FLUENT 19.0流体仿真从入门到精通
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作者刘斌
出版社清华大学出版社
ISBN9787302525752
出版时间2019-05
装帧平装
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定价79元
货号1201868638
上书时间2024-08-05
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作者简介
刘斌,中国科学院大学硕士学位。长期参与某国家重大专项，作为骨干人员承担激光器领域的流体及热分析相关的关键技术攻关任务。至今获靠前授权3项（在美国、日本、韩国、俄罗斯、欧洲等多个国家和地区授权），靠前授权20余项。2015年获第十七届中国奖很好奖、2016年获北京市奖三等奖。
目录
章 流体力学与计算流体力学基础1
1.1 流体力学基础1
1.1.1 一些基本概念1
1.1.2 流体流动的分类5
1.1.3 边界层和物体阻力5
1.1.4 层流和湍流6
1.1.5 流体流动的控制方程7
1.1.6 边界条件与初始条件8
1.1.7 流体力学专业词汇9
1.2 计算流体力学基础11
1.2.1 计算流体力学的发展11
1.2.2 计算流体力学的求解过程12
1.2.3 数值模拟方法和分类13
1.2.4 有限体积法的基本思想14
1.2.5 有限体积法的求解方法16
1.3 计算流体力学应用领域17
1.4 常用的CFD商用软件17
1.4.1 PHOENICS18
1.4.2 STAR-CD18
1.4.3 STAR-CCM+18
1.4.4 CFX19
1.4.5 Fluent20
1.5 本章小结20
第2章 Fluent软件简介21
2.1 Fluent的软件结构21
2.1.1 Fluent启动22
2.1.2 Fluent用户界面24
2.1.3 Fluent文件读入与输出25
2.2 Fluent计算类型及应用领域29
2.3 Fluent求解步骤30
2.3.1 制订分析方案30
2.3.2 求解步骤30
2.4 Fluent使用的单位制31
2.5 Fluent使用的文件类型32
2.6 本章小结32
第3章 创建几何模型33
3.1 建立几何模型概述33
3.2 DesignModeler简介34
3.2.1 启动DesignModeler34
3.2.2 DesignModeler的用户界面35
3.3 草图模式37
3.3.1 进入草图模式37
3.3.2 创建新平面37
3.3.3 创建草图38
3.3.4 几何模型的关联性38
3.4 创建3D几何体39
3.4.1 拉伸39
3.4.2 旋转40
3.4.3 扫掠41
3.4.4 直接创建3D几何体41
3.4.5 填充和包围42
3.5 导入外部CAD文件42
3.6 创建几何体的实例操作44
3.7 本章小结47
第4章 生成网格48
4.1 网格生成概述48
4.1.1 网格划分技术48
4.1.2 网格类型49
4.2 ANSYS ICEM CFD简介49
4.2.1 工作流程50
4.2.2 ICEM CFD的文件类型51
4.2.3 ICEM CFD的用户界面51
4.3 ANSYS ICEM CFD的基本用法51
4.3.1 几何模型的创建52
4.3.2 几何文件导入55
4.3.3 网格生成56
4.3.4 块的生成63
4.3.5 网格编辑68
4.3.6 网格输出74
4.4 ANSYS ICEM CFD实例分析75
4.4.1 启动ICEM CFD并建立分析
项目75
4.4.2 导入几何模型75
4.4.3 模型建立76
4.4.4 生成块79
4.4.5 网格生成84
4.4.6 网格质量检查85
4.4.7 网格输出85
4.5 本章小结86
第5章 Fluent计算设置87
5.1 网格导入与工程项目保存87
5.1.1 启动Fluent87
5.1.2 网格导入88
5.1.3 网格质量检查88
5.1.4 显示网格89
5.1.5 修改网格90
5.1.6 光顺网格与交换单元面93
5.1.7 项目保存94
5.2 设置求解器及操作条件94
5.2.1 求解器设置94
5.2.2 操作条件设置95
5.3 物理模型设定96
5.3.1 多相流模型96
5.3.2 能量方程97
5.3.3 湍流模型98
5.3.4 辐射模型100
5.3.5 组分输运和反应模型102
5.3.6 离散相模型103
5.3.7 凝固和熔化模型104
5.3.8 气动噪声模型104
5.4 材料性质设定105
5.4.1 物性参数105
5.4.2 参数设定106
5.5 边界条件设定108
5.5.1 边界条件分类108
5.5.2 边界条件设置109
5.5.3 常用边界条件类型111
5.6 求解控制参数设定127
5.6.1 求解方法设置127
5.6.2 松弛因子设置129
5.6.3 求解极限设置129
5.7 初始条件设定130
5.7.1 定义全局初始条件130
5.7.2 定义局部区域初始值131
