Fluent流体计算从入门到精通

内容简介

Fluent软件是目前国际上比较流行的商业CFD软件，只要涉及流体、热传递及化学反应等的工程问题，都可以用Fluent进行求解。全书分为三部分共18章，由浅入深地讲解了Fluent仿真计算的各种功能。□□部分为基础部分（□□~6章），包括计算流体的基础理论与方法、划分网格、Fluent求解设置、结果后处理等功能的介绍；第二部分（第7~11章）针对Fluent的具体物理模型给出了相应的案例，包括动网格模型、燃烧模型、多相流模型以及离散相模型的数值模拟等；第三部分（□□□~18章）针对每个行业Fluent可以解决的流体仿真计算问题进行详细的讲解，涉及建筑、机械工程、航空航天、水利海洋工程、车辆工程、能源化工及电器等行业的应用。

目录

目 录

□□部分 基础知识

□□章 流体力学基础1
1．1 基本概念□
1．□ 流体流动的分类5
1．3 边界层和物体阻力5
1．4 层流和湍流6
1．5 流体流动的控制方程7
1．6 边界条件8
1．7 流体力学专业词汇9
1．8 本章小结1□
第□章 计算流体力学基础13
□．1 计算流体力学的发展14
□．□ 计算流体力学的求解过程15
□．3 数值模拟方法和分类15
□．4 有限体积法的基本思想17
□．5 有限体积法的求解方法18
□．6 计算流体力学应用领域□0
□．7 本章小结□0
第3章 Fluent简介□1
3．1 Fluent概述□□
3．□ Fluent的软件结构□□
3．□．1 Fluent启动□3
3．□．□ Fluent用户界面□5
3．□．3 Fluent文件的读入与
输出□7
3．3 Fluent软件特点31
3．4 Fluent求解步骤33
3．4．1 制订分析方案34
3．4．□ 求解步骤34
3．5 Fluent使用的文件类型35
3．6 Fluent 19．0新功能介绍36
3．7 本章小结40
第4章 生成网格41
4．1 网格生成概述4□
4．1．1 网格划分技术4□
4．1．□ 网格类型4□
4．□ ANSYS ICEM CFD网格划分43
4．□．1 工作流程44
4．□．□ ICEM CFD的文件类型44
4．□．3 ICEM CFD的用户界面45
4．□．4 ANSYS ICEM CFD
基本用法46
4．□．5 ANSYS ICEM CFD
实例分析7□
4．3 Meshing模式83
4．3．1 启动Meshing模式83
4．3．□ 导入模型84
4．3．3 网格设置85
4．3．4 切换到Solution模式87
4．4 GAMBIT网格划分87
4．4．1 GAMBIT生成网格的
步骤87
4．4．□ GAMBIT图形用户界面89
4．4．3 GAMBIT菜单命令90
4．4．4 几何建模91
4．4．5 网格划分93
4．4．6 设定区域类型95
4．5 本章小结98
第5章 Fluent计算设置99
5．1 网格导入与工程项目保存100
5．1．1 启动Fluent100
5．1．□ 网格导入101
5．1．3 网格质量检查101
5．1．4 显示网格10□
5．1．5 修改网格103
5．1．6 光顺网格与交换单元面106
5．1．7 项目保存107
5．□ 设置求解器及操作条件107
5．□．1 求解器设置107
5．□．□ 操作条件设置108
5．3 物理模型设定109
5．3．1 多相流模型110
5．3．□ 能量方程11□
5．3．3 湍流模型11□
5．3．4 辐射模型115
5．3．5 组分输运和反应模型116
5．3．6 离散项模型118
5．3．7 凝固和熔化模型119
5．3．8 气动噪声模型119
5．4 材料性质设定1□0
5．4．1 物性参数1□0
5．4．□ 参数设定1□1
5．5 边界条件设定1□3
5．5．1 边界条件分类1□3
5．5．□ 边界条件设置1□4
5．5．3 常用边界条件类型1□7
5．6 求解控制参数设定14□
5．6．1 求解方法设置14□
5．6．□ 松弛因子设置144
5．6．3 求解极限设置145
5．7 初始条件设定146
5．7．1 定义全□初始条件146
5．7．□ 定义□部区域初始值147
5．8 求解设定148
5．8．1 求解设置148
5．8．□ 求解过程监视149
5．9 本章小结153
第6章 计算结果后处理154
6．1 Fluent后处理功能155
6．1．1 创建表面155
6．1．□ 图形及可视化技术156
6．1．3 动画技术158
6．□ CFD-Post后处理器159
6．□．1 启动后处理器159
6．□．□ 工作界面160
6．□．3 创建位置161
6．□．4 创建对象171
6．□．5 创建数据178
6．3 Tecplot使用介绍179
6．3．1 工作界面179
6．3．□ Tecplot数据格式183
6．3．3 Tecplot基本操作184
6．4 本章小结186



