浙江大学研究生课程教学大纲 - 图文

浙江大学研究生课程教学大纲

一、基本情况 课程编号 中文课程名称 英文课程名称 任课教师1 E-mail： 2423008 计算传热学 授课语言 Numerical Heat Transfer 沈新荣 职称 Xinrong.Shen@163.net 自学 课内总学时数及其分配（1学分16学时） 讲课 32学时 讨论 实验 其他（答辩） 学分数 2 考核方式 课外2学时 22学时 2学时 6学时 2学时 副教授 工作证号 联系电话 完成大作业的补充 0098025 13355789661 中文 开课（院）系 航空航天学院，流体所 开课学期 冬学期 专题作业面试（答辩）＋期末笔试 本课程介绍了CFD(计算流体力学)中的一个应用广泛、发展成熟的有限容积法，重点讲解有限容积法的区域数值离散、方程离散、代数方程的TDMA求解、及压力与速度耦合关系的SIMPLE处理算法、SIMEPLE程序数值求解等。具体内容包括（1）流动与传热学基础知识；（2）常用CFD数值离散格式；（3）控制容积法的离散化求解；二、课程内容中文简介（不少于300字） （4）简单热传导问题的数值计算；（5）对流扩散问题的数值计算；（6）流动与传热耦合问题的数值计算；（7）SIMPLE算法与程序讲解；（8）湍流模型数值计算基础；（9）CFD工程软件讲解。 针对传热与流体流动工程问题，本课程同时要求能独立运用SIMPLE系列算法和SIMPLE程序，解决一个典型的工程问题。 This course introduces the widely-used and well-developed finite volume method (FVM) in CFD. The emphasis is placed on the following: the discretization of computational domain, equation discretization, TDMA algorithm of linear equations, proper treatment of velocity and pressure decoupling and SIMPLE numerical program. The detailed contents include: (1)The fundamental principle of flow and heat transfer;(2) the commonly-used numerical discretization schemes; (3) the disretization and solution procedure of FVM; (4) the numerical simulation of simple heat conduction problem; (5) the numerical simulation of convection-diffusion problem; (6) the numerical simulation of the conjugation of flow and heat transfer; (7) the explanation of SIMPLE algorithm and SIMPLE program; (8) the fundamental of numerical simulation of turbulent model; (9) the introduction of CFD software Aiming at the flow and heat transfer problem in engineering applications, the purpose of the

三、课程内容外文简介

course is to solve such problems independently using the SIMPLE series algorithm and SIMPLE program. 四、预备知识或先修课程要求 流体力学基础 计算方法 工程热力学基础 通过本课程的学习，要求掌握流动与传热学数值计算的基础知识和湍流数值模拟的基础知识，学会熟练运用控制容积法对守恒型方程进行数值离散化、离散代数方程五、教学目的组的数值求解、及压力与速度耦合关系的SIMPLE处理技巧。同时，还要求了解常用与要求（不少CFD软件，针对具体工程问题能独立进行物理模型的简化，运用SIMPLE系列算法和于200字） 二维SIMPLE程序解决具体的传热与流体流动问题。 1、陶文铨 《数值传热学》（第二版），西交大出版社，2002 六、教材或讲2、《传热与流体流动的数值计算》，浙大出版社，2002 义 1、Patankar S.V. Numerical heat transfer and fluid flow. New York:McGraw-Hill, 1980 2、陶文铨、陈在康 《计算流体力学与传热学》，中国建筑工业出版社，1991 3、郭宽良 《数值计算传热学》安徽科学技术出版，1987 七、参考书目 4、Numerical Method in Heat Transfer 5、Numer Heat Transfer 6、Int. J. Numerical Method in Engineering 八、教学日历（授课内容详细至二级标题，实验课、讨论课写出题目或主题） 周次 教学内容（包括课堂讲授、实验、讨论、考试等） 第一章 引 言 §1.1 数值传热学的基础 备注 一 §1-2 数值传热学的基本概念 §1-3 传热问题的数值计算 §1-4 CFD中常用方法

§1-5 数值传热学中的难题 §1-6 数值传热学的商用软件 第二章 流动与传热的控制方程 §2.1 控制微分方程 §2.2 关于初始条件和边界条件 第三章 数值离散化方法 §3.1 一维简单对流扩散问题 §3.2 一维简单问题FDM 二 §3.3 一维定常问题控制容积法 §3.4 FVM两个物理原则和四个基本规则 §3.5 FVM与CFD其它方法的比较 第四章 离散化方程和求解方法 §4.1 Gauss消元法 §4.2 对称正定矩阵分解法 §4.3 三对角线矩阵解法（TDMA） §4.4 环形TDMA解法 §4.5 双变量TDMA算法 三 §4.6 块三对角矩阵解法 §4.7 高斯—塞德尔迭代法 §4.8 逐线迭代方法 §4.9 交替方向隐式格式(ＡＤＩ) §4.10 强隐式方法（SIP） §4.11 松驰迭代处理技术 § 4.12 非定常问题的迭代算法 第五章 热传导问题 §5.1 一维热传导问题 §5.2 二维热传导问题 四 §5.3 极坐标系下的二维导热问题 §5.4 变系数二维导热问题 §5.5 热传导的反问题 第六章 对流换热问题 五 §6.1 控制方程对流项的离散化 §6.2 对流换热问题的数值离散化

§6.3 流函数――涡量法的数值离散 §6.4 原始变量的有限容积法数值离散 §6.5 SIMPLE算法及其发展 §6.6 SIMPLE问题大作业布置，每人一个大作业 第七章 湍流问题数值计算及SIMPLE程序 §7.1 湍流基础 六 §7.2 湍流模型与数值计算基础 §7.3 SIMPLE程序专题讲座 §7.4 讨论课程 第八章CFD工程软件基础与讨论 安排讨论课程 七 §8.1 FLUENT软件基础讲解 §8.2 SIMPLE程序专题讨论 实验课程 答辩与总结 八 1、SIMPLE问题大作业答辩，每人一个专题专门进行答辩 实验课程 2、数值传热学课程总结 九、备注