本書以有限體積分析法（又稱為控制容積法）為基礎(chǔ)，結(jié)合作者多年的使用和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，通過豐富的工程實(shí)例詳細(xì)介紹ANSYS FLUENT 16.0在各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
全書分為基礎(chǔ)和實(shí)例兩個(gè)部分，共16章�；A(chǔ)部分詳細(xì)介紹了流體力學(xué)的相關(guān)理論基礎(chǔ)知識(shí)和ANSYS FLUENT 16.0軟件，包括FLUENT軟件、前處理、后處理、常用的邊界條件等內(nèi)容；實(shí)例部分包括導(dǎo)熱問題、流體流動(dòng)與傳熱、自然對流與輻射換熱、凝固和融化過程、多相流模型、離散相、組分傳輸與氣體燃燒、動(dòng)網(wǎng)格問題、多孔介質(zhì)內(nèi)部流動(dòng)與換熱、UDF基礎(chǔ)應(yīng)用和燃料電池問題等的數(shù)值模擬。本書每個(gè)實(shí)例都有詳細(xì)的說明和操作步驟，讀者只需按書中的方法和步驟進(jìn)行軟件操作，即可完成一個(gè)具體問題的數(shù)值模擬和分析，進(jìn)而逐步學(xué)會(huì)ANSYS FLUENT 16.0軟件的使用。本書光盤配有書中實(shí)例的幾何模型以及實(shí)例的網(wǎng)格模型，方便讀者查閱。
本書內(nèi)容翔實(shí)，既可以作為動(dòng)力、能源、水利、航空、冶金、海洋、環(huán)境、氣象、流體工程等專業(yè)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考用書，也可以作為高等院校相關(guān)專業(yè)高年級本科生、研究生的學(xué)習(xí)用書。
·本書以FLUENT 16.0版本為基礎(chǔ)，其操作界面與老版本有較大不同，因此對新版本的操作界面進(jìn)行了詳細(xì)的說明，使讀者能較快地掌握新版本的特點(diǎn)。
·通過本書的學(xué)習(xí)，讀者可以在較短時(shí)間內(nèi)掌握FLUENT 16.0的學(xué)習(xí)要領(lǐng)和詳細(xì)的操作步驟。各章所用到的實(shí)例可從配套DVD光盤中找到。
·本書內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)清晰，所有案例均經(jīng)過精心設(shè)計(jì)與篩選，代表性強(qiáng)，并且每個(gè)案例都通過用戶圖形交互界面進(jìn)行全過程操作。
·本書主要目的不是為了求解多么復(fù)雜的物理問題，而是為了讓讀者學(xué)習(xí)FLUENT軟件的求解思路，強(qiáng)調(diào)實(shí)用性，比如導(dǎo)熱問題的數(shù)值模擬，其求解過程并不復(fù)雜，以往的書籍很少有涉及，但實(shí)際工程中卻有廣泛的應(yīng)用。
唐家鵬，精通Fluent流體分析軟件、Ansys有限元分析軟件以及AutoCAD、Solidworks、UG等機(jī)械設(shè)計(jì)軟件。在國內(nèi)外期刊發(fā)表論文多篇.
目 錄
第1章 流體力學(xué)與計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ) 1
1．1 流體力學(xué)基礎(chǔ) 1
1．1．1 流體力學(xué)概述 1
1．1．2 連續(xù)介質(zhì)模型 3
1．1．3 流體的基本概念及性質(zhì) 3
1．1．4 流體流動(dòng)分類 11
1．1．5 流體流動(dòng)描述的方法 14
1．1．6 流體力學(xué)基本方程組 15
1．1．7 湍流模型 29
1．2 計(jì)算流體力學(xué)（CFD）基礎(chǔ) 37
1．2．1 CFD概述 37
1．2．2 CFD求解力學(xué)問題的過程 38
1．2．3 CFD數(shù)值模擬方法和分類 40
1．2．4 有限體積法計(jì)算區(qū)域的離散 42
1．2．5 有限體積法控制方程的離散 42
1．2．6 CFD常用算法 50
1．2．7 計(jì)算域網(wǎng)格生成技術(shù) 61
1．3 CFD軟件的構(gòu)成 62
1．3．1 前處理器 63
1．3．2 求解器 63
1．3．3 后處理器 63
1．4 常用的商業(yè)CFD軟件 64
1．4．1 Phoenics軟件 64
1．4．2 STAR-CD軟件 64
1．4．3 ANSYS CFX軟件 65
1．4．4 ANSYS FLUENT軟件 66
1．5 本章小結(jié) 66
第2章 FLUENT軟件介紹 67
2．1 FLUENT軟件特點(diǎn)簡介 67
2．1．1 網(wǎng)格技術(shù) 68
2．1．2 數(shù)值技術(shù) 69
2．1．3 物理模型 70
2．1．4 FLUENT的獨(dú)有特點(diǎn) 71
2．1．5 FLUENT系列軟件簡介 72
2．2 FLUENT 16．0的新特性 73
2．2．1 新的操作界面 73
2．2．2 功能上的改進(jìn) 73
2．3 FLUENT 16．0的功能模塊 74
2．4 FLUENT與ANSYS Workbench 75
2．4．1 ANSYS Workbench簡介 75
2．4．2 ANSYS Workbench的操作界面 76
2．4．3 在ANSYS Workbench中打開FLUENT 77
2．5 FLUENT 16．0的基本操作 78
2．5．1 啟動(dòng)FLUENT主程序 78
2．5．2 FLUENT主界面 79
2．5．3 FLUENT讀入網(wǎng)格 79
2．5．4 檢查網(wǎng)格 80
2．5．5 選擇基本物理模型 80
2．5．6 設(shè)置材料屬性 81
2．5．7 相的定義 81
2．5．8 設(shè)置計(jì)算區(qū)域條件 82
2．5．9 設(shè)置邊界條件 82
2．5．10 設(shè)置動(dòng)網(wǎng)格 83
2．5．11 設(shè)置參考值 83
2．5．12 設(shè)置算法及離散格式 83
2．5．13 設(shè)置求解參數(shù) 84
2．5．14 設(shè)置監(jiān)視窗口 84
2．5．15 初始化流場 84
2．5．16 與運(yùn)行計(jì)算相關(guān)的設(shè)置 85
2．5．17 保存結(jié)果 86
