汽车CFD计算基础与实际应用谷京晨徐沪萍范秦寅[日]香月正司 [日]中山显_谷京晨徐沪萍范秦寅[日]香月正司 [日]中山显_9787111745709

随着计算流体力学（CFD）和声学计算方法的成熟，数值计算正在成为解决汽车热管理以及气动噪声问题的主要工具。为了帮助广大技术人员更好地理解CFD原理和技巧，详细了解流动现象的数学描述和数值解析法，理解程序具体的实现过程，作者特编写了本书。本书内容包括绪论、物理现象的数学描述、热传导的数值解析法、一维热传导计算实例、流动和对流传热的数值分析方法、传热和流动解析通用程序SUNSET-C、传热和流动的计算示例。本书提供了汽车电池舱换热、发动机排气系统热管理、油箱振动，以及汽车外体绕流等问题的计算示例。本书适合车辆工程、大气工程、建筑等涉及计算流体力学研究及应用的广大技术人员阅读。

作为21世纪流体力学领域的重要组成，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）已经得到了长足的发展。与理论流体力学以及实验流体力学相比，计算流体力学可以基于数学模型，对于复杂的、难以或无法测量的流动现象，进行定性或定量的分析，并提供大量有效的数据。这不仅对于流体力学的理论研究、机械机构的设计、产品性能的改良、生产安全评价，以及缺陷的发现与纠正都大有裨益，而且在V&V（Verification & Validation，验证和确认）方面也承担了重要作用。
20世90年代初期，日本开始大量采用计算机模拟来代替实验，同时，在大学的工程领域中，设置数值流体力学的相关课程，培养具备数值计算能力的人才输送到社会上。1985年，森北出版社出版了当时大阪大学的香月正司教授翻译的Patankar原著《传热与流体流动的数值计算》一书的日文版，正好回应了当时大学引入计算流体力学课程，以及社会对传热流动数值模拟的要求，因此受到了读者的广泛关注。同时，读者们也指出此书未涉及实际的程序设计。因此，森北出版社强烈建议香月正司教授，沿用上述书籍的数值解析理论来撰写一本关于实际程序设计的书，为今后想要学习数值计算的人们提供参考。这就是森北出版社出版《传热流动的数值计算》一书的背景。为了帮助广大技术人员更好地理解CFD原理和技巧，书中详细讲解了流动现象的数学描述和数值解析法，帮助读者理解程序具体的实现过程。
目前，通用计算流体力学软件已经在科学研究、技术开发和产品设计的方方面面得到了广泛应用。这些软件提供了强大且通用的前处理模块，使得用户能够较为简单、便捷地进行几何模型及计算网格的创建或导入。解析部分几乎涵盖了计算流体力学较为成熟的全部成果。同时，功能强大的后处理又提供了较为完善的可视化等分析工具。然而，绝大部分通用CFD软件都将各部分模块进行了封装，使得用户难以了解其实际的计算及处理过程。用户难以按照自身的要求，对程序进行修改。尽管这些软件也向用户提供了UDF（User Define Function）和宏指令（Macro instruction）之类的接口，在某种程度上满足了用户进行特殊化处理的部分诉求。然而，问题并未得到根本的解决。
为了帮助广大技术人员更好地理解CFD原理和技巧，详细了解流动现象的数学描述和数值解析法，理解程序具体的实现过程，本书几位作者联系香月正司教授和中山显教授，将其基于FORTRAN语言撰写的由森北出版社于1991年出版的《热流动数值仿真》一书，根据时代的变迁，改为基于C语言实现编程，并增加了个别例题讲解，重新出版，希望对已经从事或有志于流体力学研究的同仁提供帮助。通过对这一程序的充分理解，读者可以将程序拓展成三维，又可以增加各种方程式描述更加复杂的物理现象，最后将程序扩展成一个通用的传热流动程序。
本书编写过程中，得到了香月正司教授、中山显教授的支持，几位作者进行了合理的分工，有效地组织了整个编写著作过程，C语言程序的编写主要由谷京晨博士完成。
最后，还望各界同仁不吝批评指教。同时，衷心感谢各界人士在本书写作过程中给予的大力协助与指导，同时也向为本书出版努力工作的森北出版社的诸君表示感谢。

谷京晨，1989年出生。2018年获得日本国立大阪大学工学博士。长期参与流体机械的仿真与优化设计工作。曾任中国春晖计划海外（日本）专家，日本法务省高度人才，计算机工程师协会（日本关西）成员，北京海外联谊会成员。

徐沪萍：武汉理工大学交通与物流工程学院副教授，1975年出生，1996年武汉交通科技大学工业电气自动化专业本科毕业，1996年留校任教，2001年聘为讲师，2006年聘为副教授，硕士导师，2009年6月轮机工程专业博士研究生毕业，研究方向：智能控制，物联网关键技术与应用。

范秦寅，日本F&Jtec公司社长，日本大阪大学研究员（1987.4-1991.3，2003.4-目前）。1947年出生。1990年获得日本国立大阪大学工学博士，1991-2015在日企CybernetSystems CoLtd.以及SoftwareCradleCo. Ltd担任技术课长，技术部长，高工，参事等职，负责在日本，美国和中国的技术和市场的开发工作。还参与国内合作单位和学校数字仿真工作的运营、研发、管理等。曾任中国春晖计划海外（日本）专家。多所国内大学兼职教授，讲座教授，中国城市科学研究会智慧城市联合实验室（CFD）首席科学家，计算机工程师协会（日本关西）会长，关西新华人华侨会理事及中国留日同学会副会长，北京市海外交流协会第三届理事，江苏华联会名誉理事等。

中山显：日本静冈大学名誉教授，西北工业大学动力与能源学院讲座教授，1952年出生，1976年毕业于静冈大学工程机械工程专业，1981年完成University of Illinois at Urbana-Champaign博士课程PhD，1982年静冈大学讲师，1983年副教授，1994年教授，专业为热工、多孔物体。
香月正司：大阪大学名誉教授，1941年出生，1965年大阪大学基础工学部机械工学系毕业，1971年大阪大学助手，1980年工学博士，1981年大阪大学讲师，1982年副教授，1983年受聘为Imperial College of Science&Technology研究员，1995年大阪大学教授，专业为热工学，反应性传热流动，燃烧工学，热力机械

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