация граничных условий [54] 2.5.6. Релаксации [55] 2.5.7. Построение контрольных объемов [57] 2.6. Нестационарная теплопроводность [59] 2.7. Задачи [61] Глава 3. Обобщенная математическая постановка задачи [65] 3.1. Уравнение теплопроводности [65] 3.2. Обобщенное дифференциальное уравнение [66] 3.3. Граничные условия [69] 3.4. Безразмерные переменные [69] Глава 4. Структура вычислительной программы [72] 4.1. Общая схема [72] 4.2. Подпрограммы неизменяемой части [73] 4.3. Подпрограммы адаптируемой части [74] Глава 5. Численная схема и ее реализация [75] 5.1. Расчетная сетка и контрольные объемы [75] 5.2. Величины, связанные с гранями контрольных объемов [79] 5.3. Обобщенное дискретное уравнение [80] 5.4. Соответствующие имена на языке ФОРТРАН [83] 5.5. Представление граничных условий [83] 5.5.1. Первый порядок аппроксимации [84] 5.5.2. Аппроксимация более высокого порядка [85] 5.5.3. Индикаторы граничных условий [87] 5.5.4. Случай КВС =1 [89] 5.5.5. Случай КВС = 2 [89] 5.5.6. Вычисление плотности потока на границе [90] 5.6. Решение системы алгебраических уравнений [90] 5.7. Нелинейность и релаксации [94] 5.8. Относительные зависимые переменные [98] Глава 6. Неизменяемая часть вычислительной программы [99] 6.1. Важные имена на языке ФОРТРАН [99] 6.2. Подпрограмма MAIN [101] 6.3. Подпрограмма DEFRD [102] 6.4. Подпрограмма HEART [103] 6.5. Подпрограмма SOLVE [104] 6.6. Подпрограмма TOOLS [104] 6.7. Подпрограмма VALUES [108] Глава 7. Адаптируемая часть вычислительной программы [110] 7.1. Структура подпрограммы ADAPT [110] 7.2. Объявление переменных [111] 7.3. Процедура GRID [111] 7.4. Процедура BEGIN [113] 7.5. Процедура OUTPUT [113] 7.6. Процедура PHI [114] 7.7. Представление областей сложной геометрической формы [115] 7.7.1. Основная концепция [116] 7.7.2. Постановка различных граничных условий [118] 7.7.3. Заключительные комментарии и напоминания [122] 7.8. Рекомендации по начальной работе с программой [124] 7.9. Введение в примеры [125] Глава 8. Примеры применения программы CONDUCT для решения задач теплопроводности [127] 8.1. Стационарная теплопроводность при наличии внутренних источников тепла (пример 1) [127] 8.1.1. Постановка задачи [127] 8.1.2. Построение подпрограммы ADAPT [128] 8.1.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [128] 8.1.4. Листинг подпрограммы ADAPT [128] 8.1.5. Результаты расчетов [130] 8.1.6. Обсуждение результатов [130] 8.1.7. Заключительные замечания [131] 8.2. Стационарная теплопроводность при смешанных граничных условиях (пример 2) [131] 8.2.1. Постановка задачи [131] 8.2.2. Построение подпрограммы ADAPT [132] 8.2.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [134] 8.2.4. Листинг подпрограммы ADAPT [134] 8.2.5. Результаты расчетов [137] 8.2.6. Обсуждение результатов [138] 8.2.7. Заключительные замечания [139] 8.3. Стационарная теплопроводность в области с вырезами (пример 3) [139] 8.3.1. Постановка задачи [139] 8.3.2. Построение подпрограммы ADAPT [140] 8.3.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [141] 8.3.4. Листинг подпрограммы ADAPT [142] 8.3.5. Результаты расчетов [143] 8.3.6. Обсуждение результатов [145] 8.3.7. Заключительные замечания [145] 8.4. Теплопроводность в области сложной геометрической формы (пример 4) [145] 8.4.1. Постановка задачи [145] 8.4.2. Построение подпрограмы ADAPT [145] 8.4.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [148] 8.4.4. Листинг подпрограммы ADAPT [148] 8.4.5. Результаты расчетов [151] 8.4.6. Обсуждение результатов [152] 8.4.7. Заключительные замечания [152] 8.5. Нестационарная теплопроводность при наличии внутренних источников тепла (пример 5) [152] 8.5.1. Постановка задачи [152] 8.5.2. Построение подпрограммы ADAPT [154] 8.5.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [155] 8.5.4. Листинг подпрограммы ADAPT [155] 8.5.5. Результаты расчетов [157] 8.5.6. Обсуждение результатов [159] 8.5.7. Заключительные замечания [159] 8.6. Нестационарная теплопроводность в грунте вблизи фундамента здания (пример 6) [160] 8.6.1. Постановка задачи [160] 8.6.2. Построение подпрограммы ADAPT [161] 8.6.