2．6 FLUENT的一個(gè)簡單實(shí)例 86
2．7 本章小結(jié) 93
第3章 前處理方法 94
3．1 常用前處理軟件 94
3．1．1 Gambit 94
3．1．2 ANSYS ICEM CFD 95
3．1．3 TGrid 95
3．1．4 GridPro 96
3．1．5 Gridgen簡介 96
3．2 Gambit的應(yīng)用 97
3．2．1 Gambit的基本功能 97
3．2．2 Gambit的基本用法 99
3．2．3 Gambit生成網(wǎng)格文件的操作步驟 107
3．2．4 Gambit應(yīng)用實(shí)例 108
3．3 ANSYS ICEM CFD 16．0的應(yīng)用 113
3．3．1 ANSYS ICEM CFD的基本功能 113
3．3．2 ANSYS ICEM CFD 16．0的操作界面 116
3．3．3 ANSYS ICEM CFD 16．0的文件系統(tǒng) 117
3．3．4 ANSYS ICEM CFD 16．0的操作步驟 117
3．3．5 ANSYS ICEM CFD 16．0應(yīng)用實(shí)例 119
3．4 本章小結(jié) 127
第4章 后處理方法 128
4．1 FLUENT內(nèi)置后處理方法 128
4．1．1 創(chuàng)建面 129
4．1．2 顯示及著色處理 129
4．1．3 曲線繪制功能 135
4．1．4 通量報(bào)告和積分計(jì)算 136
4．2 Workbench CFD-Post通用后處理器 138
4．2．1 啟動(dòng)CFD-Post 139
4．2．2 創(chuàng)建位置 140
4．2．3 顏色、渲染和視圖 142
4．2．4 矢量圖、云圖及流線圖的繪制 142
4．2．5 其他圖形功能 144
4．2．6 變量列表與表達(dá)式列表 145
4．2．7 創(chuàng)建表格和圖表 147
4．2．8 制作報(bào)告 149
4．2．9 動(dòng)畫制作 151
4．2．10 其他工具 151
4．2．11 多文件模式 152
4．3 Tecplot的用法 153
4．3．1 概述 153
4．3．2 Tecplot基本功能介紹 154
4．3．3 Tecplot用法簡介 160
4．3．4 Tecplot讀取FLUENT文件的方法 172
4．4 本章小結(jié) 173
第5章 FLUENT中常用的邊界條件 174
5．1 FLUENT中邊界條件的分類 174
5．2 邊界條件設(shè)置及操作方法 174
5．2．1 邊界條件的設(shè)置 175
5．2．2 邊界條件的修改 175
5．2．3 邊界條件的復(fù)制 175
5．2．4 邊界的重命名 176
5．3 FLUENT中流動(dòng)出入口邊界條件及參數(shù)確定 176
5．3．1 用輪廓指定湍流參量 177
5．3．2 湍流參量的估算 177
5．4 FLUENT中常用的邊界條件 179
5．4．1 壓力入口邊界條件 179
5．4．2 速度入口邊界條件 182
5．4．3 質(zhì)量入口邊界條件 183
5．4．4 進(jìn)風(fēng)口邊界條件 185
5．4．5 進(jìn)氣扇邊界條件 185
5．4．6 壓力出口邊界條件 186
5．4．7 壓力遠(yuǎn)場邊界條件 187
5．4．8 出風(fēng)口邊界條件 188
5．4．9 排氣扇邊界條件 189
5．4．10 壁面邊界條件 190
5．4．11 對稱邊界條件 195
5．4．12 周期性邊界條件 196
5．4．13 流體區(qū)域條件 197
5．4．14 固體區(qū)域條件 198
5．4．15 出流邊界條件 199
5．4．16 其他邊界條件 200
5．5 本章小結(jié) 200
第6章 導(dǎo)熱問題的數(shù)值模擬 201
6．1 導(dǎo)熱問題分析概述 201
6．2 有內(nèi)熱源的導(dǎo)熱問題的數(shù)值模擬 202
6．2．1 案例簡介 202
6．2．2 FLUENT中求解計(jì)算 202
6．2．3 計(jì)算結(jié)果后處理 209
6．2．4 保存數(shù)據(jù)并退出 211
6．3 鋼球非穩(wěn)態(tài)冷卻過程的數(shù)值模擬 211
6．3．1 案例簡介 211
6．3．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 212
6．3．3 求解計(jì)算 214
6．3．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 219
6．4 本章小結(jié) 221
第7章 流體流動(dòng)與傳熱的數(shù)值模擬 222
7．1 流體流動(dòng)與傳熱概述 222
7．2 引射器內(nèi)流場數(shù)值模擬 224
7．2．1 案例簡介 224
7．2．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 224
7．2．3 求解計(jì)算 228
7．2．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 230
7．3 扇形教室空調(diào)通風(fēng)的數(shù)值模擬 232
7．3．1 案例簡介 232
7．3．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 232
7．3．3 求解計(jì)算 237
7．3．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 238
7．4 地埋管流固耦合換熱的數(shù)值模擬 240
7．4．1 案例簡介 240
7．4．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 240
7．4．3 流場求解計(jì)算 245
7．4．4 溫度場求解計(jì)算設(shè)置 246
7．4．5 溫度場求解計(jì)算 248
7．4．6 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 249
7．5 圓柱繞流流場的數(shù)值模擬 251
7．5．1 案例簡介 251
7．5．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 251
7．5．3 求解計(jì)算 254
