本書以大量實例詳細描述了ANSYSFluent軟件在工程流體仿真計算中的應(yīng)用過程,內(nèi)容涵蓋常規(guī)流動計算、傳熱計算、邊界運動模擬、多相流計算、反應(yīng)流與燃燒計算以及流固熱耦合計算等方面。通過詳盡的仿真實例操作描述,使讀者可以快速掌握Fluent軟件應(yīng)用于工程問題的一般流程。書中實例操作中一些關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置通常提供細節(jié)描述,讀者在學習過程中不僅可以了解參數(shù)如何設(shè)置,還能夠了解為何如此設(shè)置。本書配套有相關(guān)實例模型文件,讀者可以通過書中提供的鏈接下載使用,此外,讀者還可以通過書中提供的交流平臺與作者進行互動。本書可作為Fluent初學者快速入門資料,也適合于中高級使用者作為Fluent流體仿真參考。
適讀人群 :使用ANSYS Fluent軟件的高校師生以及廣大科研及工程技術(shù)人員 本書以ANSYS 19.0為依據(jù),匯集作者10余年的實踐經(jīng)驗,通過大量經(jīng)典案例詳細描述了ANSYS Fluent軟件在工程流體仿真計算中的實際應(yīng)用過程,助力讀者快速高效地將所學知識應(yīng)用到實際工作學習中。另外,本書還具有以下突出特色:
1.CAE大神流沙傾情之作。涵蓋熱、流、燃燒、化學、耦合、動網(wǎng)格等28個經(jīng)典案例,以及超過5G的配套資源。
2.幫助讀者實現(xiàn)從看起來懂到真懂了的跨越。內(nèi)容涵蓋重點參數(shù)的選取、特殊技巧的應(yīng)用、操作誤區(qū)的提示等,幫助讀者真正學通弄懂,有效鍛煉使用ANSYS Fluent軟件解決實際工程問題的實踐技能。
3.堅持讀者的閱讀體驗為首要原則。版式設(shè)計方面從章節(jié)名到實例步驟,再到知識拓展、難點解析、技巧應(yīng)用處處都體現(xiàn)著設(shè)計者的良苦用心。
本書中的實例文件保存在網(wǎng)盤中(鏈接:https://pan.baidu.com/s/1edEr_0wtihV1LfRAhPEyHQ 密碼:e8dl),讀者可自行下載。同時也歡迎讀者加入QQ 群(831446063)對本書中的內(nèi)容進行交流和探討。
ANSYS Fluent 是一款通用流體計算軟件,其提供了包含流體流動、傳熱、多相流、化學反應(yīng)及燃燒、動網(wǎng)格等眾多計算模型,目前被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。
作為一款通用軟件,F(xiàn)luent 在提供強大功能的同時,其復雜的軟件操作也對使用者提出了更高的要求。在產(chǎn)品開發(fā)周期越來越短的今天,過長的軟件學習周期對于產(chǎn)品開發(fā)人員來講無疑是難以接受的,如何快速地將Fluent 應(yīng)用于工程中,同時盡可能短地縮短其學習周期,對于工程技術(shù)人員來講是至關(guān)重要的。
“工欲善其事必先利其器”,想要快速地應(yīng)用工具而不被工具所累,使用者必須要做到了解工具、熟悉工具的使用原則,之后才能更有效地使用工具。然而在實際工程應(yīng)用中,人們對Fluent 的功能需求往往只是其中很少的一部分,確實沒有必要為了在某一領(lǐng)域使用Fluent 而去全面學習軟件的內(nèi)部原理以及所有的使用操作。那么應(yīng)該怎么做呢?
