计算流体力学从0到1 (更新中)

序言
针对CFD初学者,每个视频控制在 8 - 12分钟左右
三板斧:读书/paper,实战写Python代码,补充 (留言投票或私信补充内容,欢迎点菜)
视频录完之后会按照读书,代码和补充这三板斧分三类,视频标题格式如下
Lecture 1.1: 序言v1
Lecture 1.2: 序言v2
Lecture 2.3: 什么是CFD? 读书/paper, 1.1节
Lecture 2.4: 对流项离散? 代码,参考书/paper中的2.3 – 2.4节 (Optional)
Lecture 2.5: 怎么用gnuplot做可视化? 补充
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讲解方式:paint等画图,txt等笔记,VS Code写代码,Linux terminal跑代码;
课程目标
从头写一个三维不可压缩单相流体分离(segregated)求解器 + 三维对流扩散方程求解器,有限体积法,单层同位结构化笛卡尔网格(collocated grid),层流,无并行Python代码
推荐书籍
Darwish, Marwan, and Fadl Moukalled. The finite volume method in computational fluid dynamics: an advanced introduction with OpenFOAM® and Matlab®. Springer, 2016. (我们一块读的书籍)
Ferziger, Joel H., Milovan Perić, and Robert L. Street. Computational methods for fluid dynamics. Vol. 3. Berlin: springer, 2002. (第三第四版都可以)
Patankar, Suhas. Numerical heat transfer and fluid flow. Taylor & Francis, 2018.
Versteeg, Henk Kaarle, and Weeratunge Malalasekera. An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method. Pearson education, 2007.
陶文铨. 数值传热学(第2版)[M]. 西安交通大学出版社, 2001.
Anderson, John D. "计算流体力学基础及其应用." (2007): 32-45. (入门书籍,前两章对这门课比较重要,值得一看)
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推荐视频
李新亮老师的视频:https://www.bilibili.com/video/BV1JT4y1r74p/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click
朱帅辰同学@北斗导航Compass, https://space.bilibili.com/22179951/channel/seriesdetail?sid=297776
大官人学CFD, https://space.bilibili.com/196986312/ , 献给参与一期班培训的弟弟妹妹们: https://q8frym1nsp.feishu.cn/docx/FIg5dgAk0oD0o9xo8bpc9knonUf
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待补充内容
可压缩流体
两相,多相流体
Coupled solver
交错网格 (staggered grid)
并行 (MPI, OpenMP, CUDA)
有限差分,有限元
自适应网格 (Adaptive Mesh Refinement),多层网格
非结构化网格
湍流相关(比如湍流十讲的教程,Prof. Steven Pope),
模拟方法: RANS, LES, …
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待补充细节
Vector Calculus
完全跳过章节
1.4
2.28
2.36 - 2.4
2.5
3.9中的大部分无量纲常数
7
9
10
12
17章以及以后
以及几乎所有的非结构化网格部分
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为什么要跳过?
保持简单 (keep it simple)
由于时间有限,这些章节的很多内容不能移植到代码里面,之后可以和志同道合者一块补充代码,方便以后学习的朋友
第一遍读书,不宜太细, the key idea is more important than details
实战中,用到哪里补充哪里
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Quote
We learn by teaching. - James Howell