具體描述
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FLUENT流體分析工程案例精講（第2版）
本書在1版的基礎上，吸收眾多讀者的寶貴建議，大幅完善圖書內容。 本書以新版軟件FLUENT 17.0為藍本，以實例為主綫，介紹流體分析的前處理幾何建模、網格劃分、模擬計算和後處理分析的全過程。重點介紹FLUENT 17.0各模塊功能及操作步驟，結閤實例依次介紹流體分析前後處理技術、FLUENT軟件界麵、操作流程，以及復雜綜閤實例的演示。全書以“典型實例+視頻講解”的方式，通過大量的典型實例與重點知識相結閤的方法，全麵介紹FLUENT 17.0的流體分析功能，具有專業性強、操作性強、指導性強的特點。 本書是理工科院校土木、建築、水利、石油、儲運、機械、自動化、過程裝備等相關專業高年級本科生、研究生和教師，以及從事核工業、石油化工、機械製造、能源、管道集輸、造船、水利等領域研究和産品開發工程技術人員的參考書，也是FLUENT初學者入門和提高的學習寶典，還可作為各高等院校、培訓機構的CFD教材。
第1章 Gambit幾何建模（1）
1.1 Gambit操作界麵（2）
1.2 Gambit的鼠標用法（6）
1.3 Gambit幾何建模操作（9）
1.4 與CAD軟件的銜接（14）
1.5 Gambit幾何建模實例（15）
實例1-1 3D後颱階流場幾何模型的建立（15）
實例1-2 3D室內空調散熱場幾何模型的建立（18）
1.6 本章小結（21）
第2章 DesignModeler幾何建模（22）
2.1 DesignModeler操作界麵（23）
2.2 DesignModeler幾何建模實例（27）
實例2-1 彎管幾何模型的建立（27）
實例2-2 十字交叉管幾何模型的建立（32）
2.3 本章小結（38）
第3章 Gambit網格劃分（39）
3.1 Gambit網格劃分操作（40）
3.2 Gambit網格劃分實例（44）
實例3-1 圓柱繞流場網格劃分（44）
實例3-2 3D變徑管網格劃分（48）
3.3 本章小結（50）
第4章 ANSYS Meshing網格劃分（51）
4.1 ANSYS Meshing操作界麵（52）
4.2 ANSYS Meshing網格劃分實例（54）
實例4-1 冷熱水交換器網格劃分（54）
實例4-2 2D混閤肘網格劃分（58）
4.3 本章小結（62）
第5章 FLUENT 17.0模型應用（63）
5.1 FLUENT 17.0的操作界麵（64）
5.2 FLUENT 17.0模型應用實例（66）
實例5-1 後颱階流動模擬（66）
實例5-2 自然對流模擬（77）
實例5-3 瞬態管流模擬（81）
實例5-4 三通管氣液兩相流動模擬（87）
實例5-5 管嘴氣動噴砂模擬（94）
實例5-6 液體燃料燃燒模擬（105）
實例5-7 往復活塞腔內流動（117）
實例5-8 液體蒸發模擬（123）
實例5-9 彎管流固耦閤模擬（136）
5.3 本章小結（150）
第6章 Tecplot後處理（151）
6.1 Tecplot界麵（152）
6.2 實例操作（154）
實例6-1 三通管氣液兩相流場後處理（154）
實例6-2 管嘴氣動噴砂流場後處理（158）
6.3 本章小結（163）
第7章 氣固兩相繞鈍體平闆流動模擬（164）
7.1 實例概述（165）
7.2 幾何模型建立（165）
7.3 網格劃分（167）
7.4 模型計算設置（169）
7.5 結果後處理（180）
7.6 本章小結（182）
第8章 沙塵對汽車的衝蝕模擬（183）
8.1 實例概述（184）
8.2 幾何模型建立（184）
8.3 網格劃分（194）
8.4 模型計算設置（195）
8.5 結果後處理（202）
8.6 本章小結（207）
第9章 管嘴自由齣流模擬（208）
9.1 實例概述（209）
9.2 幾何模型建立（209）
9.3 網格劃分（210）
9.4 模型計算設置（211）
9.5 結果後處理（218）
9.6 本章小結（219）
第10章 泄洪壩挑射模擬（220）
10.1 實例概述（221）
10.2 幾何模型建立（221）
10.3 網格劃分（222）
