小白学CFD 05 书单

江小白：工欲善其事，必先利其器！学习某种技术，必先找其资料~

江师姐的书单很详细，不仅有书名，还有每本书的简单介绍，同时还包含了江师姐的一些详细解释，看来江师姐是做了充分准备的，绝非在敷衍自己，小白感到心里有点温暖。

书单中包括了计算流体力学、流体力学、数学、计算机等方面的书籍。

1

计算流体力学

江师姐：对于从未接触计算流体力学的人来讲，此阶段并不建议阅读CFD理论方面的专业书籍，以免挫伤学习锐气。不过可找寻一些通俗易懂的关于计算流体力学科普类的书作为敲门砖。

建议看这本《计算流体力学-从实践中学习》。

屠基元 著，计算流体力学-从实践中学习，东北大学出版社，2009

江师姐：这本书非常适合CFD新人，相对于其他计算流体力学类的书籍来讲，该书公式较少，通俗易懂，且书中有较大篇幅叙述计算流体力学在工程上的应用方法。特别适合于将计算流体力学用于工程的人群。若对CFD一无所知，且又需要了解CFD在工程上的应用方法，强烈推荐精读此书。

其他同类书籍：

[美] 费斯泰赫 编，计算流体动力学导论--有限体积法(第2版)，世界图书出版公司，2010

李人宪 著，有限体积法基础（第2版），国防工业出版社，2008

陶文铨 著，数值传热学（第二版），西安交通大学出版社，2008

江师姐：第一本比较通俗易懂，不过是英文版的。第二本中的很多内容是翻译自第一本，如果英文基础不好，可以看看第二本。第三本《数值传热学》比较经典，不过对读者的基础要求较高，若基础不好可能读起来会很累。

江师姐：这3本书均是描述有限体积法，建议先看《有限体积法基础》，若英文不错的话，可直接看《Computational Fluid Dynamics》。

2

流体力学

流体力学是CFD应用的灵魂，若要想更好的应用计算流体力学，深厚的流体力学功底是必不可少的。而且在后期的项目研究过程中，还需要不断的学习流体力学。这里有几本书可以作为参考资料阅读。

《图解流体力学》

该书作者为小峰龙男，高丕娟翻译。和其他日本的图解类书籍类似，将复杂的流体力学理论用漫画的形式表达出来，非常通俗易懂，然而也不够深入。

江师姐：通过这本书可以了解流体力学的一些基本原理及基本理论，强烈建议完全没有流体力学基础的人用于科普。

《普朗特流体力学基础》

该书作者为[德]H.欧特尔，朱自强等翻译。

江师姐：作者为现代流体力学开山祖师普朗特的学生，内容很全面，也很基础，然而该书比较偏重于空气动力学部分，书中有较大篇幅在讲空气动力学。

《Fluid Mechanics》

该书作者为Frank M. White，非常经典的流体力学书籍。唯一缺点是英文版本。强烈建议英文基础好的人精读。

除了以上推荐的流体力学书之外，有时间可以去图书馆找其他的对口味的书籍，以下是几本比较有特色的流体力学书：

王洪伟 著，《我所理解的流体力学》，国防工业出版社，2014

Л.Д.朗道，Е.М.栗弗席兹 著；李植 译，《理论物理学教程·第6卷：流体动力学（第5版）》，高等教育出版社，2012

[美] E·约翰芬纳莫尔，[美] 约瑟夫B·弗朗兹尼 著，《流体力学及其工程应用（翻译版原书第10版）》，机械工业出版社，2009

江师姐：第一本比较新奇，比较易懂；第二本出自朗道之手，看作者就值得一读，内容偏难；第三本实际上建议看英文版，不过中文版比较节省时间。这里所列的只是一些基础的流体力学教材，若要在工程中应用CFD，还需仔细阅读专业相关的理论。如从事多相流研究，必须详细阅读多相流理论。

