Characteristics Finite Element in Computational Fluid Dynamics (Computational Fluid and Solid Mechanics) （2006. 800 p. 23,5 cm）

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Characteristics Finite Element in Computational Fluid Dynamics (Computational Fluid and Solid Mechanics) （2006. 800 p. 23,5 cm）

Iannelli, Giuseppe

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製本 Hardcover:ハードカバー版／ページ数 800 p.
商品コード 9783540251811

Full Description

This book details a systematic characteristics-based finite element procedure to investigate incompressible, free-surface and compressible flows. Several sections derive the Fluid Dynamics equations from thermo-mechanics principles and develop this multi-dimensional and infinite-directional upstream procedure by combining a finite element discretization with an implicit non-linearly stable Runge-Kutta time integration for the numerical solution of the Euler and Navier Stokes equations. Based on the mathematics and physics of multi-dimensional characteristics, convection as well as acoustics, and inducing by design a controllable multi-dimensional upwind bias that can be locally optimized, the procedure crisply captures contact discontinuities, normal as well as oblique shocks, and generates essentially non-oscillatory solutions for incompressible, subsonic, transonic, supersonic, and hypersonic inviscid and viscous flows with chemical reactions and work, heat and mass transfer.

Governing Equations of Fluid Mechanics.- Constitutive and State Equations.- State Equations for Reacting Air.- Euler and Navier Stokes Systems.- Quasi One-Dimensional and Free-Surface Equations.- Overview of CFD Algorithm Development.- The Finite Element Method.- Non-Linearly Stable Implicit Runge-Kutta Time Integrations.- One-Dimensional Non-Discrete Characteristics-Bias Resolution.- Characteristics-Bias Controller and Length.- Computational Analysis of Quasi-1-D Incompressible Flows.- Numerical Study of Generalized Quasi-1-D Free Surface Flows.- CFD Investigation of Generalized Quasi-1-D Compressible Flows.- Multi-Dimensional Characteristics and Characteristics-Bias Systems.- Multi-Dimensional Incompressible Flows.- Multi-Dimensional Free-Surface Flows.- Multi-Dimensional Compressible Flows.