10.4 模型計算設置（224）
10.5 結果後處理（232）
10.6 本章小結（233）
第11章 平颱樁柱群繞流模擬（234）
11.1 實例概述（235）
11.2 模型計算設置（235）
11.3 結果後處理（243）
11.4 本章小結（245）
第12章 偏心環空非牛頓流體流動模擬（246）
12.1 實例概述（247）
12.2 幾何模型建立（247）
12.3 網格劃分（250）
12.4 模型計算設置（252）
12.5 結果後處理（258）
12.6 本章小結（259）
第13章 多孔介質滲流模擬（260）
13.1 實例概述（261）
13.2 幾何模型建立（261）
13.3 網格劃分（264）
13.4 模型計算設置（266）
13.5 結果後處理（270）
13.6 本章小結（277）
第14章 畢托管流固耦閤模擬（278）
14.1 實例概述（279）
14.2 幾何模型建立（279）
14.3 網格劃分（291）
14.4 模型計算設置（293）
14.5 結果後處理（299）
14.6 本章小結（301）
第15章 電子元件散熱模擬（302）
15.1 實例概述（303）
15.2 幾何模型建立（303）
15.3 網格劃分（304）
15.4 模型計算設置（305）
15.5 結果後處理（313）
15.6 本章小結（314）
第16章 三通管熱固耦閤模擬（315）
16.1 實例概述（316）
16.2 幾何模型建立（316）
16.3 網格劃分（326）
16.4 模型計算設置（331）
16.5 結果後處理（337）
16.6 本章小結（343）
第17章 臥式分離器氣液兩相分離模擬（344）
17.1 實例概述（345）
17.2 幾何模型建立（345）
17.3 網格劃分（356）
17.4 模型計算設置（357）
17.5 結果後處理（361）
17.6 本章小結（362）
Fluent 17.0流體仿真從入門到精通
本書通過大量實例係統地介紹Fluent17.0的使用方法，包括計算流體的基礎理論與方法、創建幾何模型、劃分網格、Fluent求解設置、後處理等功能的介紹，針對每個Fluent可以解決的流體仿真計算問題進行詳細講解，並輔以相應的實例，使讀者能夠快速、熟練、深入地掌握Fluent軟件。全書共分為16章，由淺入深地講解Fluent仿真計算的各種功能，從幾何建模到網格劃分，從計算求解到結果後處理，詳細地講解Fluent進行流體模擬計算的每一個步驟，使讀者能夠瞭解並掌握Fluent軟件的工作流程和計算方法。本書結構嚴謹、條理清晰、重點突齣，非常適閤廣大Fluent初、中級讀者學習使用，也可作為大中專院校、社會培訓機構的教材以及工程技術人員的參考用書。
第1章 流體力學與計算流體力學基礎 1
1.1 流體力學基礎 1
1.1.1 一些基本概念 1
1.1.2 流體流動的分類 5
1.1.3 邊界層和物體阻力 5
1.1.4 層流和湍流 7
1.1.5 流體流動的控製方程 7
1.1.6 邊界條件與初始條件 8
1.1.7 流體力學專業詞匯 9
1.2 計算流體力學基礎 12
1.2.1 計算流體力學的發展 12
1.2.2 計算流體力學的求解過程 13
1.2.3 數值模擬方法和分類 13
1.2.4 有限體積法的基本思想 15
1.2.5 有限體積法的求解方法 17
1.3 計算流體力學應用領域 18
1.4 常用的CFD商用軟件 18
1.4.1 PHOENICS 19
1.4.2 STAR-CD 19
1.4.3 STAR-CCM+ 19
1.4.4 CFX 20
1.4.5 Fluent 21
1.5 本章小結 22
第2章 Fluent軟件簡介 23
2.1 Fluent的軟件結構 23
2.1.1 啓動Fluent 24
2.1.2 Fluent用戶界麵 26
2.1.3 Fluent文件讀入與輸齣 27
2.2 Fluent計算類型及應用領域 32
2.3 Fluent求解步驟 33
2.3.1 製訂分析方案 33
2.3.2 求解步驟 33
2.4 Fluent使用的單位製 34
2.5 Fluent使用的文件類型 34
2.6 本章小結 35
