Knjiga
Osnove numeričkog modeliranja ravanskih otvorenih tokova

M. Jovanović

Book1.webp

M. Jovanović

Osnove
numeričkog modeliranja
ravanskih otvorenih tokova

Građevinski fakultet

Beograd, 1998.

ISBN 86-80049-83-2

Strana: 395

O knjizi:


Ova knjiga je nastala iz autorovih pre-davanja na predmetu Rečna hidrauli-ka, na poslediplomskim studijama na Građevinskom fakultetu u Beogradu. U nadi da će knjiga biti od koristi i jed-nom broju inženjera praktičara, ova knjiga je zasnovana više na “inže-njersko-intuitivnom” pristupu u obja-šnjenju numeričkih postupaka, a manje na strogom dokazivanju egzistencije numeričkih rešenja. Prikazane su “kla-sične” numeričke metode konačnih razlika, kao i metode konačnih i gra-ničnih elemenata. Njihovo razume-vanje može pomoći inženjerima u praksi da efikasno koriste komercijalni softver i da formiraju kritičku svest o mogućnostima i ograničenjima nume-ričkog modeliranja otvorenih tokova.

Sadržaj:

1. Jednačine ravanskog toka

  • Navier-Stokesove jednačine
  • Reynoldsove jednačine
  • Jednačine osrednje po dubini
  • Zatvaranje sistema jednačina
  • Modeliranje disperzionih članova

2. Modeliranje tangencijalnih napona

  • Raspored tangencijalnog napona u graničnom sloju
  • Raspored brzine u graničnom sloju
  • Empirijski izrazi za otpore trenja
  • Tangencijalni naponi na dnu i na površini

3. Modeliranje turbulencije

  • Turbulentna viskoznost i difuzija
  • Modeli turbulencije bez dopounskih jednačina
  • Model sa jednom transportnom jednačinom ("k-model")
  • Model sa dve transportne jednačine ("k-epsilon model")
  • Varijanta k-epsilon modela za otvorene tokove
  • Simulacija velikih vrtloga (LES)

4. Metoda karakteristika

  • Talasna kretanja. Opšti pojmovi
  • Osnovne jednačine
  • Rešenje linijskog problema
  • Rešenje ravanskog problema

5. Metoda konačnih razlika

  • Aproksimacija konačnim razlikama
  • Konzistencija, stabilnost, konvergencija
  • Računske mreže
  • Principi numeričkog rešavanja
  • Rešavanje jednačina ravanskog toka
  • Etapno rešavanje
  • Modeliranje talasa sa strmim čelom

6. Metoda konačnih elemenata

  • Opšti pojmovi
  • Aproksimacija rešenja
  • Oblici i svojstva konačnih elemenata
  • Konzistencija i kontinuitet rešenja
  • Referentni elementi
  • Osnovni elementi Lagrangeovog tipa
  • Elementi Hermiteovog tipa
  • Specijalni elementi
  • Integralne formulacije kao osnova MKE
  • Matrična formulacija MKE
  • Integralna jednačina za referentni element
  • Jedan primer
  • Numerička integracija
  • Algoritamska struktura MKE
  • Formiranje globalnih matrica
  • Uvođenje graničnih uslova
  • Numeričko rešavanje nelinearnih problema
  • Primena MKE u analizi ravanskih tokva

7. Metoda graničnih elemenata

  • Teorijske osnove MGE
  • Rešavanje integralnih jednačina MGE
  • Primena MGE u analizi ravanskih tokova
  • Primeri primene metode

Dodatak A: Klasifikacija parcijalnih diferencijalnih jednačina

Dodatak B: Von Neumannova analiza numeričke stabilnosti


Registar pojmova i autora