ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ НЕСТАЦИОНАРНЫХ КОНВЕКТИВНЫХ ТЕЧЕНИЙ СЖИМАЕМОГО ВЯЗКОГО ТЕПЛОПРОВОДНОГО ГАЗА

Обухов А. Г., Сорокина Е. М.

Издательство: Академия Естествознания

Год издания: 2017

ISBN: ISBN 978-5-91327-470-0

PDF: Скачать ( 10.6 Mb )

Учебное пособие посвящено описанию математического и численного моделирования сложных течений газа в конвективных потоках, наблюдающихся при локальном нагреве подстилающей поверхности. Рассматривается математическая модель возникновения и продолжительного существования подобных конвективных течений – полная система уравнений Навье – Стокса с учетом действия силы тяжести. Численное построение решений полной системы уравнений Навье – Стокса при соответствующем выборе начальных и краевых условий позволяет моделировать указанные сложные течения сжимаемого вязкого теплопроводного газа в трехмерном нестационарном случае. Учебное пособие, прежде всего, предназначено для подготовки аспирантов направления 09.06.01 – «Информатика и вычислительная техника» по профилю 05.13.18 – «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ». Кроме того, учебное пособие будет полезно научным работникам, преподавателям, магистрантам и студентам, интересующимся содержательными задачами газовой динамики, а также аналитическими и численными методами решения систем нелинейных уравнений с частными производными.

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО АНАЛИТИЧЕСКОМУ И ЧИСЛЕННОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ КОНВЕКТИВНЫХ ТЕЧЕНИЙ СПЛОШНОЙ СРЕДЫ

§1. Основные понятия и термины конвективного движения сплошной среды

§2. Обзор основных математических моделей конвективных течений сплошных сред

§3. Особенности аналитического и численного моделирования различных задач конвекции сплошных сред

Глава II. ПОСТАНОВКА НАЧАЛЬНО-КРАЕВОЙ ЗАДАЧИ ДЛЯ ПОЛНОЙ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ НАВЬЕ – СТОКСА

§4. Определение начальных условий для полной системы уравнений Навье – Стокса

§5. Постановка краевых условий задачи возникновения и функционирования свободного теплового конвективного потока и их конечно-разностная аппроксимация

§6. Конечно-разностная аппроксимация полной системы уравнений Навье – Стокса

§7. Программно-вычислительный комплекс и несколько способов его тестирования

Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ НЕСТАЦИОНАРНЫХ КОНВЕКТИВНЫХ ТЕЧЕНИЙ СЖИМАЕМОЙ ВЯЗКОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОЙ СПЛОШНОЙ СРЕДЫ

§8. Численное моделирование конвективных течений при локальной кольцевой схеме нагрева