随着核能技术和计算机技术的发展，核反应堆工程领域内出现的热、质传递的数值计算方法也得到了迅速发展。如何高效可靠地预测流体的流动和传热行为，对于核能系统设计具有重要的意义。本书的目的是使读者全面系统地掌握热工流体数值计算的基本方法。本书给出了大量具体的程序源代码案例，解剖各种算法的核心和精髓，对于提高研究生的数值建模能力、编程分析能力及程序调试能力很有帮助。

本书首先介绍了数值计算和实验分析的差别，回答了为什么要学习数值计算的问题。然后在第2章介绍偏微分方程求解的一般性的方法--有限差分法。结合各种不同类型的偏微分方程，给出了几个具体的例题，引领读者进入数值计算的大门。第3章，主要讲述了由差分法得到的大型线性代数方程组的求解方法。在介绍一般性方法的基础上，引入了几种高效的算法，并提供源代码供读者测试各种算法的优劣。第4章，主要讲述了流体动力学的方程体系。重点讨论质量守恒、动量守恒和能量守恒得到的守恒方程的各种形式，这是流体传热和流动分析的基础。第5章介绍单相流动力学方程的求解方法，介绍SIMPLE 算法和多孔介质方法，并利用方腔顶盖驱动流的案例，分析SIMPLE 算法的性能。第6章和第7章主要介绍两相流的分析模型和数值计算方法。第8章介绍核反应堆热工流体分析中常用的子通道分析方法。本书的附录提供了一些分析方法的源程序代码和利用本书介绍的方法开发的THSWAN 程序，并提供了一些算例供读者参考。

本书要求读者具有一定的反应堆热工流体、传热学、流体力学的基本知识。本书作为清华大学研究生课程的教材，通过本课程的学习，学生能够得到全方位的训练，包括对具体问题的数值建模能力，对FORTRAN 语言、C 语言、MATLAB 语言的编程能力，对各种方法的发展和创新能力以及对核能系统的综合设计能力。

由于各种原因，书中难免还有片面、不足甚至错误之处，望读者和使用本教材的研究生提出各种宝贵意见。

编著者

2012年10月29日于清华园