本書全面介紹了FLUENT 14.5流場分析的各種功能和基本操作方法。全書共分為12章，分別介紹了流體力學基礎(chǔ)、GAMBIT基礎(chǔ)知識、FLUENT基礎(chǔ)知識、Tecplot軟件、二維流動和傳熱的數(shù)值模擬、三維流動和傳熱的數(shù)值模擬、湍流模型模擬、多相流模型模擬、滑移網(wǎng)格模型模擬、動網(wǎng)格模型模擬、組分傳輸與氣體燃燒的模擬和UDF使用等知識。
全書實例豐富，講解精辟。隨書光盤包含全書所有實例的源文件和操作過程的講解視頻，可以幫助讀者方便地學習本書。
本書適合用作科研院所流體力學研究人員、流體力學相關(guān)專業(yè)碩博士研究生及流體力學相關(guān)專業(yè)本科高年級學生的自學指導書或參考用書。
前言
第1章 流體力學基礎(chǔ) 1
1.1 流體力學基本概念 2
1.1.1 連續(xù)介質(zhì)模型 2
1.1.2 流體的基本性質(zhì) 2
1.1.3 作用在流體上的力 4
1.1.4 流動分析基礎(chǔ) 4
1.2 流體運動的基本概念 5
1.3 流體流動及傳熱的基本控制方程 8
1.4 邊界層理論 10
第2章 GAMBIT基礎(chǔ)知識 12
2.1 CFD軟件概述 13
2.2 FLUENT軟件包概述 16
2.3 計算網(wǎng)絡(luò) 18
2.3.1 網(wǎng)格類型 19
2.3.2 網(wǎng)格類型的選擇 21
2.3.3 網(wǎng)格質(zhì)量 21
2.4 GAMBIT功能簡介 22
2.4.1 GAMBIT的特點 23
2.4.2 GAMBIT的基本操作步驟 23
2.4.3 GAMBIT的啟動界面 24
2.4.4 GAMBIT的用戶操作界面 25
2.4.5 二維攪拌模型與網(wǎng)格劃分 29
2.4.6 三維氣體吸收塔模型與網(wǎng)格劃分 33
2.4.7 三管相貫?zāi)Ｐ团c網(wǎng)格劃分 37
第3章 FLUENT軟件的操作使用 43
3.1 FLUENT14.5求解器功能簡介 44
3.1.1 FLUENT 14.5求解步驟 44
3.1.2 FLUENT 14.5啟動界面 44
3.1.3 FLUENT 14.5圖形用戶界面 45
3.1.4 FLUENT 14.5文件讀寫 46
3.1.5 FLUENT 14.5對網(wǎng)格的基本操作 49
3.1.6 FLUENT 14.5基本計算模型 53
3.1.7 FLUENT 14.5求解器選擇 53
3.1.8 選擇FLUENT 14.5的運行環(huán)境 54
3.1.9 FLUENT 14.5的材料定義 55
3.1.10 FLUENT 14.5的湍流模型 58
3.1.11 FLUENT 14.5邊界條件 65
3.1.12 設(shè)置FLUENT 14.5求解參數(shù) 73
3.2 三維機頭溫度場的數(shù)值模擬實例 75
3.2.1 利用GAMBIT創(chuàng)建模型 76
3.2.2 實體網(wǎng)格的劃分 80
3.2.3 邊界條件和區(qū)域的設(shè)定 80
3.2.4 網(wǎng)格輸出 81
3.2.5 利用FLUENT求解器求解 82
3.2.6 后處理 87
第4章 Tecplot軟件簡介 90
4.1 Tecplot概述 91
4.1.1 Tecplot軟件菜單介紹 91
4.1.2 Tecplot軟件邊框工具欄選項的介紹 93
4.1.3 2D圖形的編輯 93
4.1.4 3D圖形的編輯 99
4.2 Tecplot后處理實例——三維彎管水流速度場模擬 104
4.2.1 實例概述 104
4.2.2 模型的建立 104
4.2.3 網(wǎng)格的劃分 106
4.2.4 求解計算 106
4.2.5 Tecplot后處理 108
