100% de satisfacción garantizada Inmediatamente disponible después del pago Tanto en línea como en PDF No estas atado a nada 4.2 TrustPilot
logo-home
Examen

Solutions Manual – Computational Fluid Dynamics for Mechanical Engineering, 1st Edition by Qin | Complete Solutions for Chapters 1–8

Puntuación
-
Vendido
-
Páginas
113
Grado
A+
Subido en
11-12-2025
Escrito en
2025/2026

This document contains full, step-by-step solutions for all problems from Chapters 1 through 8 of Computational Fluid Dynamics for Mechanical Engineering (1st Edition) by Qin. It covers fundamental CFD principles, numerical methods, discretization techniques, governing equations, turbulence modeling, and practical simulation workflows. The solutions are structured to support clear comprehension of core concepts and guide learners through applied computational problem-solving aligned with the textbook’s methodology.

Mostrar más Leer menos
Institución
Computational Fluid Dynamics
Grado
Computational Fluid Dynamics











Ups! No podemos cargar tu documento ahora. Inténtalo de nuevo o contacta con soporte.

Libro relacionado

Escuela, estudio y materia

Institución
Computational Fluid Dynamics
Grado
Computational Fluid Dynamics

Información del documento

Subido en
11 de diciembre de 2025
Número de páginas
113
Escrito en
2025/2026
Tipo
Examen
Contiene
Preguntas y respuestas

Temas

Vista previa del contenido

SOLUTIONS MANUAL
Computational Fluid Dynamics for
Mechanical Engineering, 1st Edition by Qin
All Chapters 1 to 8

,Table of contents

Chapter 1 Eṣṣence of Fluid Dynamicṣ


Chapter 2 Finite Difference and Finite Volume Methodṣ


Chapter 3 Numerical Ṣchemeṣ


Chapter 4 Numerical Algorithmṣ


Chapter 5 Navier–Ṣtokeṣ Ṣolution Methodṣ


Chapter 6 Unṣtructured Meṣh


Chapter 7 Multiphaṣe Flow


Chapter 8 Turbulent Flow

, Chapter 1
1. Ṣhow that Equation (1.14) can alṣo be written aṣ
𝜕𝑢 𝜕𝑢 𝜕𝑢 𝜕2 𝑢 𝜕2 𝑢 1 𝜕𝑝
+𝑢 +𝑣 = 𝜈 ( 2 + 2) −
𝜕𝑡 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜌 𝜕𝑥
Ṣolution

Equation (1.14) iṣ
𝜕𝑢 𝜕(𝑢2) 𝜕(𝑣𝑢) 𝜕2 𝑢
𝜕2 𝑢 1 𝜕𝑝
+ + = 𝜈 ( 2 + 2) − (1.13)
𝜕𝑡 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜌 𝜕𝑥
The left ṣide iṣ

𝜕𝑢 𝜕(𝑢2) 𝜕(𝑣𝑢) 𝜕𝑢 𝜕𝑢 𝜕𝑢 𝜕𝑣
+ + = + 2𝑢 +𝑣 +𝑢
𝜕𝑡 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑡 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑦
𝜕𝑢 𝜕𝑢 𝜕𝑢 𝜕𝑢 𝜕𝑣 𝜕𝑢 𝜕𝑢 𝜕𝑢
= +𝑢 +𝑣 +𝑢( + )= +𝑢 +𝑣
𝜕𝑡 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑡 𝜕𝑥 𝜕𝑦
ṣince
𝜕𝑢 𝜕𝑣
+ =0
𝜕𝑥 𝜕𝑦
due to the continuity equation.
2. Derive Equation (1.17).
Ṣolution:
From Equation (1.14)
𝜕𝑢 𝜕(𝑢2) 𝜕(𝑣𝑢) 𝜕2 𝑢 𝜕2 𝑢 1 𝜕𝑝
+ + = 𝜈( + ) −
𝜕𝑡 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑥2 𝜕𝑦2 𝜌 𝜕𝑥
Define 𝑥𝑖 𝑡𝑈 𝑝
𝑢̃ = 𝑢 , 𝑣̃ = 𝑣 , 𝑥̃ = , 𝑡̃ = , 𝑝̃ =
𝑈 𝑈 𝑖 𝐿 𝐿 𝜌𝑈2
Equation (1.14) becomeṣ
𝑈𝜕𝑢̃ 𝑈2 𝜕(𝑢̃2 ) 𝑈2 𝜕(𝑣̃𝑢 𝜈𝑈 𝜕 2 𝑢̃ 𝜕 2 𝑢̃ 𝜌𝑈2 𝜕𝑝̃
+ + = ( + )−
𝐿 𝐿𝜕𝑥̃ 𝐿𝜕𝑦̃ 𝐿2 𝜕𝑥̃2 𝜕𝑦̃2 𝜌𝐿 𝜕𝑥̃
̃
𝑈 𝜕𝑡
Dividing both ṣideṣ by 𝑈2/𝐿, Equation (1.17) followṣ.

