在計算技術迅速發(fā)展的今天，探求有效數(shù)值計算方法預測紊流運動規(guī)律，有其重大的理論意義和實用價值。本書系統(tǒng)講述了通過剖開算子法，用協(xié)調或擬協(xié)調單元解對流算子的計算方法，對高雷諾數(shù)紊流開展DNS計算的基本理論、方法及計算實例。全書共11章，第1～4章分別介紹紊流基本理論、計算方法、典型過跌坎紊流等，第5～11章分別介紹不同情景條件下的紊流計算實例，如二維/三維跌坎紊流DNS計算、三維跌坎紊流LES計算、網(wǎng)格加密計算及二維和三維對比計算分析等。
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1955-1959清華大學水利系畢業(yè)1959年10月起一直在南京水利科學研究院工作，1986年晉升為教授級高工，經(jīng)國務院學位委員會批準為博士生導師水利工程 計算水動力學主要成果有1977年首先提出用自由表面原理數(shù)值求解過壩水流數(shù)學模型；1988年在美國CORNELL大學進修期間提出出用剖開算子法和高精度的有限元法解對流擴散方程數(shù)學模型；1989年提出用剖開算子法解二維寬港河道水流數(shù)學模型；2008年提出三維彎道水道水流數(shù)學模型；2010年一直從事高雷諾數(shù)紊流數(shù)學模型研究。
目錄
第1章 引論 1
1.1 層流和紊流 1
1.2 紊流研究歷史 1
1.3 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀 2
1.4 本書數(shù)值模擬研究 3
第2章 紊流基本方程及數(shù)值解法 5
2.1 Navier-Stokes（N-S）方程 5
2.2 雷諾（Reynolds）方程 7
2.3 雷諾方程數(shù)值求解方法（RANS 法） 9
2.4 直接解N-S方程方法（DNS） 11
2.5 大渦模擬方法（LES） 12
第3章 過跌坎紊流 14
3.1 概述 14
3.2 J. Kim試驗 14
3.3 南京水科院樊新建PIV 試驗 16
第4章 剖開算子法與埃爾米特插值 23
4.1 概述 23
4.2 三步剖分法 25
4.3 埃爾米特（Hermite）插值函數(shù) 26
4.4 埃爾米特（Hermite）插值方法效果的數(shù)值試驗 26
第5章 DNS計算二維跌坎紊流 29
5.1 概述 29
5.2 基本方程和定解問題 30
5.3 對流分步求解 31
5.4 壓力分步求解 34
5.5 擴散分步求解 35
5.6 剖開算子法收斂性 36
5.7 擬協(xié)調單元對流插值 36
5.8 計算結果 37
第6章 DNS計算三維跌坎紊流 44
6.1 問題的提出 44
6.2 定解問題的給定 44
6.3 剖開算子法解N-S方程 46
6.4 埃爾米特插值單元的應用 48
6.5 收斂性檢驗 49
6.6 計算結果分析 50
第7章 LES計算三維跌坎紊流 64
7.1 LES基本思想 64
7.2 LES時均方程推導 65
7.3 基本方程及定解條件 65
7.4 計算結果 66
7.5 DNS和LES方法比較 68
第8章 RANS計算跌坎紊流 70
8.1 概述 70
8.2 定解問題的提出 71
8.3 數(shù)值解法 73
8.4 數(shù)值驗證試驗及結果分析 73
8.5 對RANS評述 81
第 9章 網(wǎng)格加密計算 83
第10章 臺階水流數(shù)值試驗研究 95
10.1 紊流的2D和3D計算對比 95
10.2 紊流的不對稱性分析 98
10.3 射流的不對稱性分析（2D） 100
第11章 2D層流數(shù)值計算 102
11.1 問題的提出 102
11.2 層流流場特征 102
11.3 層流孕育紊流種子 104
參考文獻 108
后記 110
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