第二部分 功能应用

第7章 动网格问题的数值模拟187
7．1 动网格问题概述188
7．□ 齿轮泵的动态模拟189
7．□．1 案例简介189
7．□．□ Fluent求解计算设置189
7．□．3 求解计算195
7．□．4 计算结果后处理及
分析197
7．3 水波的动态模拟□00
7．3．1 案例简介□00
7．3．□ Fluent求解计算设置□00
7．3．3 求解计算□06
7．3．4 计算结果后处理及
分析□08
7．4 钻头运动的动态模拟□09
7．4．1 案例简介□09
7．4．□ Fluent求解计算设置□10
7．4．3 求解计算□15
7．4．4 计算结果后处理及
分析□17
7．5 本章小结□19
第8章 组分传输与燃烧□□0
8．1 组分传输与燃烧概述□□1
8．□ 爆炸燃烧的数值模拟□□3
8．□．1 案例简介□□3
8．□．□ Fluent求解计算设置□□3
8．□．3 求解计算□□6
8．□．4 计算结果后处理及
分析□30
8．3 石油燃烧的数值模拟□31
8．3．1 案例简介□31
8．3．□ Fluent求解计算设置□31
8．3．3 求解计算□39
8．3．4 计算结果后处理及
分析□40
8．4 燃气炉内燃烧的数值模拟□4□
8．4．1 案例简介□4□
8．4．□ Fluent求解计算设置□4□
8．4．3 求解计算□48
8．4．4 计算结果后处理及
分析□50
8．5 壁面反应数值模拟□51
8．5．1 案例简介□51
8．5．□ Fluent求解计算设置□51
8．5．3 求解计算□56
8．5．4 计算结果后处理及
分析□58
8．6 本章小结□59
第9章 多孔介质数值模拟□60
9．1 多孔介质模型概述□61
9．□ 多孔介质燃烧的数值模拟□6□
9．□．1 案例简介□6□
9．□．□ Fluent求解计算设置□6□
9．□．3 求解计算□66
9．□．4 计算结果后处理及
分析□68
9．3 本章小结□69
□□0章 多相流模型□70
10．1 多相流概述□71
10．□ 气穴现象的数值模拟□73
10．□．1 案例简介□73
10．□．□ Fluent求解计算设置□73
10．□．3 求解计算□78
10．□．4 计算结果后处理及
分析□80

10．3 水中气泡破碎过程的
数值模拟□81
10．3．1 案例简介□81
10．3．□ Fluent求解计算设置□81
10．3．3 求解计算□85
10．3．4 计算结果后处理及
分析□89
10．4 本章小结□91
□□1章 离散相的数值模拟□9□
11．1 离散相模型概述□93
11．□ □□干燥过程的数值模拟□94
11．□．1 案例简介□94
11．□．□ Fluent求解计算设置□94
11．□．3 求解计算□99
11．□．4 计算结果后处理及
分析301
11．3 弯管磨损的数值模拟303
11．3．1 案例简介303
11．3．□ Fluent求解计算设置304
11．3．3 求解计算308
11．3．4 计算结果后处理及
分析310
11．4 本章小结31□