一個比較好的方法是做大量的標準實例,在做實例的過程中熟悉軟件的工作原理,熟悉利用Fluent 解決行業(yè)問題時的標準做法。本書基于此思路而寫,書中將物理問題進行分類,并針對每一類問題選擇多個有代表性的實例,每一個實例均包含了前后處理以及計算參數(shù)調(diào)整,同時對每一類問題均給出推薦的計算流程,相信經(jīng)過大量此類實例的練習,讀者能夠在盡可能短的時間內(nèi)掌握Fluent 的基本使用流程,并真正將其應(yīng)用于工程中。
本書的主要讀者對象為企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)人員、擁有流體力學背景的科研人員,以及對流體仿真感興趣的人員。
本書中的實例文件保存在網(wǎng)盤中(鏈接:https://pan.baidu.com/s/1edEr_0wtihV1LfRAhPEyHQ 密碼:e8dl),讀者可自行下載。同時也歡迎讀者加入QQ 群(831446063)對本書中的內(nèi)容進行交流和探討。
胡坤,機械設(shè)計及理論專業(yè)博士,西南石油大學機電工程學院碩士生導師。主要從事多相流理論研究及過程裝備研發(fā)教學工作,擁有10余年ANSYS CFD軟件應(yīng)用經(jīng)驗,熟悉ANSYS CFD軟件仿真流程定制及二次開發(fā),著有《ANSYS ICEM CFD工程實例詳解》《ANSYS CFD疑難問題實例詳解》等多本書籍。曾用網(wǎng)名“流沙CAE”,獨立運營同名新浪博客“流沙CAE”以及原創(chuàng)微信公眾號“CFD之道”,聚焦于CFD發(fā)展及應(yīng)用資訊、CFD理論解析、CFD軟件應(yīng)用技巧、CFD相關(guān)案例解析以及CFD編程定制等原創(chuàng)內(nèi)容的分享,廣受3萬+專業(yè)粉絲的高度認可。
前 言
第1 章 ANSYS Fluent 基礎(chǔ)
1.1 ANSYS Fluent 簡介
1.2 Fluent 基本使用流程
1.3 Fluent 操作流程示例
1.3.1 實例描述
1.3.2 Fluent 前處理
1.3.3 計算后處理
第2 章 流動問題計算
2.1 【實例1】層流圓管流動
2.1.1 實例描述
2.1.2 幾何創(chuàng)建
2.1.3 網(wǎng)格劃分
2.1.4 Fluent 設(shè)置
2.1.5 計算后處理
2.1.6 計算結(jié)果驗證
2.1.7 湍流計算
2.1.8 實例小結(jié)
2.2 【實例2】NACA0012 翼型風洞模型計算
2.2.1 實例描述
2.2.2 幾何創(chuàng)建
2.2.3 網(wǎng)格劃分
2.2.4 Fluent 設(shè)置
2.2.5 計算后處理
2.2.6 計算結(jié)果驗證
2.3 【實例3】三維機翼跨音速流動計算
2.3.1 問題描述
2.3.2 幾何模型
2.3.3 網(wǎng)格劃分
2.3.4 Fluent 設(shè)置
2.3.5 計算后處理
2.4 【實例4】轉(zhuǎn)捩流動
2.4.1 問題描述
2.4.2 Fluent 設(shè)置
2.4.3 計算后處理
2.5 【實例5】血管內(nèi)血液流動
2.5.1 問題描述
2.5.2 幾何模型
2.5.3 劃分網(wǎng)格
2.5.4 Fluent 設(shè)置
2.5.5 計算后處理
2.6 【實例6】多孔介質(zhì)流動計算
2.6.1 問題描述
2.6.2 Fluent 設(shè)置
2.6.3 計算后處理
第3 章 傳熱計算
3.1 【實例1】固體熱傳導計算實例
3.1.1 幾何模型
3.1.2 網(wǎng)格劃分
3.1.3 Fluent 設(shè)置
3.1.4 后處理
3.2 【實例2】管內(nèi)自然對流換熱
3.2.1 實例描述
3.2.2 幾何建模
3.2.3 網(wǎng)格劃分
3.2.4 Fluent 設(shè)置