7．5．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 256
7．6 二維離心泵葉輪內(nèi)流場數(shù)值模擬 258
7．6．1 案例簡介 258
7．6．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 258
7．6．3 求解計(jì)算 262
7．6．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 264
7．7 本章小結(jié) 267
第8章 自然對流與輻射換熱的數(shù)值模擬 268
8．1 自然對流與輻射換熱概述 268
8．2 相連方腔內(nèi)自然對流換熱的數(shù)值模擬 270
8．2．1 案例簡介 270
8．2．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 270
8．2．3 求解計(jì)算 273
8．2．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 275
8．3 煙道內(nèi)煙氣對流輻射換熱的數(shù)值模擬 279
8．3．1 案例簡介 279
8．3．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 280
8．3．3 求解計(jì)算 287
8．3．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 289
8．4 室內(nèi)通風(fēng)問題的計(jì)算實(shí)例 292
8．4．1 案例簡介 292
8．4．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 292
8．4．3 求解計(jì)算 303
8．4．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 305
8．5 本章小結(jié) 308
第9章 凝固和融化過程的數(shù)值模擬 309
9．1 凝固和融化模型概述 309
9．2 冰融化過程的數(shù)值模擬 310
9．2．1 案例簡介 310
9．2．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 310
9．2．3 求解計(jì)算 314
9．2．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 317
9．3 本章小結(jié) 318
第10章 多相流模型的數(shù)值模擬 319
10．1 多相流概述 319
10．2 孔口自由出流的數(shù)值模擬 321
10．2．1 案例簡介 321
10．2．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 322
10．2．3 求解計(jì)算 326
10．2．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 330
10．3 水中氣泡上升過程的數(shù)值模擬 333
10．3．1 案例簡介 333
10．3．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 334
10．3．3 求解計(jì)算 338
10．3．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 341
10．4 水流對沙灘沖刷過程的數(shù)值模擬 343
10．4．1 案例簡介 343
10．4．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 344
10．4．3 求解計(jì)算 349
10．4．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 352
10．5 氣穴現(xiàn)象的數(shù)值模擬 354
10．5．1 案例簡介 354
10．5．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 354
10．5．3 求解計(jì)算 359
10．5．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 361
10．6 液體燃料罐內(nèi)部擋流板對振蕩的影響模擬 362
10．6．1 實(shí)例描述 362
10．6．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 363
10．6．3 求解計(jì)算及后處理 367
10．7 本章小結(jié) 377
第11章 離散相的數(shù)值模擬 378
11．1 離散相模型概述 378
11．2 引射器離散相流場的數(shù)值模擬 379
11．2．1 案例簡介 379
11．2．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 379
11．2．3 求解計(jì)算 382
11．2．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 383
11．3 噴淋過程的數(shù)值模擬 385
11．3．1 案例簡介 385
11．3．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 386
11．3．3 求解計(jì)算 390
11．3．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 392
11．4 本章小結(jié) 394
第12章 組分傳輸與氣體燃燒的數(shù)值模擬 395
12．1 組分傳輸與氣體燃燒概述 395
12．2 室內(nèi)甲醛污染物濃度的數(shù)值模擬 397
12．2．1 案例簡介 397
12．2．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 398
12．2．3 求解計(jì)算 402
12．2．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 404
12．3 焦?fàn)t煤氣燃燒的數(shù)值模擬 405
12．3．1 案例簡介 405
12．3．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 406