第三部分 行业应用

□□□章 建筑行业中的应用313
1□．1 高层建筑室外通风数值
模拟314
1□．1．1 案例介绍314
1□．1．□ 启动Fluent并导入
网格314
1□．1．3 定义求解器315
1□．1．4 定义模型316
1□．1．5 设置材料316
1□．1．6 边界条件317
1□．1．7 求解控制319
1□．1．8 初始条件3□0
1□．1．9 求解过程监视3□0
1□．1．10 计算求解3□0
1□．1．11 结果后处理3□1
1□．□ 室内通风模拟分析3□3
1□．□．1 案例介绍3□3
1□．□．□ 启动Fluent并导入
网格3□3
1□．□．3 定义求解器3□4
1□．□．4 定义模型3□5
1□．□．5 设置材料3□6
1□．□．6 边界条件3□6
1□．□．7 求解控制3□8
1□．□．8 初始条件3□8
1□．□．9 求解过程监视3□9
1□．□．10 计算求解330
1□．□．11 结果后处理330
1□．3 本章小结334
□□3章 机械行业中的应用335
13．1 阀门运动336
13．1．1 案例介绍336
13．1．□ 启动Fluent并导入
网格336
13．1．3 定义求解器337
13．1．4 定义模型338
13．1．5 设置材料338
13．1．6 边界条件339
13．1．7 设置分界面340
13．1．8 动网格设置341
13．1．9 求解控制343
13．1．10 初始条件343
13．1．11 求解过程监视344
13．1．1□ 计算求解344
13．1．13 结果后处理345
13．□ 风力涡轮机分析346
13．□．1 案例介绍346
13．□．□ 启动Fluent并导入
网格347
13．□．3 定义求解器347
13．□．4 定义模型348
13．□．5 设置材料348
13．□．6 边界条件349
13．□．7 设置分界面351
13．□．8 动网格设置35□
13．□．9 求解控制353
13．□．10 初始条件353
13．□．11 求解过程监视354
13．□．1□ 计算结果输出设置354
13．□．13 计算求解355
13．□．14 结果后处理355
13．3 本章小结356
□□4章 航空航天行业中的应用357
14．1 火箭发射358
14．1．1 案例介绍358
14．1．□ 启动Fluent并导入
网格358
14．1．3 设置分界面360
14．1．4 定义求解器361
14．1．5 定义模型36□
14．1．6 设置材料363
14．1．7 边界条件364
14．1．8 动网格设置366
14．1．9 求解控制37□
14．1．10 初始条件37□
14．1．11 求解过程监视373
14．1．1□ 计算求解374
14．1．13 结果后处理374
14．□ 机翼超音速流动376
14．□．1 案例介绍376
14．□．□ 启动Fluent并导入
网格376
14．□．3 定义求解器377
14．□．4 定义模型378
14．□．5 设置材料378
14．□．6 边界条件379
14．□．7 求解控制380
14．□．8 初始条件380
14．□．9 求解过程监视380
14．□．10 计算求解381
14．□．11 结果后处理383
14．3 本章小结387
□□5章 水利海洋工程中的应用388
15．1 自由表面流动389
15．1．1 案例介绍389
15．1．□ 启动Fluent并导入
网格389
15．1．3 定义求解器390
15．1．4 定义湍流模型390
15．1．5 设置材料391
15．1．6 定义多相流模型391
15．1．7 求解控制393
15．1．8 初始条件393
15．1．9 求解过程监视394
15．1．10 动画设置394
15．1．11 计算求解396
15．1．1□ 结果后处理396
15．□ 凸台绕流398
15．□．1 案例介绍398
15．□．□ 启动Fluent并导入
网格398
15．□．3 定义求解器399
15．□．4 定义湍流模型400
15．□．5 设置材料400
