内容简介
本书详细论述光滑粒子流体动力学方法的理论背景、数值方法、程序实施及其在许多领域的应用等问题。全书十章,包括数值模拟的背景知识、给出了SPH方法的基本方程、介绍构造无网格方法的光滑函数的解析式一般方法、论述SPH方法在Navier Stokes方程上的实施等。
目录
图书目录
第1章 绪论
1.1 数值模拟
1.1.1 数值模拟的作用
1.1.2 一般数值模拟的求解过程
1.2 基于网格的方法
1.2.1 拉格朗日网格
1.2.2 欧拉网格
1.2.3 拉格朗日网格和欧拉网格的结合
1.2.4 基于网格的数值方法的局限性
1.3 无网格法
1.4 无网格粒子法(MPMS)
1.5 MPMs的求解策略
1.5.1 粒子描述法
1.5.2 粒子近似
1.5.3 MPMS的求解过程
1.6 光滑粒子流体动力学(SPH)
1.6.1 SPH方法
1.6.2 SPH方法简史
1.6.3 本书中的SPH方法
第2章 SPH的概念和基本方程
2.1 SPH的基本思想
2.2 SPH的基本方程
2.2.1 函数的积分表示法
2.2.2 函数的导数积分表示法
2.2.3 粒子近似法
2.2.4 推导SPH公式的一些技巧
2.3 其他基本概念
2.3.1 支持域和影响域
2.3.2 物理影响域
2.3.3 particle—in-cell(PIC)方法
2.4 结论
第3章 光滑函数的构造
3.1 引言
3.2 构造光滑函数的条件
3.2.1 场函数的近似
3.2.2 场函数导数的近似
3.2.3 核近似的连续性
3.2.4 粒子近似的连续性
3.3 构造光滑函数
3.3.1 构造多项式光滑函数
3.3.2 一些相关的问题
3.3.3 光滑函数构造举例
3.4 数值测试
3.5 结论
第4章 SPH方法在广义流体动力学问题中的应用
4.1 引言
4.2 拉格朗日型的Navier—Stokes方程
4.2.1 有限控制体与无穷小流体单元
4.2.2 连续性方程
4.2.3 动量方程
4.2.4 能量方程
4.2.5 Navier-Stokes方程
4.3 用SPH公式解Navier-Stokes方程组
4.3.1 密度的粒子近似法
4.3.2 动量方程的粒子近似法
4.3.3 能量方程的粒子近似法
4.4 流体动力学的SPH数值相关计算
4.4.1 人工粘度
4.4.2 人工热量
4.4.3 物理粘度
4.4.4 可变光滑长度..