5.8 求解设定132
5.8.1 求解设置132
5.8.2 求解过程监视133
5.9 本章小结137
第6章 计算结果后处理138
6.1 Fluent的后处理功能138
6.1.1 创建表面138
6.1.2 图形及可视化技术139
6.1.3 动画技术142
6.2 CFD-Post后处理器143
6.2.1 启动后处理器143
6.2.2 工作界面143
6.2.3 创建位置144
6.2.4 创建对象154
6.2.5 创建数据159
6.3 本章小结160
第7章 稳态和非稳态模拟实例161
7.1 管内稳态流动161
7.1.1 案例介绍161
7.1.2 启动Fluent并导入网格162
7.1.3 定义求解器163
7.1.4 定义模型163
7.1.5 设置材料164
7.1.6 边界条件164
7.1.7 设置计算域165
7.1.8 求解控制166
7.1.9 初始条件166
7.1.10 求解过程监视167
7.1.11 计算求解167
7.1.12 结果后处理168
7.2 喷嘴内瞬态流动169
7.2.1 案例介绍169
7.2.2 启动Fluent并导入网格169
7.2.3 定义求解器170
7.2.4 定义模型171
7.2.5 设置材料171
7.2.6 边界条件172
7.2.7 求解控制173
7.2.8 初始条件173
7.2.9 求解过程监视174
7.2.10 网格自适应174
7.2.11 计算求解175
7.2.12 结果后处理175
7.2.13 瞬态计算177
7.2.14 瞬态计算结果177
7.3 本章小结179
第8章 内部流动分析实例180
8.1 圆管内气体的流动180
8.1.1 案例介绍180
8.1.2 启动Fluent并导入网格181
8.1.3 定义求解器181
8.1.4 定义模型182
8.1.5 设置材料182
8.1.6 边界条件183
8.1.7 求解控制183
8.1.8 初始条件184
8.1.9 求解过程监视184
8.1.10 计算求解185
8.1.11 结果后处理185
8.2 三通内水的流动187
8.2.1 案例介绍187
8.2.2 启动Fluent并导入网格187
8.2.3 定义求解器188
8.2.4 定义模型188
8.2.5 设置材料189
8.2.6 设置区域条件190
8.2.7 边界条件190
8.2.8 求解控制192
8.2.9 初始条件192
8.2.10 求解过程监视193
8.2.11 计算求解194
8.2.12 结果后处理194
8.3 本章小结196
第9章 外部流动分析实例197
9.1 圆柱绕流197
9.1.1 案例介绍197
9.1.2 启动Fluent并导入网格198
9.1.3 定义求解器199
9.1.4 定义模型199
9.1.5 设置材料199
9.1.6 边界条件200
9.1.7 求解控制201
9.1.8 初始条件201
9.1.9 求解过程监视201
9.1.10 计算求解202
9.1.11 结果后处理203
9.1.12 定义求解器修改204
9.1.13 求解控制修改204
9.1.14 计算求解205
9.1.15 求解控制修改205
9.1.16 计算求解205
9.1.17 结果后处理205
9.2 机翼超音速流动207
9.2.1 案例介绍207
9.2.2 启动Fluent并导入网格207
9.2.3 定义求解器208
9.2.4 定义模型208
9.2.5 设置材料209
9.2.6 边界条件209
9.2.7 求解控制210
9.2.8 初始条件210
9.2.9 求解过程监视211
9.2.10 计算求解211
9.2.11 结果后处理213
9.3 本章小结216
0章 多相流分析实例217
10.1 自由表面流动217
10.1.1 案例介绍217
10.1.2 启动Fluent并导入网格218
10.1.3 定义求解器219
10.1.4 定义湍流模型219
10.1.5 设置材料220
10.1.6 定义多相流模型220
10.1.7 求解控制221
10.1.8 初始条件222
10.1.9 求解过程监视222
10.1.10 动画设置223
10.1.11 计算求解224
10.1.12 结果后处理224
10.2 水罐内多相流动225
10.2.1 案例介绍225
10.2.2 启动Fluent并导入网格226
10.2.3 定义求解器227
10.2.4 定义湍流模型227
10.2.5 设置材料228
10.2.6 定义多相流模型228
10.2.7 边界条件230
10.2.8 求解控制231
10.2.9 初始条件232
10.2.10 计算结果输出设置233
10.2.11 定义计算活动233
10.2.12 求解过程监视234
10.2.13 动画设置234
10.2.14 计算求解236
10.2.15 结果后处理236
10.3 本章小结236
1章 离散相分析实例237
11.1 反应器内粒子流动237
11.1.1 案例介绍237
11.1.2 启动Fluent并导入网格238
11.1.3 定义求解器238
