1、1 / 3浙江大學研究生課程教學大綱一、基本情況課程編號2411004開課（院）系航空航天學院開課學期春中文課程名稱高等計算流體力學授課語言中文英文課程名稱Adva need Computati onal Fluid Dyn amics任課教師 1鄧見職稱副教授工作證號0007240E-mail :聯系電話任課教師 2職稱工作證號E-mail :聯系電話（手機）課內總學時數 及其分配（1 學 分 16 學時）32自學講課24討論8實驗其他學分數2考核方式課程大作業二、課程內容中 文簡介（不少于300 字）本課程主要包括四個部分。（一）講述計算流體力學的基本概念，包括計算流體力學的 發展歷史與研

2、究現狀，流體力學方程和模型方程的數學性質、數值解的理論依據、偏 微分方程的數值解法、基本計算方法和數值解的行為分析等。涉及到有限差分法、有 限體積法離散方程的構造，格式的穩定性，人工粘性、數值振蕩等。（二）介紹高分辨率與高精度格式。線性一階精度TVD 格式的證明、非線性 TVD 格式的構造方法，并介紹幾種典型的 TVD 格式，例如 Superbee 型、Van Leer 型、Mi nmod 型 TVD 格式。介 紹常規高精度差分格式的構造與高精度緊致差分格式的構造。簡單介紹高精度譜兀法 的數學原理與實現過程。（三）以典型的計算流體力學程序或軟件為例，介紹計算流體 力學方法的具體實施過程，給出幾

3、個經典的流體力學范例，鼓勵學生課外時間自學該 程序，并且動手操作，給出計算結果并與實驗對比。（四）針對計算流體力學的最新進展，學生自己確定選題，展開課堂討論。三、課程內容外文簡介This course mainly contains four parts. In the first part, it introduces the basic concepts andprinciples of Computational Fluid Dynamics (CFD), the history and the recent developments ofCFD. The governing equat

4、ions, their mathematical underpinnings, the theoretical basis andbehaviors of their numerical solutions, and the numerical techniques to solve PDEs are covered inthis part as well. In the sec ond part, high-resoluti on and high-precisi on schemes are in troduced,in cludi ng the proof of the first-or

5、der TVD scheme, the con struct ion of nonlinear TVD schemes,and some representative TVD formulations, such as Superbee, Van Leer and Minm od. This partalso in cludes a brief in troduct ion to the high-precisi on spectral-eleme nt method. In the third part,the applicati on of CFD method is dem on str

6、ated through a open-source CFD code, by whichstudents are encouraged to study several classical fluid flow problems, and make comparisonsbetween their numerical results and previous experime ntal on es. The fourth part is desig ned forthe stude nts to explore the recent developments of CFD, and to d

7、iscuss some topics chosen bythemselves by reading the releva nt referen ces.2 / 3四、預備知識或 先修課程要求大學本科階段的流體力學、數值計算方法。五、教學目的與 要求（不少于200 字）本課程的目的是：第一，掌握計算流體力學的基本框架，熟悉流體力學方程組的數學 描述和基本計算方法，了解數值方法的詳細推導過程與精度、穩定性等主要特征。第 二，了解高分辨率與高精度方法的基礎理論與構建思想，能證明簡單計算格式的TVD性質，能構造簡單的高階精度 TVD 格式。了解高精度譜元法的基本概念。第三，通過 學習實踐，使學習者具備

8、閱讀簡單的計算流體力學程序的能力，能運用計算流體力學 程序，通過修改部分接口代碼對簡單的流體力學問題進行求解。通過課程的全程學習 與討論，為學生提供系統化的計算流體力學理論與計算方法，使學生掌握計算流體力 學這一工具，并能運用到科研中。六、教材或講義無固定教材七、參考書目1. Computational fluid dynamics， The basics with applications，John D.Anderson，McGraw-Hill ，1995.2.Computational methods for fluid dynamics , Joel H. Ferziger, Milov

9、an Peric, Springer,20XX.3.Spectral/hp Element Methods for Computational Fluid Dynamics , George Karniadakis andSpe ncer Sherwi n, Oxford, 20XX.4.計算流體力學（研究生教學用書），傅德薰/馬延文，高等教育出版社，20XX.八、教學日歷（授課內容詳細至二級標題，實驗課、討論課寫出題目或主題）周次教學內容（包括課堂講授、實驗、討論、考試等）備注1第一講引論1.1 流體力學方程的基本特征及若干簡化形式1.2 計算流體力學的發展史1.3 本課程的主要學習內容1.

10、4 課程考核要求1.5 布置最后兩周討論課的內容2第二講計算流體力學基礎1.1 有限差分法1.2 有限體積法1.3 有限元法1.4 離散格式的精度與穩定性3 / 33第三講高分辨率格式1.1 TVD 格式的基本屬性1.2 Harten 條件與線性差分格式的TVD 屬性1.3 高精度 TVD 格式的構造1.4 幾種典型 TVD 格式的應用4第四講高精度格式1.1 顯式高精度差分格式的構造1.2 高精度緊致差分格式的構造1.3 有限體積法中的高精度格式1.4 高精度譜元法簡介5第五講計算流體力學代碼的解讀1.1 Ope nF OAM 的發展歷史1.2 Ope nF OAM 的基本功能1.3 Ope nF OAM 中高級編程語言的構建方法1.4 Ope nF OAM 中簡單求解器的代碼開