3.2.5 計算后處理
3.3 【實例3】空腔自然對流換熱
3.3.1 問題描述
3.3.2 建模及網(wǎng)格
3.3.3 Fluent 設(shè)置
3.3.4 計算后處理
3.4 【實例4】管式換熱器強制對流換熱
3.4.1 實例描述
3.4.2 創(chuàng)建幾何
3.4.3 劃分網(wǎng)格
3.4.4 Fluent 設(shè)置
3.4.5 計算后處理
3.5 【實例5】散熱器
3.5.1 實例描述
3.5.2 Fluent 設(shè)置
3.5.3 計算后處理
3.5.4 修改模型
3.5.5 總結(jié)
3.6 【實例6】熱輻射
3.6.1 簡介
3.6.2 實例描述
3.6.3 Fluent 設(shè)置
3.6.4 計算結(jié)果
第4 章 運動部件計算
4.1 【實例1】垂直軸風力機
4.1.1 問題描述
4.1.2 幾何與網(wǎng)格
4.1.3 Fluent 設(shè)置
4.1.4 計算后處理
4.2 【實例2】滑移網(wǎng)格模型實例
4.3 【實例3】動網(wǎng)格模型實例
4.3.1 幾何模型
4.3.2 網(wǎng)格劃分
4.3.3 UDF 準備
4.3.4 Fluent 設(shè)置
4.3.5 計算后處理
4.4 【實例4】重疊網(wǎng)格實例
4.4.1 實例描述
4.4.2 幾何準備
4.4.3 網(wǎng)格劃分
4.4.4 定義區(qū)域運動
4.4.5 Fluent 設(shè)置
4.4.6 計算后處理
第5 章 多相流計算
5.1 【實例1】波浪模擬
5.1.1 模型描述
5.1.2 幾何模型
5.1.3 網(wǎng)格劃分
5.1.4 Fluent 設(shè)置
5.2 【實例2】抽水馬桶
5.2.1 實例描述
5.2.2 幾何模型
5.2.3 網(wǎng)格劃分
5.2.4 Fluent 設(shè)置
5.3 【實例3】離心泵空化計算
5.3.1 實例描述
5.3.2 Fluent 設(shè)置
5.3.3 計算后處理
5.4 【實例4】沖蝕
5.4.1 簡介
5.4.2 問題描述
5.4.3 Fluent 設(shè)置
5.4.4 計算后處理
5.5 【實例5】流化床
5.5.1 引言
5.5.2 問題描述
5.5.3 前期準備
5.5.4 Fluent 前處理
第6 章 反應(yīng)流計算
6.1 【實例1】引擎著火導致氣體擴散
6.1.1 問題描述
6.1.2 Fluent 前處理
6.1.3 計算后處理
6.2 【 實例2】錐形燃燒器燃燒模擬(有限速率模型)
6.2.1 實例簡介
6.2.2 問題描述
6.2.3 Fluent 前處理
6.2.4 計算后處理
6.3 【 實例3】錐形燃燒器燃燒模擬(Zimount 預混模型)
6.3.1 實例概述
6.3.2 Fluent 前處理
6.3.3 計算后處理
第7 章 耦合場計算
7.1 【實例1】流體域中擋板受力計算
7.1.1 實例描述
7.1.2 幾何模型
7.1.3 流體模塊設(shè)置
7.1.4 固體模塊設(shè)置
7.2 【實例2】流體域中柔性擋板受力
7.2.1 計算流程
7.2.2 幾何模型
7.2.3 流體網(wǎng)格生成
7.2.4 Fluent 設(shè)置
7.2.5 固體模塊設(shè)置
7.2.6 System Coupling 設(shè)置
7.2.7 計算后處理
7.3 【實例3】流致振動計算
7.3.1 實例描述
7.3.2 幾何模型
7.3.3 網(wǎng)格劃分
7.3.4 Fluent 設(shè)置
7.3.5 Mechanical 模塊設(shè)置
7.3.6 System Coupling 模塊設(shè)置
7.3.7 計算后處理
7.4 【實例4】共軛傳熱計算
7.4.1 實例描述
7.4.2 導入幾何
7.4.3 劃分網(wǎng)格
7.4.4 Fluent 設(shè)置
7.4.5 計算后處理