15．□．6 定义多相流模型401
15．□．7 边界条件40□
15．□．8 求解控制405
15．□．9 初始条件405
15．□．10 计算结果输出设置407
15．□．11 求解过程监视408
15．□．1□ 动画设置408
15．□．13 计算求解409
15．□．14 结果后处理410
15．3 本章小结415
□□6章 汽车行业中的应用416
16．1 催化转换器内多孔介质
流动417
16．1．1 案例介绍417
16．1．□ 启动Fluent并导入
网格417
16．1．3 定义求解器418
16．1．4 定义湍流模型419
16．1．5 设置材料419
16．1．6 设置计算域4□0
16．1．7 边界条件4□1
16．1．8 求解控制4□□
16．1．9 初始条件4□3
16．1．10 求解过程监视4□3
16．1．11 计算求解4□4
16．1．1□ 结果后处理4□4
16．□ 车灯传热分析4□9
16．□．1 案例介绍4□9
16．□．□ 启动Fluent并导入
网格4□9
16．□．3 定义求解器430
16．□．4 定义模型431
16．□．5 设置材料431
16．□．6 设置区域条件433
16．□．7 边界条件434
16．□．8 求解控制438
16．□．9 初始条件439
16．□．10 求解过程监视439
16．□．11 计算求解44□
16．□．1□ 结果后处理443
16．3 本章小结444
□□7章 能源化工行业中的应用445
17．1 反应器内粒子流动446
17．1．1 案例介绍446
17．1．□ 启动Fluent并导入
网格446
17．1．3 定义求解器447
17．1．4 定义湍流模型447
17．1．5 边界条件448
17．1．6 定义离散相模型449
17．1．7 修改边界条件451
17．1．8 设置材料451
17．1．9 求解控制45□
17．1．10 初始条件45□
17．1．11 求解过程监视453
17．1．1□ 计算求解453
17．1．13 结果后处理454
17．□ 表面化学反应模拟456
17．□．1 案例介绍456
17．□．□ 启动Fluent并导入
网格456
17．□．3 定义求解器457
17．□．4 定义能量模型458
17．□．5 定义多组分模型458
17．□．6 设置材料459
17．□．7 边界条件46□
17．□．8 求解控制467
17．□．9 初始条件468
17．□．10 求解过程监视468
17．□．11 计算求解469
17．□．1□ 结果后处理469
17．3 本章小结473
□□8章 电器行业中的应用474
18．1 芯片传热分析475
18．1．1 案例介绍475
18．1．□ 启动Fluent并导入
网格475
18．1．3 定义求解器476
18．1．4 定义模型477
18．1．5 设置材料477
18．1．6 设置区域条件478
18．1．7 边界条件479
18．1．8 求解控制481
18．1．9 初始条件481
18．1．10 求解过程监视48□
18．1．11 计算求解483
18．1．1□ 结果后处理483
18．1．13 网格自适应485
18．1．14 计算求解489
18．1．15 结果后处理489
18．□ 固体燃料电池分析491
18．□．1 案例介绍491
18．□．□ 启动Fluent并导入
网格49□
18．□．3 定义求解器493
18．□．4 定义模型494
18．□．5 设置材料497
18．□．6 设置区域条件499
18．□．7 边界条件501
18．□．8 求解控制50□
18．□．9 初始条件503
18．□．10 求解过程监视504
18．□．11 计算求解504
18．□．1□ 结果后处理504
18．3 本章小结507

作者简介

凌桂龙，CAX技术联盟成员，硕士学历，长期在教学科研□□线，拥有较高的学术专业水平。CAX技术联盟已经推出计算机辅助技术领域的科技图书多套，受到广大读者的广泛好评，为提高国内计算机辅助技术领域的水平作贡献。