《数值传热学》课程教学大纲.doc

《数值传热学》课程教学大纲
编号：C3/研部03/002
一、课程名称
1.中文名称：数值传热学
2.英文名称：Numerical Heat Transfer (NHT)
二、课程概况
课程类别：选修学时数：32 学分数：2
适用专业：制冷与低温工程，热能工程，工程热物理开课学期：二开课单位：商船学院
三、大纲编写人：杨超
四、教学目的及要求
通过本课程的教学，使学生能系统地掌握数值传热学的基本理论知识，利用数值方法通过计算机求解描述传热传质的数学方程，获得空间和时间离散位置处的数值解，揭示传热传质的物理规律与物理特性。

本课程是研究流体传热传质的重要方法，也是动力工程中分析和设计的重要手段。

通过讲授数值传热学的基本概念、理论和方法，培养学生利用计算数值传热学方法，解决工程中遇到的实际问题的能力。

五、课程主要内容及先修课程
第1章绪论
1.1描写流动与传热问题的控制方程
1.2控制方程的守恒与非守恒形式及单值性条件
1.3控制方程的数学分类及其对数值解的影响
1.4什么是数值传热学及常用的数值方法
1.5数值传热学在现代传热学研究中的作用与地位
1.6本书内容介绍
第2章计算区域与控制方程的离散化
2.1空间区域的离散化
2.2建立离散方程的Taybr展开法及多项式拟合法
2.3建立离散方程的控制容积积分法及平衡法
第3章扩散方程的数值解法及其应用
3.1 一维导热问题
3.2多维非稳态导热方程的全隐格式
3.3源项及边界条件的处理
3.4求解离散方程的三对角阵算法及交替方向隐式方法
第4章对流一扩散方程的离散格式
4.1对流项离散格式的重要性及两种离散方式
4.2对流项的中心差分与迎风格式
4.3对流一扩散方程的混合格式及乘方格式
4.4对流一扩散方程5种3点格式系数特性的分析
第5章求解椭圆型流动与换热问题的原始变量法
5.1动量方程的源项及流场求解中的关键问题
5.2交错网格及动量方程的离散
5.3求解Navier-Stokes方程的压力修正方法
5.4SIMPLE算法的计算步骤及算例
5.5SIMPLE算法的讨论及流场迭代求解的收敛判据
5.6SIMPLE 算法的发展(SIMPLER, SI1VKLEC, SIMPLEX)
第6章代数方程组的求解方法
预修课程：《高等数学》、《传热学》、《流体力学》
六、课程教学方法
1、教室要求：多媒体教室
2、课件来源：自制(杨超)
3、教学过程中采用多媒体教学和黑板板书相结合的方法，结合对Ansys/Fluent
软件的实例操作，加强案例与模拟实践训练环节的教学。

七、课程考核方式
考核形式：采用有条件的开卷考试方式，并结合平时成绩综合考核。

八、课程使用教材
陶文铃编著，数值传热学，西安交通大学出版社，2001
九、课程主要参考资料
1.杨世铭，陶文铃，传热学，高等教育出版社，2006
分委员会主席审批：年月日
学院主管院长审批：
注：（1）英文课程名称务必写准确；
（2）需编写的内容统一用宋小四号，行间距固定值22磅。