11.1.4 定义湍流模型239
11.1.5 边界条件239
11.1.6 定义离散相模型240
11.1.7 修改边界条件242
11.1.8 设置材料242
11.1.9 求解控制243
11.1.10 初始条件243
11.1.11 求解过程监视244
11.1.12 计算求解244
11.1.13 结果后处理245
11.2 喷嘴内粒子流动246
11.2.1 案例介绍246
11.2.2 启动Fluent并导入网格246
11.2.3 定义求解器247
11.2.4 定义模型248
11.2.5 设置材料248
11.2.6 边界条件249
11.2.7 求解控制252
11.2.8 初始条件252
11.2.9 求解过程监视252
11.2.10 计算求解253
11.2.11 结果后处理253
11.2.12 定义离散相模型256
11.2.13 修改材料设置257
11.2.14 计算求解258
11.2.15 结果后处理258
11.3 本章小结259
2章 传热流动分析实例260
12.1 芯片传热分析260
12.1.1 案例介绍260
12.1.2 启动Fluent并导入网格261
12.1.3 定义求解器261
12.1.4 定义模型262
12.1.5 设置材料262
12.1.6 设置区域条件263
12.1.7 边界条件264
12.1.8 求解控制266
12.1.9 初始条件266
12.1.10 求解过程监视267
12.1.11 计算求解268
12.1.12 结果后处理268
12.1.13 网格自适应270
12.1.14 计算求解272
12.1.15 结果后处理272
12.2 车灯传热分析274
12.2.1 案例介绍274
12.2.2 启动Fluent并导入网格275
12.2.3 定义求解器276
12.2.4 定义模型276
12.2.5 设置材料276
12.2.6 设置区域条件278
12.2.7 边界条件279
12.2.8 求解控制283
12.2.9 初始条件283
12.2.10 求解过程监视284
12.2.11 计算求解286
12.2.12 结果后处理287
12.3 本章小结288
3章 多孔介质和气动噪声分析实例289
13.1 催化转换器内多孔介质流动289
13.1.1 案例介绍289
13.1.2 启动Fluent并导入网格290
13.1.3 定义求解器291
13.1.4 定义湍流模型291
13.1.5 设置材料292
13.1.6 设置计算域292
13.1.7 边界条件293
13.1.8 求解控制294
13.1.9 初始条件295
13.1.10 求解过程监视295
13.1.11 计算求解296
13.1.12 结果后处理296
13.2 圆柱外气动噪声模拟300
13.2.1 案例介绍300
13.2.2 启动Fluent并导入网格300
13.2.3 定义求解器301
13.2.4 定义湍流模型302
13.2.5 设置材料302
13.2.6 边界条件303
13.2.7 求解控制304
13.2.8 初始条件304
13.2.9 求解过程监视305
13.2.10 计算求解306
13.2.11 定义声学模型306
13.2.12 计算求解307
13.2.13 结果后处理307
13.3 本章小结309
4章 化学反应分析实例310
14.1 多相流燃烧模拟310
14.1.1 案例介绍310
14.1.2 启动Fluent并导入网格311
14.1.3 定义求解器311
14.1.4 定义湍流模型312
14.1.5 定义多相流模型312
14.1.6 定义多组分模型313
14.1.7 设置材料313
14.1.8 导入UDF文件319
14.1.9 边界条件321
14.1.10 求解控制322
14.1.11 初始条件323
14.1.12 求解过程监视323
14.1.13 计算求解324
14.1.14 结果后处理324
14.2 表面化学反应模拟326
14.2.1 案例介绍326
14.2.2 启动Fluent并导入网格326
14.2.3 定义求解器327
14.2.4 定义能量模型328
14.2.5 定义多组分模型328
14.2.6 设置材料329
14.2.7 边界条件332
14.2.8 求解控制336
14.2.9 初始条件336
14.2.10 求解过程监视337
14.2.11 计算求解337
14.2.12 结果后处理337
14.3 本章小结340
5章 动网格分析实例341
15.1 理论基础341
15.1.1 基本思路341
15.1.2 基本设置342
15.2 阀门运动343
15.2.1 案例介绍344
15.2.2 启动Fluent并导入网格344
15.2.3 定义求解器345
15.2.4 定义模型345
15.2.5 设置材料346
15.2.6 边界条件346
15.2.7 设置分界面347
15.2.8 动网格设置348
15.2.9 求解控制350
15.2.10 初始条件351
15.2.11 求解过程监视351
15.2.12 计算求解352
15.2.13 结果后处理352
