CFD Python:12 步走进 Navier-Stokes新

许可证: 见 LICENSE 文件 · 更新于 2026-10-24
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「12 Steps to Navier-Stokes」(Barba & Forsyth,CiSE 2018)用 12 个 Jupyter Notebook,从一维线性对流一路搭到二维 NS 与通道流求解器,每一步只引入一个新数值概念,是全球 CFD 入门的事实标准(4.1k+ Star)。

十二步路线

  1. 线性对流(一阶迎风)
  2. 非线性对流
  3. 扩散
  4. Burgers 方程
  5. 线性二阶波方程(蛙跳格式)
  6. 二维非线性对流
  7. 二维扩散
  8. 二维 Burgers
  9. Laplace 方程(迭代松弛)
  10. 二维 Poisson(压力-Poisson 预告)
  11. 腔体流(显式时间推进)
  12. 通道流(隐式处理)

学习方法

  • 每个 Notebook 从头跑完,然后清空输出、亲手重敲关键行
  • 做实验:改 CFL、网格、初始条件,亲眼看着稳定性被破坏
  • 完成后再读 PINN 残差与可微分求解器,会有完全不同的体感

配套

  • AeroPython / CFD Python 系列课程
  • 有限体积教材(如 LeVeque)补齐守恒形式视角
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