具体描述
内容简介
《普通高等教育“十二五”规划教材：计算流体力学有限元方法及其编程详解》内容从最基本的有限元基础知识讲起，难度逐渐加深，每一章都是针对一个计算实例进行理论讲解和公式推导的，在此基础上，每个实例都配置有十分清晰的程序代码。《普通高等教育“十二五”规划教材：计算流体力学有限元方法及其编程详解》共分8章，第1章以有限元方法求解常微分方程为例，讲解有限元方法求解微分方程的基础知识；第2章以理想流体流动为例，介绍有限元方法求解Laplace方程的方法；第3章讲述速度�惭沽τ邢拊�法和罚函数有限元法求解牛顿流体Navier�睸tocks（简记为N�睸）方程组的方法，为后续章节奠定基础；第4章讲述非牛顿流体问题的求解方法；第5章讲解考虑惯性项时N�睸方程组的求解方法；第6章讲述与时间有关的流体流动问题的求解方法；第7章讲述与时间有关的热传导问题的求解方法；第8章讲述速度与温度耦合问题的有限元求解方法。
《普通高等教育“十二五”规划教材：计算流体力学有限元方法及其编程详解》采用MATLAB语言编写计算程序，以便于读者阅读。本书可作为本科生或研究生计算流体力学课程教材，也可作为相关课程的辅导教材
目录
序前言
第1章 有限元方法的基本思路
1.1 一维一次常微分方程的有限元数值求解
1.1.1 方程及精确解
1.1.2 有限元方法求解
1.1.3 程序编写
1.2 一维二次常微分方程的有限元数值求解
1.2.1 方程及精确解
1.2.2 有限元方法求解
1.2.3 程序编写
第2章 理想流体势流的有限元求解
2.1 求解实例和数学方程
2.1.1 求解实例
2.1.2 理想流体的特征及流动方程
2.1.3 边界条件
2.2 有限元方法求解二维拉普拉斯方程
2.2.1 计算区域的离散
2.2.2 插值函数及相关计算
2.2.3 加权余量方程
2.2.4 单元方程的建立
2.2.5 总体方程的组合
2.2.6 编程计算流程
2.3 程序编写
2.3.1 主程序
2.3.2 网格划分程序
2.3.3 网格图形显示程序
2.4 计算结果
第3章 牛顿流体流动的有限元求解
3.1 求解实例和数学方程
3.1.1 求解实例
3.1.2 数学方程
3.1.3 边界条件
3.2 速度�惭沽τ邢拊�求解
3.2.1 计算区域的离散
3.2.2 插值函数及其相关计算
3.2.3 加权余量方程
3.2.4 单元方程的建立
3.2.5 总体方程的组合
3.2.6 求解流程
3.3 速度�惭沽τ邢拊�程序
3.3.1 网格离散程序
3.3.2 主程序
3.3.3 单元Bei子块计算程序
3.3.4 单元Cei子块计算程序
3.3.5 单元Deij子块计算程序
3.3.6 单元Fei子块计算程序
3.3.7 网格细化程序
3.3.8 压力插值程序
3.3.9 矩形网格绘制程序
3.3.1 0计算结果
3.4 罚函数有限元求解
3.4.1 计算区域的离散
3.4.2 插值函数及其相关计算
3.4.3 加权余量方程
3.4.4 单元方程的建立
3.4.5 总体方程的组合
3.4.6 压力的计算
3.4.7 求解流程
3.5 罚函数有限元程序
3.5.1 主程序
3.5.2 单元DPeij子块计算程序
3.5.3 单元内结点压力计算程序
3.5.4 其他程序
3.5.5 计算结果
第4章 非牛顿流体流动的有限元求解
4.1 计算实例及数学方程
4.1.1 计算实例
4.1.2 数学方程
4.2 有限元方法求解方程
4.2.1 计算区域的离散
4.2.2 插值函数及其相关计算
4.2.3 加权余量方程
4.2.4 单元方程的建立
4.2.5 总体方程的组合
4.2.6 迭代求解流程
4.3 程序编写
4.3.1 网格生成程序
4.3.2 主程序
4.3.3 单元结点黏度计算程序
4.3.4 单元Deij子块计算程序
4.3.5 其他程序
4.4 计算结果分析
4.4.1 网格数量对计算精度的影响
4.4.2 求解问题的速度、压力、剪切速率和黏度分布
4.4.3 物性参数对出口速度分布的影响
4.4.4 入口压力对出口流量的影响
第5章 考虑惯性项影响的牛顿流体流动有限元求解
5.1 求解实例和数学方程
5.1.1 求解实例
5.1.2 数学方程
5.1.3 边界条件
5.2 有限元求解
5.2.1 计算区域的离散
5.2.2 插值函数及其相关计算
5.2.3 加权余量方程
5.2.4 单元方程的建立
5.2.5 总体方程的组合
5.2.6 非线性方程组的求解方法
5.3 相关程序编写
5.3.1 “速度项提出法”+“Newton Raphson迭代法”相关程序
5.3.2 “直接推导法”+“线性化交替迭代法”相关程序
5.4 结果分析
5.4.1 两组程序计算结果对比
5.4.2 惯性项影响分析
第6章 非牛顿流体非定常流动的有限元求解
6.1 求解实例和数学方程
6.1.1 求解实例
6.1.2 数学方程
6.1.3 边界条件
6.2 有限元求解
6.2.1 计算区域的离散
6.2.2 插值函数及其相关计算
6.2.3 加权余量方程
6.2.4 单元方程的建立
6.2.5 总体方程的组合
6.2.6 非定常问题非线性方程组的求解方法
6.3 相关程序编写
6.3.1 网格生成程序
6.3.2 主程序
6.3.3 单元方程子块计算程序
6.3.4 Bird�睠arreau本构模型的单元内结点黏度计算程序
6.3.5 单元内速度积分程序及单元面积计算程序
6.3.6 其他程序
6.4 结果分析
第7章 与时间有关的热传导问题的有限元求解
7.1 求解实例和数学方程
7.1.1 求解实例
7.1.2 数学方程和边界条件
7.2 热传导方程的有限元求解
7.2.1 计算区域的离散
7.2.2 插值函数及其相关计算
7.2.3 加权余量方程
7.2.4 单元方程的建立
7.2.5 总体方程的组合
7.2.6 代入边界条件及迭代求解
7.3 相关程序编写
7.3.1 网格生成程序
7.3.2 主程序
7.3.3 单元温度积分计算程序
7.3.4 单元面积计算程序
7.3.5 热传导项CDe子块计算程序
7.3.6 时间项CDe子块计算程序
7.3.7 热传导边界项CDBe子块计算程序
7.3.8 其他程序
7.4 计算结果分析
7.4.1 区域温度变化
7.4.2 加热热流密度对升温过程的影响
7.4.3 空气温度对升温过程的影响
第8章 速度与温度耦合问题的有限元求解
8.1 求解实例和数学方程
8.1.1 求解实例
8.1.2 数学方程
8.1.3 边界条件
8.1.4 与剪切速率和温度有关的本构方程
8.2 能量方程的有限元求解
8.2.1 计算区域的离散
8.2.2 插值函数及其相关计算
8.2.3 加权余量方程
8.2.4 单元方程的建立
8.2.5 总体方程的组合
8.2.6 能量方程与N�睸方程组耦合时的求解流程
8.3 相关程序
8.3.1 网格生成程序
8.3.2 主程序
8.3.3 单元结点黏度计算程序
8.3.4 单元Deij子块计算程序
8.3.5 单元Cei子块计算程序
8.3.6 单元Bei子块计算程序
8.3.7 单元Fei子块计算程序
8.3.8 单元CDe子块计算程序
8.3.9 单元DLe子块计算程序
8.3.10 单元NHe子块计算程序
8.3.11 单元CDBe子块计算程序
8.4 计算结果分析
8.4.1 计算结果
8.4.2 入口压力对温度分布的影响
8.4.3 流动区域收敛比对温度分布的影响
8.4.4 黏性耗散对温度分布的影响
参考文献
前言/序言
用户评价
拿到这本书，我最大的感受就是其内容的充实与全面。作为一本“十二五”规划教材，它在有限元方法的基础理论讲解上，确实下足了功夫。从向量微积分、泛函分析等数学基础的简要回顾，到变分原理、加权残量法的详细介绍，再到有限元基本单元的选取、形函数的插值、刚度矩阵的组装等核心步骤，都进行了清晰而严谨的阐述。我之前接触过一些CFD的入门书籍，但很多都对理论部分一带而过，而这本书则让我第一次真正理解了有限元方法是如何从连续方程过渡到离散方程的。 我尤其赞赏书中关于网格划分和节点编号策略的讲解。虽然本书的重点是有限元方法本身，但作者并没有忽视网格作为数值计算基础的重要性。书中在介绍有限元单元时，已经为后续的网格生成和处理奠定了基础。我印象深刻的是，作者在讲解不同单元类型（如三角形、四边形、四面体、六面体等）的适用性时，结合了具体的流动问题，让我能够直观地理解不同单元类型对计算精度和效率的影响。 在编程实现方面，本书提供的代码示例，虽然不是那种可以直接用于复杂工程计算的“大而全”的库，但其精心设计的“麻雀虽小，五脏俱全”，让我能够清晰地看到整个有限元求解流程的实现细节。我尝试着按照书中的示例，在一个简单的二维算例中，一步步构建自己的有限元求解器。从读取网格文件，到定义形函数，再到组装载荷向量和刚度矩阵，最后进行求解，每一步都有详细的代码和注解。这让我对有限元方法的编程实现有了更深刻的理解，也为我未来自主开发CFD软件积累了宝贵的经验。 这本书在讨论求解线性方程组的部分，也显得非常扎实。众所周知，在有限元方法中，最终会归结为求解大规模稀疏线性方程组的问题。作者在这部分内容中，详细介绍了直接法（如LU分解、Cholesky分解）和迭代法（如Jacobi迭代、Gauss-Seidel迭代、共轭梯度法等）的原理和适用性。对于实际应用中，如何根据矩阵的特性选择合适的求解器，以及如何提高迭代法的收敛速度，书中都给出了非常有价值的建议。 另外，书中在讲解有限元方法处理边界条件时，也给予了足够的关注。边界条件是CFD计算中至关重要的一个环节，直接影响着计算结果的物理合理性。作者详细介绍了齐次和非齐次狄利克雷边界条件、诺依曼边界条件的施加方法，以及如何将其融入到有限元方程组的求解过程中。这对于我理解如何在编程中正确地施加各种边界条件，提供了非常清晰的指导。 我发现，这本书的价值并不仅仅在于它提供了多少理论知识，更在于它教会了我如何去学习。作者在讲解每一个概念时，都会追溯其本源，并给出清晰的逻辑推理。这种“由浅入深，由简入繁”的教学方法，让我能够真正理解每一个步骤的含义，而不是死记硬背。 令我欣喜的是，书中在最后几章，还对一些更高级的主题进行了初步的介绍，例如关于非结构网格的处理、流固耦合问题、湍流模型等的有限元实现思路。虽然这些内容篇幅不多，但却为我打开了新的视野，让我看到了有限元方法在更广泛领域的应用前景。 总的来说，这本书是一本非常优秀的有限元方法教材。它不仅在理论深度上能够满足高等教育的要求，在编程实践上也提供了非常有价值的指导。我将这本书视为我CFD学习道路上的重要基石，它帮助我建立起扎实的理论基础和实践能力，为我未来的学术研究和工程应用打下了坚实的基础。
评分这本书的出现，仿佛为我打开了一扇通往“计算流体力学”世界的大门，而且这扇门是如此的宽敞而明亮，让我得以窥见其深邃的奥秘。作为一名对CFD充满好奇，但又常常被其复杂数学模型所困扰的学生，我在这本书中找到了久违的清晰与方向。作者在有限元方法的理论阐述上，可谓是“字斟句酌”，从最基础的数学概念，到复杂的积分方程推导，再到最终的离散化方程形成，每一步都讲解得细致入微，仿佛我正站在作者的身边，听他娓娓道来，将抽象的数学概念逐一剖析。 我尤其喜欢书中关于“插值函数”和“形函数”的讲解。在我的认知里，这些概念一直有些模糊，而这本书通过非常形象的比喻和清晰的数学推导，让我一下子就明白了它们在有限元方法中的核心作用。作者并没有仅仅给出公式，而是深入浅出地解释了形函数是如何描述单元内部的场变量分布，以及它们在节点上的取值特性。这让我对有限元方法在空间离散化上的精妙之处，有了更深刻的认识。 在编程实现方面，书中提供的C++代码示例，是我最直接的收获。我尝试着按照书中的步骤，构建了一个简单的二维流体流动求解器。从网格数据的读取，到单元刚度矩阵的组装，再到最终的线性方程组求解，每一步都清晰可见。更重要的是，书中对代码的注释详尽，让我能够快速理解每一行代码的含义，以及它在整个求解流程中所扮演的角色。这比我之前零散地阅读一些网上的代码片段，效率高了不止一个档次。 令我印象深刻的是，书中在处理非线性问题时，介绍的迭代求解方法。Navier-Stokes方程本身就具有高度的非线性，这使得其数值求解异常困难。作者在这部分内容中，详细介绍了Picard迭代和Newton-Raphson迭代等方法，并给出了相应的编程实现思路。这让我明白，在实际的CFD计算中，如何通过迭代的方式，逐步逼近真实的流体流动状态。 此外，书中在讲解有限元方法处理边界条件时，也显得非常专业。无论是定常问题还是非定常问题，无论是稳态流动还是瞬态流动，作者都给出了清晰的数学推导和编程实现方法。这让我明白了，如何在有限元方程组中有效地施加各种物理边界条件，以确保计算结果的物理合理性。 我发现，这本书的价值，并不仅仅在于它提供了多少理论知识，更在于它教会了我一种解决问题的思路。作者通过循序渐进的讲解，引导我理解了CFD问题的物理本质，如何将其转化为数学模型，以及如何利用有限元方法来逼近求解。这种思维训练，是我在任何软件操作手册中都无法获得的。 总而言之，这本书是一本非常优秀的计算流体力学有限元方法教材。它不仅在理论深度上能够满足高等教育的要求，在编程实践上也提供了非常有价值的指导。我将这本书视为我CFD学习和研究道路上的重要伙伴，它帮助我建立起扎实的理论基础和实践能力，为我未来的学术研究和工程应用打下了坚实的基础。
评分这本书的出现，简直是我作为一名多年研究CFD的从业者，在茫茫书海中寻觅已久的灯塔。它不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的老友，娓娓道来，将原本晦涩难懂的有限元方法，用一种直观且富有洞察力的方式展现在我眼前。我尤其欣赏作者在理论推导上的严谨与清晰，每一步公式的引入都伴随着详尽的解释，让我能够深刻理解其背后的物理意义和数学逻辑，而非机械地记忆。这种“知其然，更知其所以然”的学习过程，对我这样需要将理论应用于实际工程问题的人来说，是至关重要的。 然而，更让我惊喜的是，这本书并没有止步于理论的介绍。当翻阅到关于编程实现的部分时，我仿佛看到了将理论付诸实践的清晰路径。作者并没有采用市面上常见的、过于简化的示例代码，而是提供了一套具有一定规模和实用性的编程框架。这对于希望将CFD技术应用于具体工程项目、进行自主开发和优化的工程师来说，具有极高的参考价值。我尝试着跟随书中的代码示例，一步步构建自己的求解器，过程中遇到的问题，书中都或多或少地有所提及，并给出了有效的解决方案，这极大地缩短了我摸索和调试的时间，让我能够更专注于算法本身的理解和应用。 我发现，这本书的价值不仅仅在于它如何讲解有限元方法，更在于它如何帮助读者建立起一种解决问题的思维方式。在阅读过程中，我常常会停下来思考，作者是如何将复杂的物理现象转化为离散的数值方程，又是如何通过有限元方法进行逼近和求解的。这种对问题分解、建模、求解和验证的系统性思考，对于任何从事科学研究或工程技术工作的人来说，都是一笔宝贵的财富。书中穿插的一些案例分析，更是将这种思维方式具象化，让我看到了理论知识如何在实际应用中发挥作用，也激发了我未来研究方向的灵感。 这本书还有一个显著的优点，就是它对不同复杂度的流体问题都有所涉及。从简单的泊肃叶流动，到稍微复杂的对流-扩散方程，再到更具挑战性的Navier-Stokes方程组，作者都给出了相应的有限元离散和求解策略。这种循序渐进的讲解方式，非常适合不同基础的学习者。我个人在学习过程中，尤其对书中关于非结构网格的讨论产生了浓厚的兴趣，因为在实际工程应用中，处理复杂几何形状是不可避免的难题。作者在这一部分的讲解，虽然篇幅不算最长，但却点到了核心，为我后续深入研究提供了重要的启示。 令我印象深刻的是，书中关于误差分析和收敛性判定的部分，作者没有回避这些理论上的难点，而是用清晰易懂的语言进行了阐述。我知道，在有限元方法中，理解误差的来源以及如何保证数值解的稳定性和准确性，是区分合格使用者和优秀工程师的关键。书中不仅介绍了常见的误差类型，还给出了多种提高精度和收敛性的方法，并给出了相应的编程实现建议。这对于我来说，无疑是解决实际工程问题中，保证计算结果可靠性的重要保障。 我非常赞赏作者在介绍有限元方法时，始终保持着对物理过程的关注。计算流体力学，顾名思义，其核心在于对流体物理现象的模拟。有限元方法只是实现这一目标的工具。书中在讲解离散化和求解算法的同时，并没有忽略对流体动力学基本原理的复习和强调，这使得我在学习计算方法时，不会忘记其背后的物理本质。比如，在讲解粘性项的处理时，作者还会回顾牛顿粘性定律，在讲解对流项时，也会强调守恒方程的重要性。这种将数学模型与物理现实紧密结合的讲解方式，让我受益匪浅。 值得一提的是，这本书的语言风格非常适合作为高等教育的教材。它既有学术的严谨性，又不失教学的生动性。作者善于使用类比和形象化的语言来解释抽象的概念，让原本枯燥的理论变得鲜活起来。我记得，在讲解形函数插值时，作者用了一个非常形象的比喻，帮助我瞬间理解了形函数的概念及其在单元内的作用。这种教学方法，对于初学者来说，无疑是降低了学习门槛，提升了学习效率。 在阅读过程中，我发现书中提供的编程示例，并非仅仅是为了演示算法，而是隐藏着一些工程实践的“小技巧”。例如，在网格划分的讨论中，作者虽然没有直接提供网格生成器，但通过代码示例，间接展示了如何处理节点和单元的编号，如何进行拓扑信息的存储等。这些看似细节的地方，在实际的项目开发中，却能起到事半功倍的作用。我觉得，能够将这些工程经验融入教材，是作者深厚功力的体现。 这本书在介绍有限元方法时，也巧妙地与其他数值方法进行了对比。虽然本书的重点在于有限元方法，但作者并没有完全忽略有限差分法、有限体积法等其他主流的CFD数值方法。在某些章节，作者会适时地指出有限元方法在处理特定问题时的优势，例如在处理复杂边界和不规则几何形状时的灵活性，以及在处理奇异性问题时的潜力。这种对比分析，让我能够更全面地认识CFD领域，并根据实际需求选择最合适的数值方法。 总而言之，这本书是一本集理论深度、编程实践和教学艺术于一体的优秀教材。它不仅能够帮助我系统地掌握计算流体力学有限元方法，更重要的是，它能够启发我独立思考，解决实际工程问题。我将这本书视为我CFD学习和研究道路上的重要伙伴，并期待未来能够从中获得更多启示。
评分这本书的质量，超出了我的想象。作为一本“十二五”规划教材，它不仅在理论深度上做到了极致，更在编程实践方面提供了极具价值的指导。我曾以为，一本教材可能更多地偏向于理论的讲解，而这本书，则将理论与实践的结合做到了令人惊叹的程度。 我特别欣赏书中关于“单元”的讲解。作者并没有简单地介绍三角形、四边形等单元，而是深入探讨了不同高阶单元的构建方法，以及它们在提高计算精度方面的重要作用。书中对插值函数、形函数导数的计算，以及如何在单元积分中应用数值积分（如高斯积分）进行了非常详尽的阐述。这让我明白了，为什么在实际工程问题中，会选择特定类型的单元，以及如何通过单元的选取来优化计算效率和精度。 在编程实现方面，书中提供的C++代码示例，是我在CFD领域遇到的最实用的教学材料之一。我尝试着按照书中的代码，一步步实现了一个二维Steady-state问题的求解器。从读取网格文件，到定义高斯积分点，再到计算单元刚度矩阵和载荷向量，最后进行求解和后处理，每一步都有详细的代码和注解。这让我对有限元方法的编程实现有了更深刻的理解，也为我未来自主开发CFD软件积累了宝贵的经验。 令我印象深刻的是，书中在讲解如何求解有限元方程组时，不仅介绍了直接法，还对迭代法进行了详细的阐述。特别是对共轭梯度法（Conjugate Gradient Method）的介绍，让我看到了在处理大规模稀疏矩阵时，迭代法的优势。书中还给出了，如何利用预条件（Preconditioning）技术来加速迭代法的收敛速度。这些都是在实际工程应用中非常重要的技巧。 此外，书中在讲解有限元方法处理边界条件时，也给予了足够的关注。边界条件是CFD计算中至关重要的一个环节，直接影响着计算结果的物理合理性。作者详细介绍了齐次和非齐次狄利克雷边界条件、诺依曼边界条件的施加方法，以及如何将其融入到有限元方程组的求解过程中。这对于我理解如何在编程中正确地施加各种边界条件，提供了非常清晰的指导。 我发现，这本书的价值，并不仅仅在于它提供了多少现成的代码，更在于它教会了我如何去思考。作者通过循序渐进的讲解，引导我理解了CFD问题的物理本质，如何将其转化为数学模型，以及如何利用有限元方法来逼近求解。这种思维训练，是我在任何软件操作手册中都无法获得的。 总而言之，这本书是一本集理论深度、编程实践和教学艺术于一体的优秀教材。它不仅能够帮助我系统地掌握计算流体力学有限元方法，更重要的是，它能够启发我独立思考，解决实际工程问题。我将这本书视为我CFD学习和研究道路上的重要伙伴，并期待未来能够从中获得更多启示。
评分这本书为我打开了计算流体力学（CFD）领域的一扇窗户，让我得以窥见有限元方法（FEM）的精妙之处。作为一本高等教育的规划教材，它在理论的深度和广度上都做得非常出色，从基础的数学原理，到复杂的流体动力学方程的离散化，都讲解得清晰透彻，让我这个初学者也能逐渐领悟其中的奥妙。 我尤为欣赏书中关于“弱形式”的推导和讲解。这可以说是有限元方法的核心概念之一，而本书的讲解，不仅给出了严谨的数学证明，还结合了物理直观的解释，让我能够理解为什么需要引入弱形式，以及它如何为后续的离散化奠定基础。此外，书中对“Galerkin方法”和其他加权残量法的比较，也让我对不同离散化方法的优缺点有了更清晰的认识。 在编程实现方面，本书提供的C++代码示例，堪称是我CFD学习道路上的“指路明灯”。我尝试着跟着书中的代码，构建了一个简单的二维层流求解器。从读取网格数据，到组装单元刚度矩阵和载荷向量，再到求解线性方程组，每一个环节的代码都逻辑清晰，注释详尽。这让我不仅学会了如何实现有限元算法，更重要的是，让我对CFD软件开发的整体流程有了初步的认识。 令我印象深刻的是，书中在处理“速度-压力耦合”问题时，给出的几种不同方法的实现思路。Navier-Stokes方程本身就包含了速度和压力的耦合项，这使得其求解更加复杂。本书详细介绍了如PISO、SIMPLE等经典算法的有限元实现框架，并给出了相应的代码示例。这对于我理解如何求解非线性、多物理耦合问题，提供了宝贵的经验。 此外，书中对“时间离散化”的讨论，也让我受益匪浅。无论是迎风格式、中心格式，还是更高级的向后欧拉格式、Crank-Nicolson格式，本书都给出了详尽的数学推导和编程实现建议。这让我明白了，在模拟瞬态流动时，如何选择合适的数值格式来保证计算的稳定性和精度。 我发现，这本书的价值，并不仅仅在于它提供了多少理论知识，更在于它教会了我一种解决问题的思路。作者通过循序渐进的讲解，引导我理解了CFD问题的物理本质，如何将其转化为数学模型，以及如何利用有限元方法来逼近求解。这种思维训练，是我在任何软件操作手册中都无法获得的。 总而言之，这本书是一本非常优秀的计算流体力学有限元方法教材。它不仅在理论深度上能够满足高等教育的要求，在编程实践上也提供了非常有价值的指导。我将这本书视为我CFD学习和研究道路上的重要伙伴，它帮助我建立起扎实的理论基础和实践能力，为我未来的学术研究和工程应用打下了坚实的基础。
评分初次翻阅此书，便被其严谨的学术风格和清晰的逻辑结构所吸引。作为一名在CFD领域探索多年的研究者，我深知有限元方法在处理复杂几何形状和边界条件方面的优势，而这本书则将这些理论优势，通过详尽的数学推导和精炼的编程实现，呈现在我眼前。 我尤为赞赏书中关于“变分原理”和“加权残量法”的深入阐述。这两者是构建有限元方程组的基石，而本书在这方面的讲解，堪称典范。作者从泛函的极值原理出发，层层递进，最终推导出适合求解各类偏微分方程的有限元方程。这种严谨的数学推导过程，不仅让我理解了有限元方法的理论根源，更帮助我深刻理解了离散化过程中各个数学项的物理意义。 在编程实践方面，书中提供的C++代码示例，是我近期遇到的最宝贵的学习资源。我尝试着将书中的代码，应用到我正在研究的一个工程问题中，并且取得了令人惊喜的效果。书中代码的模块化设计，以及对关键算法的清晰实现，让我能够快速地将理论知识转化为实际的计算能力。我发现，通过阅读和调试这些代码，我不仅学会了如何实现有限元算法，还学到了很多在CFD软件开发中必备的工程技巧。 令我印象深刻的是，书中在讨论求解大规模稀疏线性方程组时，对各种迭代法的详细介绍。特别是对预条件技术（Preconditioning）的阐述，让我看到了提高求解效率的关键所在。书中还给出了，如何根据矩阵的特性，选择合适的迭代方法和预条件子，这对于实际工程应用中，处理动辄百万甚至千万未知数的线性方程组，具有极其重要的指导意义。 此外，书中在讲解如何处理非线性流动问题时，对迭代求解策略的深入分析，让我受益匪浅。我知道，Navier-Stokes方程的非线性是CFD计算中的一大难点，而本书通过对Picard迭代、Newton-Raphson迭代等方法的详尽介绍，并结合具体的编程实现，为我提供了有效的解决方案。 我发现，这本书的价值，不仅仅在于它提供了多少理论知识，更在于它教会了我一种解决问题的思路。作者通过循序渐进的讲解，引导我理解了CFD问题的物理本质，如何将其转化为数学模型，以及如何利用有限元方法来逼近求解。这种思维训练，是我在任何软件操作手册中都无法获得的。 总而言之，这本书是一本集理论深度、编程实践和教学艺术于一体的优秀教材。它不仅能够帮助我系统地掌握计算流体力学有限元方法，更重要的是，它能够启发我独立思考，解决实际工程问题。我将这本书视为我CFD学习和研究道路上的重要基石，它帮助我建立起扎实的理论基础和实践能力，为我未来的学术研究和工程应用打下了坚实的基础。
评分这本书，如同一个精心雕琢的艺术品，将计算流体力学中复杂的有限元方法，以一种清晰、有序且极具启发性的方式呈现出来。对于我这样渴望深入理解CFD底层原理的学习者来说，这本书简直就是一份珍贵的礼物。我尤其赞赏作者在理论推导上的精益求精，从最基础的数学概念，到复杂的积分方程，再到最终的离散化形式，每一个步骤都清晰明了，而且逻辑严谨，丝毫没有含糊不清之处。 我特别喜欢书中对“基函数”和“形函数”的讲解。作者并没有仅仅给出一个定义，而是通过具体的例子，阐述了这些函数在单元内部的插值和逼近作用。这种对数学工具背后物理意义的深入剖析，让我对有限元方法在空间离散化上的巧妙之处，有了全新的认识。我记得，书中用一个生动的比喻，来解释形函数是如何“连接”单元节点的，这让我一下子就明白了它们在构建连续场中的关键作用。 在编程实现方面，书中提供的C++代码示例，是我最直接的收获。我尝试着按照书中的代码，一步步构建了一个二维定常传热问题的求解器。从读取网格数据，到定义高斯积分点，再到计算单元刚度矩阵和载荷向量，最后进行求解和后处理，每一步都有详细的代码和注解。这让我对有限元方法的编程实现有了更深刻的理解，也为我未来自主开发CFD软件积累了宝贵的经验。 令我印象深刻的是，书中在讲解有限元方法处理边界条件时，也给予了足够的关注。无论是狄利克雷边界条件，还是诺依曼边界条件，甚至是混合边界条件，书中都给出了清晰的数学推导和编程实现方法。这让我明白了，如何在有限元方程组的组装和求解过程中，有效地施加各种物理边界条件，以确保计算结果的物理合理性。 我发现，这本书的价值，并不仅仅在于它提供了多少理论知识，更在于它教会了我一种解决问题的思路。作者通过循序渐进的讲解，引导我理解了CFD问题的物理本质，如何将其转化为数学模型，以及如何利用有限元方法来逼近求解。这种思维训练，是我在任何软件操作手册中都无法获得的。 总而言之，这本书是一本非常优秀的计算流体力学有限元方法教材。它不仅在理论深度上能够满足高等教育的要求，在编程实践上也提供了非常有价值的指导。我将这本书视为我CFD学习和研究道路上的重要基石，它帮助我建立起扎实的理论基础和实践能力，为我未来的学术研究和工程应用打下了坚实的基础。
评分这本书的理论深度和广度，远超我的预期。我原以为一本“十二五”规划教材，在如今快速发展的计算科学领域，可能在某些方面会显得略微陈旧，但事实证明我错了。书中关于有限元方程组的离散化，特别是对Navier-Stokes方程组的处理，从弱形式的推导，到离散化方程的形成，再到各种数值格式（如 Galerkin 方法、混合方法等）的介绍，都进行了非常细致的阐述。这对于我理解流体方程组的数值解法，以及选择合适的求解算法，提供了坚实的基础。 我尤其欣赏书中在讨论非线性问题时的处理方法。Navier-Stokes方程本身就是高度非线性的，这给有限元方法的求解带来了巨大的挑战。作者并没有回避这一难题，而是详细介绍了迭代求解技术，包括Picard迭代、Newton-Raphson迭代等，并结合了求解线性方程组的各种方法，如直接法和迭代法。书中对这些方法的优缺点分析，以及何时选择何种方法，都给出了非常有价值的指导。这让我明白了，理论上的完美离散化，还需要在实际计算中通过高效的迭代算法来逼近。 在编程实现方面，书中提供的代码示例，虽然篇幅有限，但其精炼程度和关键点的突出，让我能够快速抓住核心。我发现，作者并没有提供一个包罗万象的“万能”求解器，而是针对一些经典的算例，给出了清晰的实现框架。这反而更能激发读者的主动性，让他们在理解基本框架后，根据自己的需求进行扩展和修改。例如，在处理速度-压力耦合问题时，书中给出的压力-速度耦合的实现思路，对于我理解分离求解和耦合求解的原理，非常有帮助。 这本书在讲解网格生成和处理方面，虽然不是其核心内容，但作者也给予了足够的重视。我深知，对于复杂的工程几何形状，高质量的网格生成是CFD计算成败的关键。书中虽然没有详细介绍网格生成算法，但通过一些示例，让我看到了如何构建节点和单元的拓扑关系，以及如何将几何信息映射到有限元网格上。这些基础的网格处理知识，对于我进一步学习更复杂的网格生成技术，打下了坚实的基础。 令我印象深刻的是，书中在讨论高级话题时，例如关于自适应网格细化（Adaptive Mesh Refinement）和高阶有限元方法，并没有简单地提及，而是进行了一定的深入探讨。虽然篇幅不长，但作者指出了这些技术在提高计算精度和效率方面的巨大潜力，并提供了初步的思路。这让我看到了有限元方法在CFD领域未来发展的方向，也激发了我对这些前沿技术的研究兴趣。 这本书的另一个亮点是，它非常注重理论与实际的结合。在讲解有限元方法的原理时，作者会经常引用一些实际的工程问题作为背景，例如航空发动机叶片流动、汽车空气动力学等。这使得我能够更直观地理解抽象的数学公式在解决实际问题中的作用。我发现，通过这些具体的例子，我能更好地把握有限元方法的适用范围和局限性。 我特别喜欢书中关于稳定性分析和数值耗散的讨论。在CFD计算中，数值格式的选择往往会影响到计算的稳定性和结果的准确性。作者在这方面给出了清晰的解释，例如，如何通过数值耗散来抑制数值振荡，以及如何选择合适的格式来保证计算的稳定性。这些知识对于我避免在实际计算中出现“飞散”现象，至关重要。 此外，这本书在章节的组织上也显得非常合理。从最基础的一维问题，逐步过渡到二维、三维问题；从最简单的流动方程，过渡到复杂的Navier-Stokes方程。这种由浅入深的讲解方式，不仅降低了学习难度，也让读者能够逐步建立起对有限元方法处理不同流动问题的信心。 这本书的价值，并不仅仅在于它提供了多少现成的代码，更在于它教会了我如何去思考。作者通过循序渐进的讲解，引导我理解了CFD问题的物理本质，如何将其转化为数学模型，以及如何利用有限元方法来逼近求解。这种思维训练，是我在任何软件手册中都无法获得的。 最后，这本书的参考文献也十分详尽，这为我后续的深入学习提供了宝贵的资源。我能够根据自己感兴趣的方向，进一步查阅相关的文献，扩展我的知识边界。可以说，这本书不仅仅是一本教材，更像是一扇通往CFD研究殿堂的窗户。
评分这本书给我的感觉，就像是那位经验老道的老师傅，手把手地教你如何使用一套精密的工具。它的价值，恰恰在于其“详解”二字。我之前接触过的CFD书籍，大多停留在理论层面，或者只提供了一些简单的示例代码，而这本书，则将有限元方法的理论推导，与具体的编程实现，紧密地结合在了一起，而且讲解得非常细致，毫不含糊。 我尤其欣赏书中关于“形函数”的讲解。这可以说是有限元方法的灵魂所在。作者从一维单元开始，循序渐进地介绍了线性形函数、二次形函数，以及高维单元（如三角形、四边形）的形函数。更重要的是，书中不仅给出了形函数的数学表达式，还对形函数的物理意义进行了深入的剖析，例如形函数在节点上的取值特性，以及它如何描述单元内部的场变量变化。这种透彻的讲解，让我对形函数的理解，上升到了一个全新的高度。 在编程实践方面，书中提供的C++代码示例，可以说是我在CFD领域遇到的最实用的教学材料之一。我尝试着按照书中的代码，一步步实现了一个二维Steady-state问题的求解器。从读取节点和单元信息，到定义高斯积分点，再到计算单元刚度矩阵和载荷向量，最后进行求解和后处理，每一个环节的代码都清晰明了，并且注释详尽。我发现，书中的代码并没有过度追求效率，而是将重点放在了算法的逻辑和清晰性上，这对于学习者来说，是非常友好的。 我深知，在CFD计算中，数值积分是一个绕不开的环节。书中对高斯-积分（Gauss-Quadrature）的讲解，不仅阐述了其数学原理，还给出了如何在单元积分中应用高斯公式的具体步骤。这让我明白了，为什么我们不能简单地采用梯形法则或辛普森法则，以及高斯积分为何能提供如此高的精度。 令我印象深刻的是，书中在讲解如何求解有限元方程组时，不仅介绍了直接法，还对迭代法进行了详细的阐述。特别是对共轭梯度法（Conjugate Gradient Method）的介绍，让我看到了在处理大规模稀疏矩阵时，迭代法的优势。书中还给出了，如何利用预条件（Preconditioning）技术来加速迭代法的收敛速度。这些都是在实际工程应用中非常重要的技巧。 我非常赞赏作者在编写代码时，对模块化和可读性的重视。书中的代码，虽然是C++语言，但其结构清晰，易于理解。每个函数都承担着特定的功能，并且命名规范。这让我不仅学会了如何实现有限元算法，还学到了如何编写高质量的CFD代码。 此外，书中在介绍不同流动问题的求解时，也给了我很多启发。例如，在处理传热问题时，书中讲解了如何构建导热方程的有限元形式，以及如何施加温度边界条件。在处理流体流动问题时，则详细介绍了Navier-Stokes方程的有限元离散和求解策略，特别是对速度-压力耦合问题的处理方法。 这本书的价值，在于它将抽象的理论知识，转化为具体的、可执行的编程代码，并配以详尽的解释。这让我真正地“学会”了有限元方法，而不仅仅是“了解”。我将这本书奉为我CFD学习的“圣经”，它不仅帮助我打下了坚实的理论基础，更重要的是，它为我打开了通往实际工程应用的大门。
评分这本书的出版，对于我这样在CFD领域摸索多年的工程师来说，无疑是雪中送炭。我之前一直在寻找一本能够系统地、深入浅出地讲解有限元方法及其编程实现的教材，而这本书恰恰满足了我的需求。它不仅仅是理论的堆砌，更像是一本“操作手册”，一步步引导读者从理论走向实践。 我尤其对书中关于“单元”的讲解印象深刻。作者并没有简单地介绍三角形、四边形等单元，而是深入探讨了不同高阶单元的构建方法，以及它们在提高计算精度方面的重要作用。书中对插值函数、形函数导数的计算，以及如何在单元积分中应用数值积分（如高斯积分）进行了非常详尽的阐述。这让我明白了，为什么在实际工程问题中，会选择特定类型的单元，以及如何通过单元的选取来优化计算效率和精度。 在编程实现方面，书中提供的C++代码示例，是我最宝贵的收获之一。我之前尝试过自己编写一些简单的CFD程序，但总是遇到各种各样的问题，尤其是涉及到复杂的离散化和方程组求解时。这本书中的代码，不仅逻辑清晰，而且注释详尽，让我能够快速理解每一个步骤的实现思路。我尝试着将书中的代码，应用到一些我正在进行的工程项目中，例如某个简单结构的流场模拟，并且取得了不错的效果。 令我惊喜的是，书中在讲解求解线性方程组时，不仅介绍了直接法，还对各种迭代法进行了深入的探讨。我之前对迭代法的理解比较片面，而这本书则详细介绍了Jacobi、Gauss-Seidel、SOR、共轭梯度法等多种迭代方法的原理、收敛条件以及适用范围。特别是对预条件技术（Preconditioning）的介绍，让我看到了如何通过优化预条件子来加速迭代法的收敛速度，这对于处理大规模稀疏矩阵至关重要。 此外，书中在讲解边界条件的处理时，也显得非常到位。无论是狄利克雷边界条件（Dirichlet boundary conditions），还是诺依曼边界条件（Neumann boundary conditions），甚至是混合边界条件，书中都给出了清晰的数学推导和编程实现方法。这让我明白了，如何在有限元方程组的组装和求解过程中，有效地施加各种边界条件。 这本书的另一个亮点，在于它对实际工程问题的关注。虽然本书是一本偏向于方法论的教材，但作者在讲解过程中，经常会引用一些实际的工程算例，例如管道流、翼型绕流等，并给出相应的有限元模型和求解策略。这让我能够更好地理解有限元方法在解决实际工程问题中的应用价值。 我发现，这本书的价值，并不仅仅在于它提供了多少现成的代码，更在于它教会了我一种解决问题的思路。作者通过循序渐进的讲解，引导我理解了CFD问题的物理本质，如何将其转化为数学模型，以及如何利用有限元方法来逼近求解。这种思维训练，是我在任何软件操作手册中都无法获得的。 总而言之，这本书是我在CFD学习和实践过程中，遇到的最优秀的一本教材。它不仅在理论深度上能够满足高等教育的要求，在编程实践上也提供了非常有价值的指导。我将这本书视为我CFD研究和工程应用的“案头必备”，它帮助我建立起扎实的理论基础和实践能力，为我未来的职业发展奠定了坚实的基础。
评分很好的学习资料，值得推荐！
评分书籍现已使用中，过程中发现书籍内容相对简单，但例题解析比较明确，适合初学者使用。
评分纸的质量很一般，纸的质量很一般
评分图书质量不错，发货速度快，服务态度好。
评分买的这本书，看着还不错。
评分非常不错的商品 送货也比较快
评分不错不错不错不错不错不错不错
评分《普通高等教育“十二五”规划教材：计算流体力学有限元方法及其编程详解》内容从最基本的有限元基础知识讲起，难度逐渐加深，每一章都是针对一个计算实例进行理论讲解和公式推导的，在此基础上，每个实例都配置有十分清晰的程序代码。
评分《普通高等教育“十二五”规划教材：计算流体力学有限元方法及其编程详解》采用MATLAB语言编写计算程序，以便于读者阅读。本书可作为本科生或研究生计算流体力学课程教材，也可作为相关课程的辅导教材
相关图书
![组织和细胞培养技术（第3版）/全国高等医药教材建设研究会“十二五”规划教材（附光盘） [Tissue and Cell Culture Techniques] pdf epub mobi 电子书 下载](https://pic.qciss.net/11487476/53bdd4f2Nffff80a2.jpg)
![组织学与胚胎学（第3版） [Histology and Embryology] pdf epub mobi 电子书 下载](https://pic.qciss.net/11767999/55f0018aN8ca8bc3f.jpg)
![误差理论与测量平差基础（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材 [Error Theory and Foundation of Surveying Adjustment] pdf epub mobi 电子书 下载](https://pic.qciss.net/11491357/53b4f6c5N367e8c77.jpg)
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 book.cndgn.com All Rights Reserved. 新城书站 版权所有