3

数学

数学在工程中非常重要，在科学研究中更加重要。作为工科专业的研究生，良好的的数学素养非常重要。然而数学博大精深，想要学好绝非一夕之功。然而想要深入了解计算流体力学，一些必要的数学方法必须有所了解。

除了本科阶段学习的高等数学与线性代数之外，还需要加强数学方面的素质。

对于研究生阶段所开设的课程《数学物理方程》，强烈建议认真学习，仔细体味力学问题的数学建模过程，比如说波动方程、扩散方程等的推导过程，以及偏微分方程的分类方式等。至于偏微分方程的解析求解方式，咱们不是搞理科的，基本上很少用到，而且工程中的物理问题所抽象的偏微分方程，基本上都是无法直接求出解析解的，这部分内容，应付考试就可以了。

而另一门课《数值计算》则要认真学，尤其是插值方法、差分方法、数值微分、代数方程求解等部分的内容，有空的时候自己编写一些程序来尝试书本中的算法。

数值方法：设计、分析和算法实现

[美] 安妮·戈林鲍姆，[美] 蒂莫西 P.夏蒂埃 著；吴兆金，王国英，范红军 译，数值方法：设计、分析和算法实现，机械工业出版社，2016

这本书比较基础，既清晰、简洁地介绍了标准数值分析教材所涵盖的内容，也介绍了非传统的内容，比如数学建模、蒙特卡罗方法、马尔可夫链和分形。书中选取的例子颇具趣味性和启发性，涉及现代应用领域（如信息检索和动画）以及来自物理和工程的传统主题。习题用MATLAB求解，使计算结果更容易理解。各章都简短介绍了数值方法的历史。而且还有网上资料。

江师姐：学习数值方法，强烈推荐此书，而且建议配合计算机程序学习。

另外再推荐下面几本书：

[英] 莫顿，[英] 迈耶斯 著；李治平 等 译. 偏微分方程数值解（第2版）, 人民邮电出版社，2006

李治平著. 偏微分方程数值解讲义. 北京大学出版社，2010

江师姐：这两本书主要讲偏微分方程数值解法，虽然利用的是有限差分法，但是对于理解数值离散，还是很有帮助的。

4

计算机

对于计算流体力学来说，有良好的计算机基础自然是如虎添翼。然而计算机科学包含的内容众多，自然不可能什么都学。这里挑选一些以后可能用得到的内容。

将计算流体力学分成三个阶段：前处理、求解器、后处理。每一个阶段对使用者的计算机要求都不太一样。

对于前处理来说，主要体现在程序自动化操作上，可能还涉及到一些GUI程序的开发。

对于求解器，则体现在高效算法的开发上。

对于后处理，则主要为数据可视化及数据分析上。

像前后处理方面，主要采用一些能够快速实现的计算机语言，如C#、JAVA或Python。而求解器的开发，通常采用Fortran、C或C++语言。

江师姐：目前进行的项目主要是做流程开发，并不包含求解器开发。Python前景不错，建议学一下Python。

推荐一些Python学习资料。

【美] Eric Matthes；袁国忠 译，Python编程从入门到实践，人民邮电出版社，2016

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同时使用Python 2.7 和Python 3.5 讲解，全面、详细、深入Python编程，开发实际项目

该书分两部分：第一部分介绍用Python编程所必须了解的基本概念，包括matplotlib、NumPy和Pygal等强大的Python库和工具介绍，以及列表、字典、if语句、类、文件与异常、代码测试等内容；第二部分将理论付诸实践，讲解如何开发三个项目，包括简单的Python 2D游戏开发，如何利用数据生成交互式的信息图，以及创建和定制简单的Web应用，并帮读者解决常见编程问题和困惑。

江师姐：入门Python，强烈推荐精读此书！

江小白看完书单，吸了一口凉气，感觉心里凉凉，茫然无措。这么多需要学习的内容，到底从哪里开张才好呢？然而把所有事情计划好再去干这不是小白的办事风格。在小白的世界里，事情都是边做边规划的。不管要学什么，先把书借到再说。于是小白去学校图书馆借了一堆书回到了宿舍。