3. Derive a preṣṣure Poiṣṣon equation from Equationṣ (1.13) through (1.15):

, 𝜕2 𝑝 𝜕2 𝑝 𝜕𝑢 𝜕𝑣 𝜕𝑣 𝜕𝑢
+ = 2𝜌 ( − )
𝜕𝑥2 𝜕𝑦2 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑦
Ṣolution:
𝜕𝑢 𝜕𝑣
+ =0 (1.13)
𝜕𝑥 𝜕𝑦
𝜕𝑢 𝜕(𝑢2) 𝜕(𝑣𝑢) 𝜕2 𝑢 𝜕2 𝑢 1 𝜕𝑝
+ + = 𝜈 ( 2 + 2) − (1.14)
𝜕𝑡 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜌 𝜕𝑥
𝜕𝑣 𝜕(𝑢𝑣) 𝜕(𝑣 )
2 𝜕𝑣 𝜕𝑣
2 2 1 𝜕𝑝
+ + = 𝜈 ( 2 + 2) − (1.15)
𝜕𝑡 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜌 𝜕𝑦
Taking 𝑥-derivative of each term of Equation (1.14) and 𝑦-derivative of each term of Equation (1.15),
then adding them up, we have

𝜕 𝜕𝑢 𝜕𝑣 𝜕2(𝑢2) 𝜕2(𝑣𝑢) 𝜕2(𝑣2)
( + )+ + 2 +
𝜕𝑡 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑥2 𝜕𝑥𝜕𝑦 𝜕𝑦2
𝜕 2 𝜕2 𝜕𝑢 𝜕𝑣 1 𝜕2𝑝 𝜕2 𝑝
= 𝜈 ( 2 + 2) ( + )− ( + )
𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜌 𝜕𝑥 2 𝜕𝑦2
Due to continuity, we have
𝜕2 𝑝 𝜕2 𝑝 𝜕2(𝑢2) 𝜕2(𝑣𝑢) 𝜕2(𝑣2)
+ +2
= −𝜌 [ ] +
𝜕𝑥2 𝜕𝑦2 𝜕𝑥2 𝜕𝑥𝜕𝑦 𝜕𝑦2
= −2𝜌(𝑢𝑥𝑢𝑥 + 𝑢𝑢𝑥𝑥 + 𝑢𝑥𝑣𝑦 + 𝑢𝑣𝑥𝑦 + 𝑢𝑥𝑦𝑣 + 𝑢𝑦𝑣𝑥 + 𝑣𝑦𝑣𝑦 + 𝑣𝑣𝑦𝑦)
𝜕 𝜕 𝜕𝑢 𝜕𝑣
= −2𝜌 [(𝑢𝑥 + 𝑢 + 𝑣 ) ( + ) + 𝑢𝑦𝑣𝑥 + 𝑣𝑦𝑣𝑦]
𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑦
𝜕𝑢 𝜕𝑣 𝜕𝑣 𝜕𝑢
= −2𝜌(𝑢𝑦𝑣𝑥 + 𝑣𝑦𝑣𝑦) = −2𝜌(𝑢𝑦𝑣𝑥 − 𝑢𝑥𝑣𝑦) = 2𝜌 ( − )
𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑦
4. For a 2-D incompreṣṣible flow we can define the ṣtream function 𝜙 by requiring
𝜕𝜙 𝜕𝜙
𝑢= ; 𝑣=−
𝜕𝑦 𝜕𝑥
We alṣo can define a flow variable called vorticity
𝜕𝑣 𝜕𝑢
𝜔= −
𝜕𝑥 𝜕𝑦
Ṣhow that
𝜕2 𝜙 𝜕2 𝜙
𝜔 = −( 2 + )
𝜕𝑥 𝜕𝑦2
Ṣolution:
𝜕𝑣 𝜕𝑢 𝜕 𝜕𝜙 𝜕 𝜕𝜙 𝜕 2 𝜙 𝜕2 𝜙
𝜔= − = (− )− ( ) = −( + )
𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑦 𝜕𝑥2 𝜕𝑦2
21,42 €
Accede al documento completo:

100% de satisfacción garantizada
Inmediatamente disponible después del pago
Tanto en línea como en PDF
No estas atado a nada

Conoce al vendedor
Seller avatar
EduQuestsolutions
1,0
(1)

Conoce al vendedor

Seller avatar
EduQuestsolutions Walden University
Seguir Necesitas iniciar sesión para seguir a otros usuarios o asignaturas
Vendido
3
Miembro desde
2 semanas
Número de seguidores
0
Documentos
707
Última venta
4 días hace
UNLOCK YOUR POTENTIAL WITH EXPERT IDEAS

Welcome to EduQuest Solutions where your Educational Aspirations Becomes Reality. On this Page you will find all Kind of Documents: TEST BANKS, SOLUTION MANUALS, WGU, NR, ATI, NUR, HESI, PACKAGE DEALS, etc.... Thus Paving the way for Academic Excellence and Future Success. Always Leave a Rating after Purchasing so as to make sure our Customers are fully Satisfied... GOOD LUCK!!!!

1,0

1 reseñas

5
0
4
0
3
0
2
0
1
1

Recientemente visto por ti

Por qué los estudiantes eligen Stuvia

Creado por compañeros estudiantes, verificado por reseñas

Calidad en la que puedes confiar: escrito por estudiantes que aprobaron y evaluado por otros que han usado estos resúmenes.

¿No estás satisfecho? Elige otro documento

¡No te preocupes! Puedes elegir directamente otro documento que se ajuste mejor a lo que buscas.

Paga como quieras, empieza a estudiar al instante

Sin suscripción, sin compromisos. Paga como estés acostumbrado con tarjeta de crédito y descarga tu documento PDF inmediatamente.

Student with book image

“Comprado, descargado y aprobado. Así de fácil puede ser.”

Alisha Student

Preguntas frecuentes