15.3 风力涡轮机分析1353
15.3.1 案例介绍353
15.3.2 启动Fluent并导入网格354
15.3.3 定义求解器354
15.3.4 定义模型355
15.3.5 设置材料355
15.3.6 边界条件356
15.3.7 设置分界面357
15.3.8 动网格设置358
15.3.9 求解控制359
15.3.10 初始条件360
15.3.11 求解过程监视360
15.3.12 计算结果输出设置360
15.3.13 计算求解361
15.3.14 结果后处理361
15.4 风力涡轮机分析2362
15.4.1 定义求解器362
15.4.2 动网格设置362
15.4.3 动画设置364
15.4.4 计算求解365
15.4.5 结果后处理365
15.5 本章小结365
6章 Fluent在Workbench中的应用366
16.1 圆管内气体的流动366
16.1.1 案例介绍366
16.1.2 启动Workbench并建立分析
项目366
16.1.3 导入几何体367
16.1.4 划分网格368
16.1.5 定义模型371
16.1.6 边界条件371
16.1.7 求解控制372
16.1.8 初始条件372
16.1.9 求解过程监视373
16.1.10 计算求解373
16.1.11 结果后处理373
16.1.12 保存与退出375
16.2 三通内气体的流动375
16.2.1 案例介绍375
16.2.2 启动Workbench并建立分析
项目376
16.2.3 导入几何体376
16.2.4 划分网格377
16.2.5 定义模型380
16.2.6 边界条件380
16.2.7 求解控制381
16.2.8 初始条件381
16.2.9 求解过程监视382
16.2.10 计算求解382
16.2.11 结果后处理383
16.2.12 保存与退出385
16.3 探头外空气流动385
16.3.1 案例介绍385
16.3.2 启动Workbench并建立分析
项目385
16.3.3 导入几何体386
16.3.4 划分网格386
16.3.5 定义模型388
16.3.6 边界条件389
16.3.7 求解控制389
16.3.8 初始条件390
16.3.9 求解过程监视390
16.3.10 计算求解391
16.3.11 结果后处理391
16.3.12 保存与退出393
16.4 本章小结393
参考文献394
内容摘要
全书共分为16章，由浅入深地讲解Fluent仿真计算的各种功能，从几何建模到网格划分，从计算求解到结果后处理，通过大量实例系统地介绍Fluent 19.0的使用方法，具体内容包括计算流体的基础理论与方法、创建几何模型、划分网格、Fluent求解设置、后处理等。本书针对每个Fluent可以解决的流体仿真计算问题进行详细讲解，并辅以相应的实例，使读者能够快速、熟练、深入地掌握Fluent软件的工作流程和计算方法。
本书结构严谨、条理清晰、重点突出，很好适合广大Fluent初、中级读者学习使用，也可作为大中专院校、社会培训机构的教材以及工程技术人员的参考用书。
主编推荐
本书由浅入深地介绍了Fluent 19.0的使用方法及流体计算的各种功能，包括计算流体的基础理论与方法、创建几何模型、网格划分、Fluent求解设置以及后处理等内容。
针对每个Fluent可以解决的流体仿真计算问题都辅以相应的实例来讲解，并给出详细的流体模拟计算的各个步骤，读者通过这些实例的学习，既能够快速、熟练、深入地掌握Fluent软件的使用，也能够掌握Fluent在实际工程中的工作流程和计算方法。
精彩内容
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工程问题，都可以用Fluent进行求解。Fluent 19.0是目前ANSYS公司推出的最新版本。
Fluent具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面有着广泛的应用。例如，在石油天然气工业上的应用包括燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚集、多相流、管道流动等。
Fluent可计算的物理问题包括可压与不可压流体、耦合传热、热辐射、多相流、粒子输送过程、化学反应和燃烧问题，还拥有诸如气蚀、凝固、沸腾、多孔介质、相间传质、非牛顿流、喷雾干燥、动静干涉、真实气体等大批复杂现象的使用模型。
一、本书特点
本书由从事多年Fluent工作的一线从业人员编写。在编写的过程中，不仅注重绘图技巧的介绍，还将重点讲解Fluent和工程实际的关系。本书主要有以下几个特色。
?基础和实例讲解并重。本书既可作为Fluent初学者的学习教材，又可作为对Fluent有一定基础的用户制定工程问题分析方案、精通不错前后处理与求解技术的参考书。
?内容详略得当。本书将编者10多年的CFD经验结合Fluent软件的各功能，从点到面，详细地讲解给读者。
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