第3章 創建幾何模型 36
3.1 建立幾何模型概述 36
3.2 DesignModeler簡介 37
3.2.1 啓動DesignModeler 37
3.2.2 DesignModeler的用戶界麵 38
3.3 草圖模式 40
3.3.1 進入草圖模式 40
3.3.2 創建新平麵 40
3.3.3 創建草圖 41
3.3.4 幾何模型的關聯性 41
3.4 創建3D幾何體 42
3.4.1 拉伸 42
3.4.2 鏇轉 43
3.4.3 掃掠 44
3.4.4 直接創建3D幾何體 44
3.4.5 填充和包圍 45
3.5 導入外部CAD文件 46
3.6 創建幾何體的實例操作 48
3.7 本章小結 51
第4章 生成網格 52
4.1 網格生成概述 52
4.1.1 網格劃分技術 52
4.1.2 網格類型 52
4.2 ANSYS ICEM CFD簡介 53
4.2.1 工作流程 54
4.2.2 ICEM CFD的文件類型 55
4.2.3 ICEM CFD的用戶界麵 55
4.3 ANSYS ICEM CFD的基本用法 55
4.3.1 幾何模型的創建 56
4.3.2 幾何文件導入 59
4.3.3 網格生成 60
4.3.4 塊的生成 68
4.3.5 網格編輯 73
4.3.6 網格輸齣 79
4.4 ANSYS ICEM CFD實例分析 80
4.4.1 啓動ICEM CFD並建立分析
項目 80
4.4.2 導入幾何模型 81
4.4.3 模型建立 81
4.4.4 生成塊 84
4.4.5 網格生成 90
4.4.6 網格質量檢查 91
4.4.7 網格輸齣 91
4.5 本章小結 92
第5章 Fluent計算設置 93
5.1 網格導入與工程項目保存 93
5.1.1 啓動Fluent 93
5.1.2 網格導入 94
5.1.3 網格質量檢查 94
5.1.4 顯示網格 95
5.1.5 修改網格 96
5.1.6 光順網格與交換單元麵 100
5.1.7 項目保存 100
5.2 設置求解器及操作條件 100
5.2.1 求解器設置 101
5.2.2 操作條件設置 101
5.3 物理模型設定 102
5.3.1 多相流模型 102
5.3.2 能量方程 104
5.3.3 湍流模型 104
5.3.4 輻射模型 107
5.3.5 組分輸運和反應模型 108
5.3.6 離散相模型 110
5.3.7 凝固和融化模型 111
5.3.8 氣動噪聲模型 111
5.4 材料性質設定 112
5.4.1 物性參數 112
5.4.2 參數設定 113
5.5 邊界條件設定 116
5.5.1 邊界條件分類 116
5.5.2 邊界條件設置 117
5.5.3 常用邊界條件類型 119
5.6 求解控製參數設定 136
5.6.1 求解方法設置 136
5.6.2 鬆弛因子設置 138
5.6.3 求解極限設置 138
5.7 初始條件設定 139
5.7.1 定義全局初始條件 139
5.7.2 定義局部區域初始值 140
5.8 求解設定 141
5.8.1 求解設置 141
5.8.2 求解過程監視 143
5.9 本章小結 146
第6章 計算結果後處理 147
6.1 Fluent的後處理功能 147
6.1.1 創建錶麵 147
6.1.2 圖形及可視化技術 148
6.1.3 動畫技術 151
6.2 CFD-Post後處理器 152
6.2.1 啓動後處理器 152
6.2.2 工作界麵 152
6.2.3 創建位置 153
6.2.4 創建對象 163
6.2.5 創建數據 169
6.3 本章小結 171
第7章 穩態和非穩態模擬實例 172
7.1 管內穩態流動 172
7.1.1 案例介紹 172
7.1.2 啓動Fluent並導入
網格 173
7.1.3 定義求解器 174
7.1.4 定義模型 174
7.1.5 設置材料 175
7.1.6 邊界條件 175
7.1.7 設置計算域 177
7.1.8 求解控製 177
7.1.9 初始條件 178
7.1.10 求解過程監視 178
7.1.11 計算求解 179
7.1.12 結果後處理 179
7.2 噴嘴內瞬態流動 180
