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:
Численное решение задач теплопроводности и конвективного теплообмена при течении в каналах — 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: 276 Рейтинг
Открыть: