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不可压缩流动问题的高效求解器。一种算法和计算方法。 (英语) Zbl 0930.76002号

计算科学与工程课堂讲稿. 6. 柏林:斯普林格。第十七章,第352页(1999年)。
本书主要面向专业CFD专家,介绍了在现代计算机平台上求解不可压缩Navier-Stokes方程的最新数值和算法工具。这本书的主要特点是详细描述了产生的大型离散方程组的求解过程,而这些方程组在文献中往往被忽视。本报告涵盖了大量信息,反映了作者及其海德堡大学FEAST流体动力学研究小组同事的科学兴趣。
这本书由六章组成。第一章“当前研究的动机”介绍了基准配置(绕圆柱的二维和三维流动)的一些最新结果。从数值和算法的角度对这些结果进行了严格的讨论。第2章“Navier-Stokes解算器的推导”介绍了一大类基于局部和全局多级压力Schur补的解算器。其目的是严格划分任务,即概述负责全局收敛和精度的外部控制部分和在给定离散框架中提供近似解的内部求解器部分。
一些现代离散化技术和离散方程组的求解是中心章节3的主题,被适当称为“其他数学组件”。在这里,作者研究了一些有限元空间、时间步长方法、边界条件,最后给出了离散方程组的非线性迭代和线性多重网格方法的详细处理。第4章“Navier-Stokes解算器的数值比较”使用了示例性的数值示例(圆柱体周围的非定常流动、方形周围的定常通道流动、文丘里管中的非定常流)来比较所提出的求解器的优缺点。在总结第5章“结论与展望”中继续进行了这一比较。
最后一章“随附光盘”简要介绍了添加到书中的软件。其中包括完整的FEATFLOW 1.1软件包(在UNIX/LINUX平台上测试,需要Fortran77编译器),以及同样在Windows 9x下运行的“流体运动虚拟相册”,其中有许多令人印象深刻的彩色MPEG-format视频,使感兴趣的读者能够执行自己的模拟。
总的来说,这本书组织得很好,写得清晰严谨,对那些在CFD方面有丰富经验的读者来说非常有用。

MSC公司:

76-02 流体力学相关研究博览会(专著、调查文章)
7.6亿 流体力学基本方法
6500万 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法
65新元 偏微分方程边值问题的数值方法

软件:

FEATFLOW公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用