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N-S方程有限体积法求解及墩柱（群）绕流阻力问题研究PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：杨星，钱钧，高士佩，胡晓东，翁松干，郭刘超，朱大栋编着
• 出 版 社：北京：海洋出版社
• 出版年份：2018
• ISBN：9787521001914
• 页数：189 页

图书介绍： 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：轮机概论下一篇：汽车应用基础 《N-S方程有限体积法求解及墩柱（群）绕流阻力问题研究》目录 标签：求解 阻力 方程 编着 体积

第1章 N-S方程的离散1

1.1 N-S方程的守恒形式1

1.2 N-S方程的通用表达式2

1.3 N-S方程的求解过程2

1.4 N-S方程的离散方法3

1.5 N-S方程的通用离散格式26

第2章 基于SIMPLE算法的流场计算34

2.1 流场计算思路34

2.2 VC情况下的流场计算34

2.3 CC情况下的流场计算41

第3章 二维N-S方程流场计算编程46

3.1 计算示例区域划分46

3.2 网格基本特征数组变量49

3.3 常用数组变量及边界条件和初始条件设置92

3.4 SIMPLE算法流场计算的程序设计96

第4章 墩柱（群）绕流阻力的数值计算131

4.1 基本概念介绍131

4.2 墩柱（群）绕流阻力特征试验成果135

4.3 墩柱（群）绕流阻力的数值计算149

第5章 涉水桥梁墩柱群的阻水分析161

5.1 桥梁雍水影响问题161

5.2 桥墩（群）绕流阻力等效糙率推算168

5.3 桥梁群叠加行洪影响的初步讨论180

参考文献184

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摘要：本文针对N-S方程有限体积法求解及墩柱（群）绕流阻力问题进行了深入研究，详细阐述了该方法在工程中的应用及其优势。通过对N-S方程有限体积法的原理、计算方法以及墩柱（群）绕流阻力问题的研究，为相关领域提供了有益的参考。

1、N-S方程有限体积法原理

N-S方程有限体积法是一种基于有限体积法的数值求解方法，它将计算区域划分为有限个体积单元，并在每个单元内求解N-S方程。该方法具有以下特点：首先，它能够精确地描述流体流动的物理过程；其次，它能够适应复杂的几何形状；最后，它具有较高的计算精度。

在N-S方程有限体积法中，首先需要将计算区域划分为有限个体积单元，然后对每个单元内的N-S方程进行离散化处理。离散化过程中，需要考虑流体的连续性方程、动量方程和能量方程。通过对这些方程的离散化，可以得到一系列的代数方程，进而求解出流场中的速度、压力和温度等参数。

此外，N-S方程有限体积法在求解过程中，还需要考虑边界条件和初始条件。边界条件反映了流体与固体边界之间的相互作用，而初始条件则反映了流体在计算区域内的初始状态。通过合理设置边界条件和初始条件，可以保证求解结果的准确性。

2、N-S方程有限体积法计算方法

N-S方程有限体积法的计算方法主要包括以下步骤：首先，建立计算模型，确定计算区域和网格划分；其次，对N-S方程进行离散化处理；然后，设置边界条件和初始条件；最后，求解离散化后的方程组，得到流场参数。

在建立计算模型时，需要根据实际情况选择合适的计算区域和网格划分方法。计算区域的选择应尽可能包含流场中的关键区域，以保证计算结果的准确性。网格划分方法的选择应考虑计算精度和计算效率之间的平衡。

对N-S方程进行离散化处理时，需要采用合适的离散格式。常见的离散格式有有限差分法、有限体积法和有限元法等。本文采用有限体积法对N-S方程进行离散化处理，因为该方法在处理复杂几何形状时具有较高的灵活性。

3、墩柱（群）绕流阻力问题研究

墩柱（群）绕流阻力问题是工程中常见的一种流体力学问题。在桥梁、港口、水利等工程中，墩柱（群）绕流阻力问题对工程结构的安全性、稳定性和经济性具有重要影响。

本文针对墩柱（群）绕流阻力问题，采用N-S方程有限体积法进行了深入研究。首先，建立了墩柱（群）绕流阻力问题的数学模型；其次，对数学模型进行了离散化处理；然后，通过数值模拟，分析了墩柱（群）绕流阻力的影响因素；最后，提出了优化墩柱（群）结构的设计方案。

研究表明，墩柱（群）绕流阻力与墩柱（群）的形状、尺寸、间距等因素密切相关。通过优化墩柱（群）结构的设计，可以有效地降低绕流阻力，提高工程结构的性能。

4、N-S方程有限体积法在工程中的应用

N-S方程有限体积法在工程中的应用非常广泛，主要包括以下方面：首先，在桥梁工程中，可以用于分析桥梁墩柱的绕流阻力，为桥梁设计提供理论依据；其次，在港口工程中，可以用于分析港口码头墩柱的绕流阻力，为码头设计提供理论依据；最后，在水利工程中，可以用于分析水利枢纽墩柱的绕流阻力，为水利枢纽设计提供理论依据。

此外，N-S方程有限体积法还可以应用于其他领域，如航空航天、汽车制造、能源工程等。在航空航天领域，可以用于分析飞机机翼的绕流阻力，为飞机设计提供理论依据；在汽车制造领域，可以用于分析汽车空气动力学性能，为汽车设计提供理论依据；在能源工程领域，可以用于分析风力发电机叶片的绕流阻力，为风力发电机设计提供理论依据。

总结：

本文针对N-S方程有限体积法求解及墩柱（群）绕流阻力问题进行了深入研究，详细阐述了该方法在工程中的应用及其优势。通过对N-S方程有限体积法的原理、计算方法以及墩柱（群）绕流阻力问题的研究，为相关领域提供了有益的参考。

本文的研究结果表明，N-S方程有限体积法在求解墩柱（群）绕流阻力问题时具有较高的精度和可靠性。在实际工程应用中，该方法可以有效地解决墩柱（群）绕流阻力问题，为点击联系需要东西方神秘学学习资料，专业的咨询