哥倫比亞大學(xué)研究生課程計算傳熱和流體流動介紹了物理現(xiàn)象的數(shù)學(xué)描述。內(nèi)容涉及離散化有限差分方法的基礎(chǔ)，顯式和隱式格式，穩(wěn)定性和收斂性；代數(shù)方程的解；熱傳導(dǎo)；不可壓縮流體流動；強(qiáng)制對流和自然對流；原始變量、湍流模型和坐標(biāo)變換的使用。為了方便學(xué)生學(xué)習(xí)，我們梳理了這門課的關(guān)鍵知識，詳情如下。

一、計算傳熱和流體流動關(guān)鍵知識

1、計算流體力學(xué)及其應(yīng)用；傳熱、流體流動和控制方程綜述；ANSYS Workbench。

2、偏微分方程的分類(橢圓、雙曲線、拋物線)；離散方法(有限差分與有限體積)。

3、1D穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散方程的解(中心差分)；三對角矩陣解的Thomas算法。

4、穩(wěn)態(tài)1D對流擴(kuò)散方程(中心差分)；離散化的后果；使用CFD解決問題的步驟(預(yù)處理、求解、后處理)。

5、穩(wěn)態(tài)1D對流擴(kuò)散方程；迎風(fēng)格式和高階格式(QUICK格式)；迭代技術(shù)(雅可比方法)。

6、多維問題；二維非穩(wěn)態(tài)熱擴(kuò)散問題的有限體積離散化；Fluent中二維問題的求解。

7、一維非定常對流問題；二階Crank-Nicholson隱式格式，Lax-Wendroff顯式格式。

8、網(wǎng)格生成軟件。

9、Fluent中的傳導(dǎo)傳熱建模；CFD在電子冷卻中的應(yīng)用。

10、不可壓縮納維爾-斯托克斯方程和SIMpLE算法；Fluent中的對流傳熱建模。

11、Fluent中自然對流建模；模擬氣流在室內(nèi)環(huán)境中的應(yīng)用。

12、Fluent中輻射建模；湍流建模(重點(diǎn)介紹Fluent中的k-e實(shí)現(xiàn))。

二、計算傳熱和流體流動考察重點(diǎn)

1、學(xué)習(xí)數(shù)值分析的基本概念，以解決熱傳導(dǎo)和流體流動的問題。編寫計算機(jī)代碼，求解傳熱和流體流動中的相關(guān)物理方程。

2、學(xué)習(xí)如何使用商業(yè)計算流體力學(xué)軟件正確設(shè)置和解決與傳熱和流體流動的工業(yè)應(yīng)用相關(guān)的問題。

3、理解商業(yè)軟件如何實(shí)現(xiàn)數(shù)值算法，以及工程師需要知道什么來正確使用這些工具。

同學(xué)可以基于上述知識點(diǎn)梳理來規(guī)劃自己的復(fù)習(xí)安排，后續(xù)我們還將進(jìn)一步介紹哥倫比亞大學(xué)研究生課程的關(guān)鍵內(nèi)容，有需要的同學(xué)可以持續(xù)關(guān)注我們喲。