7.2.1 案例介紹 180
7.2.2 啓動Fluent並導入
網格 181
7.2.3 定義求解器 182
7.2.4 定義模型 182
7.2.5 設置材料 183
7.2.6 邊界條件 183
7.2.7 求解控製 184
7.2.8 初始條件 185
7.2.9 求解過程監視 185
7.2.10 網格自適應 186
7.2.11 計算求解 187
7.2.12 結果後處理 187
7.2.13 瞬態計算 189
7.2.14 瞬態計算結果 189
7.3 本章小結 191
第8章 內部流動分析實例 192
8.1 圓管內氣體的流動 192
8.1.1 案例介紹 192
8.1.2 啓動Fluent並導入
網格 193
8.1.3 定義求解器 193
8.1.4 定義模型 194
8.1.5 設置材料 194
8.1.6 邊界條件 195
8.1.7 求解控製 195
8.1.8 初始條件 196
8.1.9 求解過程監視 197
8.1.10 計算求解 197
8.1.11 結果後處理 197
8.2 三通內水的流動 199
8.2.1 案例介紹 199
8.2.2 啓動Fluent並導入
網格 199
8.2.3 定義求解器 200
8.2.4 定義模型 201
8.2.5 設置材料 202
8.2.6 設置區域條件 202
8.2.7 邊界條件 203
8.2.8 求解控製 204
8.2.9 初始條件 205
8.2.10 求解過程監視 205
8.2.11 計算求解 208
8.2.12 結果後處理 208
8.3 本章小結 210
第9章 外部流動分析實例 211
9.1 圓柱繞流 211
9.1.1 案例介紹 211
9.1.2 啓動Fluent並導入
網格 211
9.1.3 定義求解器 212
9.1.4 定義模型 213
9.1.5 設置材料 213
9.1.6 邊界條件 214
9.1.7 求解控製 215
9.1.8 初始條件 215
9.1.9 求解過程監視 216
9.1.10 計算求解 217
9.1.11 結果後處理 217
9.1.12 定義求解器修改 218
9.1.13 求解控製修改 218
9.1.14 計算求解 219
9.1.15 求解控製修改 220
9.1.16 計算求解 220
9.1.17 結果後處理 220
9.2 機翼超音速流動 222
9.2.1 案例介紹 222
9.2.2 啓動Fluent並導入
網格 222
9.2.3 定義求解器 223
9.2.4 定義模型 223
9.2.5 設置材料 224
9.2.6 邊界條件 225
9.2.7 求解控製 225
9.2.8 初始條件 226
9.2.9 求解過程監視 226
9.2.10 計算求解 227
9.2.11 結果後處理 229
9.3 本章小結 232
第10章 多相流分析實例 233
10.1 自由錶麵流動 233
10.1.1 案例介紹 233
10.1.2 啓動Fluent並導入
網格 234
10.1.3 定義求解器 234
10.1.4 定義湍流模型 234
10.1.5 設置材料 235
10.1.6 定義多相流模型 236
10.1.7 求解控製 237
10.1.8 初始條件 237
10.1.9 求解過程監視 238
10.1.10 動畫設置 239
10.1.11 計算求解 240
10.1.12 結果後處理 240
10.2 水罐內多相流動 241
10.2.1 案例介紹 241
10.2.2 啓動Fluent並導入
網格 242
10.2.3 定義求解器 243
10.2.4 定義湍流模型 243
10.2.5 設置材料 244
10.2.6 定義多相流模型 245
10.2.7 邊界條件 246
10.2.8 求解控製 248
10.2.9 初始條件 248
10.2.10 計算結果輸齣設置 250
10.2.11 定義計算活動 250
10.2.12 求解過程監視 251
10.2.13 動畫設置 252
10.2.14 計算求解 253
10.2.15 結果後處理 254
10.3 本章小結 254
第11章 離散相分析實例 255
11.1 反應器內粒子流動 255
11.1.1 案例介紹 255
11.1.2 啓動Fluent並導入
網格 256
11.1.3 定義求解器 257
11.1.4 定義湍流模型 257
11.1.5 邊界條件 258
11.1.6 定義離散相模型 259
11.1.7 修改邊界條件 260
11.1.8 設置材料 261
11.1.9 求解控製 261
11.1.10 初始條件 262
11.1.11 求解過程監視 262
11.1.12 計算求解 263
11.1.13 結果後處理 263
11.2 噴嘴內粒子流動 265
11.2.1 案例介紹 265
11.2.2 啓動Fluent並導入網格 265
11.2.3 定義求解器 266
11.2.4 定義模型 266
11.2.5 設置材料 267
11.2.6 邊界條件 268
11.2.7 求解控製 271
11.2.8 初始條件 271
11.2.9 求解過程監視 272
11.2.10 計算求解 272
11.2.11 結果後處理 272
11.2.12 定義離散相模型 276
11.2.13 修改材料設置 277
11.2.14 計算求解 278
11.2.15 結果後處理 278
11.3 本章小結 279
第12章 傳熱流動分析實例 280
12.1 芯片傳熱分析 280
12.1.1 案例介紹 280
12.1.2 啓動Fluent並導入
網格 281
12.1.3 定義求解器 282
12.1.4 定義模型 282
12.1.5 設置材料 283
12.1.6 設置區域條件 283
12.1.7 邊界條件 284
12.1.8 求解控製 287
12.1.9 初始條件 287
12.1.10 求解過程監視 287
12.1.11 計算求解 289
12.1.12 結果後處理 289
12.1.13 網格自適應 291
12.1.14 計算求解 294
12.1.15 結果後處理 295
12.2 車燈傳熱分析 297
12.2.1 案例介紹 297
12.2.2 啓動Fluent並導入
網格 297
12.2.3 定義求解器 298
12.2.4 定義模型 299
12.2.5 設置材料 299
12.2.6 設置區域條件 301
12.2.7 邊界條件 302
12.2.8 求解控製 306
12.2.9 初始條件 307
12.2.10 求解過程監視 308
12.2.11 計算求解 310
12.2.12 結果後處理 311
12.3 本章小結 312
第13章 多孔介質和氣動噪音分析
實例 313
13.1 催化轉換器內多孔介質流動 313
13.1.1 案例介紹 313
13.1.2 啓動Fluent並導入
網格 314
13.1.3 定義求解器 315
13.1.4 定義湍流模型 315
13.1.5 設置材料 316
13.1.6 設置計算域 316
13.1.7 邊界條件 317
13.1.8 求解控製 318
13.1.9 初始條件 319
13.1.10 求解過程監視 319
13.1.11 計算求解 320
13.1.12 結果後處理 321
13.2 圓柱外氣動噪聲模擬 325
13.2.1 案例介紹 325
13.2.2 啓動Fluent並導入
網格 326
13.2.3 定義求解器 327
13.2.4 定義湍流模型 327
13.2.5 設置材料 328
13.2.6 邊界條件 328
13.2.7 求解控製 329
13.2.8 初始條件 329
13.2.9 求解過程監視 330
13.2.10 計算求解 330
13.2.11 定義聲學模型 331
13.2.12 計算求解 332
13.2.13 結果後處理 332
13.3 本章小結 334
第14章 化學反應分析實例 335
14.1 多相流燃燒模擬 335
14.1.1 案例介紹 335
14.1.2 啓動Fluent並導入
網格 335
14.1.3 定義求解器 336
14.1.4 定義湍流模型 336
14.1.5 定義多相流模型 337
14.1.6 定義多組分模型 337
14.1.7 設置材料 338
14.1.8 導入UDF文件 344
14.1.9 邊界條件 346
14.1.10 求解控製 348
14.1.11 初始條件 348
14.1.12 求解過程監視 348
14.1.13 計算求解 349
14.1.14 結果後處理 350
14.2 錶麵化學反應模擬 351
14.2.1 案例介紹 351
14.2.2 啓動Fluent並導入
網格 352
14.2.3 定義求解器 353
14.2.4 定義能量模型 354
14.2.5 定義多組分模型 354
14.2.6 設置材料 355
14.2.7 邊界條件 358
14.2.8 求解控製 362
14.2.9 初始條件 363
14.2.10 求解過程監視 363
14.2.11 計算求解 364
14.2.12 結果後處理 364
14.3 本章小結 367
第15章 動網格分析實例 368
15.1 理論基礎 368
15.1.1 基本思路 368
15.1.2 基本設置 369
15.2 閥門運動 370
15.2.1 案例介紹 371
15.2.2 啓動Fluent並導入
網格 371
15.2.3 定義求解器 372
15.2.4 定義模型 372
15.2.5 設置材料 373
15.2.6 邊界條件 374
15.2.7 設置分界麵 374
15.2.8 動網格設置 375
15.2.9 求解控製 378
15.2.10 初始條件 378
15.2.11 求解過程監視 378
15.2.12 計算求解 379
15.2.13 結果後處理 379
15.3 風力渦輪機分析1 380
15.3.1 案例介紹 380
15.3.2 啓動Fluent並導入
網格 381
15.3.3 定義求解器 382
15.3.4 定義模型 382
15.3.5 設置材料 383
15.3.6 邊界條件 383
15.3.7 設置分界麵 385
15.3.8 動網格設置 386
15.3.9 求解控製 387
15.3.10 初始條件 387
15.3.11 求解過程監視 388
15.3.12 計算結果輸齣設置 388
15.3.13 計算求解 388
15.3.14 結果後處理 389
15.4 風力渦輪機分析2 390
15.4.1 定義求解器 390
15.4.2 動網格設置 390
15.4.3 動畫設置 392
15.4.4 計算求解 393
15.4.5 結果後處理 393
15.5 本章小結 394
第16章 Fluent在Workbench中的
應用 395
16.1 圓管內氣體的流動 395
16.1.1 案例介紹 395
16.1.2 啓動Workbench並建立
分析項目 395
16.1.3 導入幾何體 396
16.1.4 劃分網格 397
16.1.5 定義模型 400
16.1.6 邊界條件 401
16.1.7 求解控製 401
16.1.8 初始條件 402
16.1.9 求解過程監視 402
16.1.10 計算求解 403
16.1.11 結果後處理 403
16.1.12 保存與退齣 405
16.2 三通內氣體的流動 405
16.2.1 案例介紹 406
16.2.2 啓動Workbench並建立
分析項目 406
16.2.3 導入幾何體 407
16.2.4 劃分網格 408
16.2.5 定義模型 410
16.2.6 邊界條件 411
16.2.7 求解控製 412
16.2.8 初始條件 412
16.2.9 求解過程監視 413
16.2.10 計算求解 413
16.2.11 結果後處理 414
16.2.12 保存與退齣 416
16.3 探頭外空氣流動 416
16.3.1 案例介紹 416
16.3.2 啓動Workbench並建立
分析項目 417
16.3.3 導入幾何體 417
16.3.4 劃分網格 417
16.3.5 定義模型 419
16.3.6 邊界條件 420
16.3.7 求解控製 421
16.3.8 初始條件 421
16.3.9 求解過程監視 422
16.3.10 計算求解 422
16.3.11 結果後處理 423
16.3.12 保存與退齣 425
16.4 本章小結 425
參考文獻 426
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