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第一章 引言1

1.1有运动边界的非定常流动1

1.2计算流体力学的研究内容简介6

1.3含有运动边界的非定常流动数值模拟特点7

1.3.1流场显示技术7

1.3.2网格技术8

1.3.3计算方法12

1.3.4机理分析16

1.3.5小结20

1.4本书内容及安排21

第二章 基本方程23

2.1 Lagrange坐标系和Euler坐标系23

2.2 ALE坐标系下变形动网格的控制方程27

第三章 有限体积方法38

3.1有限差分方法基本理论38

3.2有限体积方法基本原理43

3.3有限体积方法分析理论46

3.3.1精度分析方法46

3.3.2稳定性分析方法54

3.4非结构网格的有限体积方法56

3.4.1控制方程56

3.4.2物理量的重构57

3.4.3限制器59

3.4.4通量计算60

3.4.5时间离散63

3.4.6边界条件65

3.5有限差分方法和有限体积方法的差异67

第四章 关于几何守恒律的讨论71

4.1网格变形引起的非物理解及所谓几何守恒律71

4.2几何守恒律的本质74

第五章 非结构网格生成及变形方法78

5.1非结构网格生成方法简介78

5.1.1 Delaunay方法79

5.1.2阵面推进方法80

5.1.3四叉树／八叉树方法81

5.2网格变形模型81

5.2.1顶点弹簧模型82

5.2.2弹簧倔强系数的确定[1]84

5.2.3六面体（结构）网格的变形86

5.3变形与重构相结合的动网格方法87

5.3.1网格变形与网格重构相结合的应用步骤88

5.3.2窗口边界的确定90

5.3.3网格质量判据91

5.3.4寻点算法93

第六章 高精度信息传递方法95

6.1空间插值方法传递流场信息存在的难题95

6.2采用动网格传递流场信息99

6.2.1基本原理100

6.2.2一维传递方法稳定性条件101

6.2.3二维传递方法稳定性条件102

6.2.4三维传递方法稳定性条件104

6.3流场信息传递方法验证算例106

第七章 非结构网格计算程序的验证111

7.1复杂外形的定常流动验证算例111

7.1.1跨声速飞机标模[2]111

7.1.2类航天飞机三维定常绕流[2]112

7.2非定常动网格验证算例114

7.2.1俯仰振动的NACA0012翼型绕流[1]115

7.2.2振动矩形机翼绕流[1、2]118

7.2.3飞船返回舱配平迎角的动态确定[1、23]120

7.3运动物体实验和计算验证122

7.3.1实验方案124

7.3.2试验结果及其处理125

7.3.3整球的敞口实验及其数值模拟126

7.3.4小结130

第八章 结构动力学相关基础理论131

8.1有限自由度线性振动理论131

8.1.1单自由度线性系统132

8.1.2多自由度线性系统136

8.2振动方程的数值解法138

8.2.1力插值法139

8.2.2运动插值法139

8.3连续弹性体振动理论143

第九章 多体分离动力学系统的流动模拟147

9.1流体力学和飞行动力学耦合求解过程简介147

9.2整流罩分离过程数值模拟151

9.2.1两瓣方案152

9.2.2“质心后移动态失稳抛罩”方法及验证154

9.2.3四瓣方案155

9.3“虚拟网格通气技术”及应用156

9.3.1虚拟网格通气技术数值方法157

9.3.2虚拟网格通气技术的应用[2]159

9.4内嵌式助推器分离过程数值模拟161

9.4.1开启进气道整流罩的压力振荡过程164

9.4.2助推器完全脱离前前、后体的相对运动求解166

9.4.3分离过程的数值模拟结果169

9.5子母弹抛撒过程数值模拟170

9.5.1抛壳过程171

9.5.2子弹抛撒过程172

9.6多体分离软件简介173

第十章 阀门管道中的复杂流动模拟174

10.1阀门数值模拟研究现状174

10.2安溢阀门的动态特性仿真研究181

10.2.1工作原理181

10.2.2弹性敏感元件的结构分析183

10.2.3整阀动态特性的流固耦合模拟190

10.2.4部分结构参数对安溢阀门动态特性的影响分析195

10.2.5计算发现的非正常关阀现象197

10.3减压器的动态特性仿真研究200

10.3.1工作原理和结构建模201

10.3.2动态特性的流固耦合模拟203

10.4小结210

第十一章 化学非平衡流和爆炸现象的计算模拟211

11.1引言211

11.2基于非结构网格的化学非平衡流动模拟解耦算法213

11.2.1非齐次波动方程的时间分裂法213

11.2.2新型解耦算法215

11.2.3新型解耦算法的验证算例220

11.3基于JWL方程和点火／生长反应模型的爆炸模拟223

11.3.1爆炸反应流场的混合气体状态方程和反应模型223

11.3.2验证算例230

附录A非结构动网格的数据结构及计算方法237

A.1基于面的网格数据结构237

A.2刚体运动模块239

A.3网格变形模块240

A.4流场求解模块241

A.5网格重构模块242

参考文献244