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [162] 8.6.4. Листинг подпрограммы ADAPT [163] 8.6.5. Результаты расчетов [164] 8.6.6. Обсуждение результатов [165] 8.6.7. Заключительные замечания [166] 8.7. Задачи [166] Глава 9. Течение и теплоперенос в каналах [174] 9.1. Общие характеристики течения в каналах [174] 9.2. Начальный участок и полностью развитое течение [174] 9.3. Математическая постановка задачи определения поля скорости [177] 9.3.1. Основные уравнения [177] 9.3.2. Безразмерная форма [178] 9.4. Интегральные характеристики течения [178] 9.5. Полностью развитый теплообмен [180] 9.6. Математическая постановка задачи определения поля температуры [181] 9.6.1. Дифференциальное уравнение [181] 9.6.2. Некоторые полезные определения [182] 9.6.3. Постоянная локальная плотность теплового потока [184] 9.6.4. Постоянная линейная плотность теплового потока вдоль канала при постоянной температуре стенок [185] 9.6.5. Постоянная температура по периметру и длине канала [186] 9.6.6. Постоянный внешний коэффициент теплоотдачи [188] 9.6.7. Более сложные граничные условия [188] 9.7. Введение в примеры задач о течении в каналах [189] 9.8. Заключительные замечания [191] Глава 10. Примеры применения программы CONDUCT для решеиия задач о течениях и теплопереносе в каналах [192] 10.1. Канал прямоугольного сечения с подогревом на стенке (пример 7) [192] 10.1.1. Постановка задачи [192] 10.1.2. Построение подпрограммы ADAPT [193] 10.1.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [194] 10.1.4. Листинг подпрограммы ADAPT [195] 10.1.5. Результаты расчетов [197] 10.1.6. Обсуждение результатов [199] 10.1.7. Заключительные замечания [199] 10.2. Круглая труба с радиальными ребрами (пример 8) [200] 10.2.1. Постановка задачи [200] 10.2.2. Построение подпрограммы ADAPT [201] 10.2.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [204] 10.2.4. Листинг подпрограммы ADAPT [205] 10.2.5. Результаты расчетов [207] 10.2.6. Обсуждение результатов [209] 10.2.7. Заключительные замечания [210] 10.3. Кольцевой канал с перегородками (пример 9) [211] 10.3.1. Постановка задачи [211] 10.3.2. Построение подпрограммы ADAPT [212] 10.3.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [213] 10.3.4. Листинг подпрограммы ADAPT [214] 10.3.5. Результаты расчетов [217] 10.3.6. Обсуждение результатов [218] 10.3.7. Заключительные замечания [219] 10.4. Массив ребер (пример 10) [219] 10.4.1. Постановка задачи [219] 10.4.2. Построение подпрограммы ADAPT [220] 10.4.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [221] 10.4.4. Листинг подпрограммы ADAPT [222] 10.4.5. Результаты расчетов [225] 10.4.6. Обсуждение результатов [227] 10.4.7. Заключительные замечания [228] 10.5. Задачи [229] Глава 11. Дополнительные примеры применения программы CONDUCT [236] 11.1. Неньютоновское течение в полукруглом канале (пример 11) [236] 11.1.1. Постановка задачи [236] 11.1.2. Построение подпрограммы ADAPT [237] 11.1.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [239] 11.1.4. Листинг подпрограммы ADAPT [240] 11.1.5. Результаты расчетов [243] 11.1.6. Обсуждение результатов [245] 11.1.7. Заключительные замечания [246] 11.2. Течение в канале жидкости с вязкостью, зависящей от температуры (пример 12) [246] 11.2.1. Постановка задачи [246] 11.2.2. Построение подпрограммы ADAPT [248] 11.2.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [248] 11.2.4. Листинг подпрограммы ADAPT [249] 11.2.5. Результаты расчетов [251] 11.2.6. Обсуждение результатов [252] 11.2.7. Заключительные замечания [252] 11.3. Турбулентное течение в канале квадратного сечения (пример 13) [253] 11.3.1. Постановка задачи [253] 11.3.2. Построение подпрограммы ADAPT [255] 11.3.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [257] 11.3.4. Листинг подпрограммы ADAPT [258] 11.3.5. Результаты расчетов [261] 11.3.6. Обсуждение результатов [263] 11.3.7. Заключительные замечания [264] 11.4. Потенциальное обтекание препятствия (пример 14) [265] 11.4.1. Постановка задачи [265] 11.4.2. Построение подпрограммы ADAPT [266] 11.4.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [267] 11.4.4. Листинг подпрограммы ADAPT [267] 11.4.5. Результаты расчетов [269] 11.4.6. Обсуждение результатов [271] 11.4.7. Заключительные замечания [271] 11.5. Просачивание воды под дамбой (пример 15) [272] 11.5.1. Постановка задачи [272] 11.5.2. Построение подпрограммы ADAPT [273] 11.5.3. Дополнительные имена на ФОРТРАНе [273] 11.5.4. Листинг подпрограммы ADAPT [274] 11.5.5. Результаты расчетов [276] 11.5.6. Обсуждение результатов [277] 11.5.7. Заключительные замечания [278] 11.6. Задачи [278] Глава 12. Заключительные замечания [280] 12.1. Численный метод [280] 12.2. Вычислительная программа [281] 12.3. Применение программы [281] 12.4. Дальнейшее расширение возможностей программы CONDUCT [282] 12.5. Заключительные рекомендации по использованию программы CONDUCT [285] Приложение 1. Листинг неизменяемой части программы CONDUCT [287] Приложение 2. Список имен на ФОРТРАНе [303] Приложение 3. Значения переменных, задаваемых по умолчанию [307] Приложение 4. Памятка по построению подпрограммы ADAPT [309] Список литературы [310] |
Формат: | djvu |
Размер: | 1888875 байт |
Язык: | RUS |
Рейтинг: | 354 |
Открыть: | Ссылка (RU) |