第5章 二維流動和傳熱的數(shù)值模擬 110
5.1 軸對稱孔板流量計的流動模擬 111
5.1.1 利用GAMBIT創(chuàng)建模型 111
5.1.2 網(wǎng)格的劃分 112
5.1.3 邊界條件和區(qū)域的設(shè)定 114
5.1.4 網(wǎng)格的輸出 115
5.1.5 利用FLUENT求解器求解 115
5.2 二維自然對流傳熱問題的分析 122
5.2.1 利用GAMBIT創(chuàng)建模型 122
5.2.2 網(wǎng)格的劃分 123
5.2.3 求解計算 124
5.3 噴嘴內(nèi)氣體流動分析 128
5.3.1 利用GAMBIT創(chuàng)建模型 128
5.3.2 網(wǎng)格的劃分 129
5.3.3 求解計算 130
5.4 二維瞬間閘門傾洪流動模擬 133
5.4.1 利用GAMBIT創(chuàng)建模型 133
5.4.2 網(wǎng)格的劃分 134
5.4.3 求解計算 134
第6章 三維流動和傳熱的數(shù)值模擬 138
6.1 三維彎管流動的模擬 139
6.1.1 利用GAMBIT創(chuàng)建模型 139
6.1.2 劃分實體網(wǎng)格 146
6.1.3 邊界條件和區(qū)域的設(shè)定 148
6.1.4 網(wǎng)格輸出 148
6.1.5 利用FLUENT求解器求解 148
6.1.6 后處理 154
6.2 三維室內(nèi)溫度傳熱模擬 156
6.2.1 利用GAMBIT創(chuàng)建模型 157
6.2.2 網(wǎng)格的劃分 158
6.2.3 求解計算 159
6.3 三維噴管流動與傳熱的耦合求解 163
6.3.1 利用GAMBIT讀入三維物理模型 164
6.3.2 利用GAMBIT劃分網(wǎng)格 165
6.3.3 設(shè)定區(qū)域?qū)傩耘c邊界條件 166
6.3.4 輸出網(wǎng)格文件 168
6.3.5 利用FLUENT進行流動與換熱的耦合求解 168
6.3.6 后處理 179
6.4 周期性三維流動與傳熱模擬 181
6.4.1 利用GAMBIT創(chuàng)建幾何模型 182
6.4.2 利用GAMBIT劃分網(wǎng)格 188
6.4.3 利用GAMBIT初定邊界 189
6.4.4 利用GAMBIT導出Mesh文件 192
6.4.5 利用FLUENT 14.5導入Mesh文件 192
6.4.6 周期邊界計算模型的設(shè)定過程 192
6.4.7 FLUENT 14.5自帶后處理 200
第7章 湍流模型模擬 204
7.1 湍流模型概述 205
7.1.1 單方程模型 205
7.1.2 標準k~ε模型 206
7.1.3 重整化群k~ε模型 207
7.1.4 可實現(xiàn)k~ε模型 207
7.1.5 雷諾應(yīng)力模型 209
7.1.6 大渦模擬 210
7.2 湍流模型的設(shè)置 210
7.3 湍流模型實例——瀑布流過圓柱形石塊時的流場 212
7.3.1 建立模型 212
7.3.2 網(wǎng)格的劃分 214
7.3.3 求解計算 215
第8章 多相流模型模擬 223
8.1 FLUENT中的多相流模型 224
8.1.1 VOF模型 224
8.1.2 混合模型 224
8.1.3 歐拉模型 225
8.2 通用多相流模型的選擇與使用 226
8.2.1 通用多相流模型的選擇 226
8.2.2 通用多相流模型的設(shè)置 226
8.2.3 一般多相流問題的求解策略 228
8.3 二維噴射流場模擬實例 228
8.3.1 建立模型 229
8.3.2 劃分網(wǎng)格 229
8.3.3 求解計算 230
8.4 低氣相容積率的氣泡流混合模型模擬 236