12．3．3 求解計(jì)算 412
12．3．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 414
12．4 預(yù)混氣體化學(xué)反應(yīng)的模擬 416
12．4．1 案例簡介 416
12．4．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 416
12．4．3 求解計(jì)算及后處理 420
12．5 本章小結(jié) 426
第13章 動(dòng)網(wǎng)格問題的數(shù)值模擬 427
13．1 動(dòng)網(wǎng)格問題概述 427
13．2 兩車交會(huì)過程的數(shù)值模擬 428
13．2．1 案例簡介 428
13．2．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 429
13．2．3 求解計(jì)算 433
13．2．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 437
13．3 運(yùn)動(dòng)物體強(qiáng)制對流換熱的數(shù)值模擬 438
13．3．1 案例簡介 438
13．3．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 439
13．3．3 求解計(jì)算 444
13．3．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 447
13．4 雙葉輪旋轉(zhuǎn)流場的數(shù)值模擬 448
13．4．1 案例簡介 448
13．4．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 449
13．4．3 求解計(jì)算 453
13．4．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 456
13．5 單級軸流渦輪機(jī)模型內(nèi)部流場模擬 458
13．5．1 案例簡介 458
13．5．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 458
13．5．3 求解計(jì)算 466
13．5．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 469
13．6 本章小結(jié) 472
第14章 多孔介質(zhì)內(nèi)流動(dòng)與換熱的數(shù)值模擬 473
14．1 多孔介質(zhì)模型概述 473
14．2 多孔燒結(jié)礦內(nèi)部流動(dòng)換熱的數(shù)值模擬 474
14．2．1 案例簡介 474
14．2．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 474
14．2．3 求解計(jì)算 477
14．2．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 481
14．3 三維多孔介質(zhì)內(nèi)部流動(dòng)的數(shù)值模擬 483
14．3．1 案例簡介 483
14．3．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 483
14．3．3 求解計(jì)算 487
14．3．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 488
14．4 催化轉(zhuǎn)換器內(nèi)部流動(dòng)的數(shù)值模擬 490
14．4．1 案例簡介 490
14．4．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 491
14．4．3 求解計(jì)算 495
14．4．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 497
14．5 本章小結(jié) 501
第15章 UDF基礎(chǔ)應(yīng)用 502
15．1 UDF介紹 502
15．1．1 UDF的基本功能 502
15．1．2 UDF編寫基礎(chǔ) 503
15．1．3 UDF中的C語言基礎(chǔ) 504
15．2 利用UDF自定義物性參數(shù) 507
15．2．1 案例簡介 507
15．2．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 508
15．2．3 求解計(jì)算 512
15．2．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 513
15．3 利用UDF求解多孔介質(zhì)問題 514
15．3．1 案例簡介 514
15．3．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 514
15．3．3 求解計(jì)算 518
15．3．4 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 518
15．4 水中落物的數(shù)值模擬 519
15．4．1 案例簡介 519
15．4．2 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 519
15．4．3 求解計(jì)算 527
15．5 本章小結(jié) 532
第16章 燃料電池問題模擬 533
16．1 單直通道逆流PEM燃料電池 533
16．1．1 案例簡介 533
16．1．2 GAMBIT建�！�534
16．1．3 FLUENT求解計(jì)算設(shè)置 537
16．1．4 求解計(jì)算 540
16．1．5 計(jì)算結(jié)果后處理及分析 542
16．2 本章小結(jié) 545
附錄1 UDF宏簡列 546
附錄2 UDF宏具體解釋 547
附錄2．1 通用宏及其定義的函數(shù) 547
附錄2．2 離散相模型宏及其定義的函數(shù) 549
附錄2．3 多相模型的宏及其定義的函數(shù) 551
附錄3 UDF的部分常用函數(shù) 552
參考文獻(xiàn) 555
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