格子Boltzmann方法的理论及应用

格子Boltzmann方法自20世纪80年代被提出后，受到了国内外众多学者的关注，在理论和应用研究等方面都取得了迅速发展，并逐渐成为相关领域国际研究的热点之一。本书结合作者近二十年在相关科研实践中的体会和所积累的经验，通过采取“基础理论+应用基础模型+应用举例”的递进模式，系统地介绍了格子Boltzmann方法的基本概念、基础理论、应用基础模型、边界处理、网格划分、数值实施以及应用等，并配以典型的算例和程序代码，以帮助读者快速掌握该方法。在呈现方式上，本书增加了数字化资源，可扫书中二维码查阅，以便激发读者的学习兴趣，增强学习效果。
本书适用于高等院校的研究生和科研单位的工程技术人员和研究人员使用，可作为能源动力、机械、数学、物理及生物工程等大类专业的计算流体力学与计算传热学课程的教材或参考用书。

第1章 绪论
1.1 计算流体力学与计算传热学
1.2 格子Boltzmann方法发展历程
1.2.1 孕育
1.2.2 诞生
1.2.3 基础理论体系的构筑期
1.2.4 深入发展期
1.3 本书的目的和内容
1.3.1 本书目的
1.3.2 本书内容
参考文献
第2章 流体力学基本方程
2.1 连续介质假设
2.2 雷诺输运方程
2.3 连续性方程
2.4 动量方程
2.4.1 牛顿流体的本构方程
2.4.2 Navier-Stokes方程
2.5 能量方程
2.5.1 总能方程
2.5.2 热力学能方程
2.5.3 其他形式的能量方程
2.6 小结
习题
参考文献
第3章 格子Boltzmann方法的基础理论和基本模型
3.1 Boltzmann方程
3.2 Maxwell分布及Boltamann H定理
3.2.1 Maxwell分布
3.2.2 H定理
3.3 Maxwell输运方程及宏观量守恒方程组
3.4 从Boltzmann方程到格子Boltzmann方程
3.4.1 BGK近似
3.4.2 格子Boltzmann方程
3.5 格子Boltzmann方法的基本模型
3.5.1 D2Q9模型平衡态分布函数的确定
3.5.2 Chapman-Enskog展开
3.6 多松弛格子Boltzmann模型
3.6.1 基本原理
3.6.2 正交多松弛模型
3.6.3 非正交多松弛模型
3.6.4 多松弛模型的Chapman-Enskog展开
3.7 中心矩格子Boltzmann模型
3.7.1 早期模型
3.7.2 改进的中心矩模型
3.8 格子Boltzmann方法的作用力格式
3.8.1 He-Shan-Doolen格式
3.8.2 Guo-Zheng-Shi格式
3.8.3 Exactl-Difference-Method格式
3.8.4 多松弛模型的作用力格式
3.8.5 中心矩模型的作用力格式
3.9 小结
习题
参考文献
第4章 单相流动与传热的格子Boltzmann模型
4.1 不可压缩等温格子Boltzmann模型
4.1.1 定常不可压缩模型
4.1.2 He-Luo模型
4.1.3 D2G9模型
4.2 基于温度分布函数的热格子Boltzmann模型
4.3 基于热力学能分布函数的热格子Boltzmann模型
……
第5章 气液两相流格子Boltzmann模型
第6章 流固两相流模型及固液相变格子Boltzmann模型
第7章 多孔介质流动与传热的格子Boltzmann模型
第8章 格子Boltzmann方法的边界处理
第9章 格子Boltzmann方法的网格技术
第10章 格子Boltzmann方法的应用
附录