8.4.1 利用GAMBIT創(chuàng)建幾何模型 236
8.4.2 利用GAMBIT劃分網(wǎng)格 239
8.4.3 利用GAMBIT初定邊界 240
8.4.4 利用GAMBIT導出Mesh文件 240
8.4.5 利用FLUENT 14.5導入Mesh文件 241
8.4.6 混合模型的設(shè)定過程 241
8.4.7 模型初始化 246
8.4.8 迭代計算 247
8.4.9 FLUENT 14.5自帶后處理 247
8.5 套管內(nèi)氣液兩相流動模擬 249
8.5.1 利用GAMBIT創(chuàng)建幾何模型 249
8.5.2 利用GAMBIT劃分網(wǎng)格 252
8.5.3 求解計算 252
第9章 滑移網(wǎng)格模型模擬 258
9.1 滑移網(wǎng)格模型概述 259
9.2 滑移網(wǎng)格的設(shè)置 260
9.3 用MRF法模擬二維離心泵的流場 261
9.3.1 利用GAMBIT創(chuàng)建幾何模型 262
9.3.2 利用GAMBIT劃分網(wǎng)格 272
9.3.3 利用GAMBIT初建邊界條件 273
9.3.4 利用GAMBIT導出Mesh文件 275
9.3.5 利用FLUENT 14.5導入Mesh文件 275
9.3.6 計算模型的設(shè)定過程 276
9.3.7 模型初始化 281
9.3.8 迭代計算 282
9.3.9 FLUENT 14.5自帶后處理 282
9.4 用滑動網(wǎng)格法模擬二維離心泵的流場 284
9.4.1 利用FLUENT 14.5導入Case文件 285
9.4.2 滑動網(wǎng)格模型的修改與設(shè)定 285
9.4.3 設(shè)定觀看錄像 286
9.4.4 迭代計算 287
9.4.5 FLUENT 14.5自帶后處理 289
第10章 動網(wǎng)格模型模擬 291
10.1 動網(wǎng)格模型概述 292
10.2 動網(wǎng)格的設(shè)置 293
10.2.1 動網(wǎng)格參數(shù)的設(shè)置 294
10.2.2 動網(wǎng)格運動方式的定義 295
10.2.3 動網(wǎng)格預(yù)覽 296
10.3 二維實體入水模擬實例 297
10.3.1 建立模型 297
10.3.2 劃分網(wǎng)格 298
10.3.3 求解計算 299
10.4 活塞在氣缸中運動模擬實例 303
10.4.1 利用FLUENT求解動網(wǎng)格問題 304
10.4.2 計算結(jié)果后處理 309
第11章 組分傳輸與氣體燃燒的模擬 312
11.1 燃燒模型 313
11.1.1 燃燒模型概述 313
11.1.2 燃燒模型的計算方式 314
11.1.3 燃燒模擬的設(shè)置 316
11.2 氫氣燃燒反應(yīng)實例 318
11.2.1 氣體燃燒溫度場模擬 318
11.2.2 廢氣排放組分濃度模擬 324
第12章 UDF使用簡介 330
12.1 UDF基礎(chǔ) 331
12.1.1 UDF概述 331
12.1.2 FLUENT網(wǎng)格拓撲 331
12.1.3 FLUENT數(shù)據(jù)類型 332
12.2 UDF宏 333
12.2.1 UDF中訪問FLUENT變量的宏 333
12.2.2 UDF實用工具宏 338
12.2.3 常用DEFINE宏 348
12.3 UDF的解釋和編譯 351
12.3.1 UDF的解釋 351
12.3.2 UDF的編譯 352
12.3.3 在FLUENT中激活UDF 352
12.4 UDF應(yīng)用實例——管道流動凝固過程 354
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