ANSYS Fluent 2024流體計算從入門到精通（升級版）

目 錄

第一部分 基礎知識

第1章 流體力學基礎 1
1.1 基本概念 2
1.2 流體流動的分類 5
1.3 邊界層和物體阻力 5
1.4 層流和湍流 6
1.5 流體流動的控制方程 7
1.6 邊界條件 8
1.7 流體力學專業(yè)詞匯 9
1.8 本章小結(jié) 12
第2章 計算流體力學基礎 13
2.1 計算流體力學的發(fā)展 14
2.2 計算流體力學的求解過程 15
2.3 數(shù)值模擬方法和分類 15
2.4 有限體積法的基本思想 17
2.5 有限體積法的求解方法 18
2.6 計算流體力學應用領域 20
2.7 本章小結(jié) 20
第3章 Fluent簡介 21
3.1 Fluent概述 22
3.2 Fluent的軟件結(jié)構(gòu) 22
3.2.1 Fluent啟動 23
3.2.2 Fluent用戶界面 25
3.2.3 Fluent文件的讀入與
輸出 27
3.3 Fluent軟件特點 31
3.4 Fluent求解步驟 33
3.4.1 制訂分析方案 34
3.4.2 求解步驟 34
3.5 Fluent使用的文件類型 35
3.6 Fluent 2024新功能介紹 36
3.7 本章小結(jié) 40
第4章 生成網(wǎng)格 41
4.1 網(wǎng)格生成概述 42
4.1.1 網(wǎng)格劃分技術 42
4.1.2 網(wǎng)格類型 42
4.2 ANSYS ICEM CFD網(wǎng)格劃分 43
4.2.1 工作流程 44
4.2.2 ICEM CFD的文件類型 44
4.2.3 ICEM CFD的用戶界面 45
4.2.4 ANSYS ICEM CFD
基本用法 46
4.2.5 ANSYS ICEM CFD
實例分析 72
4.3 Meshing模式 83
4.3.1 啟動Meshing模式 83
4.3.2 導入模型 84
4.3.3 網(wǎng)格設置 85
4.3.4 切換到Solution模式 87
4.4 GAMBIT網(wǎng)格劃分 87
4.4.1 GAMBIT生成網(wǎng)格的
步驟 87
4.4.2 GAMBIT圖形用戶界面 89
4.4.3 GAMBIT菜單命令 90
4.4.4 幾何建模 91
4.4.5 網(wǎng)格劃分 93
4.4.6 設定區(qū)域類型 95
4.5 本章小結(jié) 98
第5章 Fluent計算設置 99
5.1 網(wǎng)格導入與工程項目保存 100
5.1.1 啟動Fluent 100
5.1.2 網(wǎng)格導入 101
5.1.3 網(wǎng)格質(zhì)量檢查 101
5.1.4 顯示網(wǎng)格 102
5.1.5 修改網(wǎng)格 103
5.1.6 光順網(wǎng)格與交換單元面 106
5.1.7 項目保存 107
5.2 設置求解器及操作條件 107
5.2.1 求解器設置 107
5.2.2 操作條件設置 108
5.3 物理模型設定 109
5.3.1 多相流模型 110
5.3.2 能量方程 112
5.3.3 湍流模型 112
5.3.4 輻射模型 115
5.3.5 組分輸運和反應模型 116
5.3.6 離散項模型 118
5.3.7 凝固和熔化模型 119
5.3.8 氣動噪聲模型 119
5.4 材料性質(zhì)設定 120
5.4.1 物性參數(shù) 120
5.4.2 參數(shù)設定 121
5.5 邊界條件設定 123
5.5.1 邊界條件分類 123
5.5.2 邊界條件設置 124
5.5.3 常用邊界條件類型 127
5.6 求解控制參數(shù)設定 142
5.6.1 求解方法設置 142
5.6.2 松弛因子設置 144
5.6.3 求解極限設置 145
5.7 初始條件設定 146
5.7.1 定義全局初始條件 146
5.7.2 定義局部區(qū)域初始值 147
5.8 求解設定 148
5.8.1 求解設置 148
5.8.2 求解過程監(jiān)視 149
5.9 本章小結(jié) 153
第6章 計算結(jié)果后處理 154
6.1 Fluent后處理功能 155
6.1.1 創(chuàng)建表面 155
6.1.2 圖形及可視化技術 156
6.1.3 動畫技術 158
6.2 CFD-Post后處理器 159
6.2.1 啟動后處理器 159
6.2.2 工作界面 160
6.2.3 創(chuàng)建位置 161
6.2.4 創(chuàng)建對象 171
6.2.5 創(chuàng)建數(shù)據(jù) 178
6.3 Tecplot使用介紹 179
6.3.1 工作界面 179
6.3.2 Tecplot數(shù)據(jù)格式 183
6.3.3 Tecplot基本操作 184
6.4 本章小結(jié) 186



第二部分 功能應用

第7章 動網(wǎng)格問題的數(shù)值模擬 187
7.1 動網(wǎng)格問題概述 188
7.2 齒輪泵的動態(tài)模擬 189
7.2.1 案例簡介 189
7.2.2 Fluent求解計算設置 189
7.2.3 求解計算 195
7.2.4 計算結(jié)果后處理及
分析 197
7.3 水波的動態(tài)模擬 200
7.3.1 案例簡介 200
7.3.2 Fluent求解計算設置 200
7.3.3 求解計算 206
7.3.4 計算結(jié)果后處理及
分析 208
7.4 鉆頭運動的動態(tài)模擬 209
7.4.1 案例簡介 209
7.4.2 Fluent求解計算設置 210
7.4.3 求解計算 215
7.4.4 計算結(jié)果后處理及
分析 217
7.5 本章小結(jié) 219
第8章 組分傳輸與燃燒 220
8.1 組分傳輸與燃燒概述 221
8.2 爆炸燃燒的數(shù)值模擬 223
8.2.1 案例簡介 223
8.2.2 Fluent求解計算設置 223
8.2.3 求解計算 226
8.2.4 計算結(jié)果后處理及
分析 230
8.3 石油燃燒的數(shù)值模擬 231
8.3.1 案例簡介 231
8.3.2 Fluent求解計算設置 231
8.3.3 求解計算 239
8.3.4 計算結(jié)果后處理及
分析 240
8.4 燃氣爐內(nèi)燃燒的數(shù)值模擬 242
8.4.1 案例簡介 242
8.4.2 Fluent求解計算設置 242
8.4.3 求解計算 248
8.4.4 計算結(jié)果后處理及
分析 250
8.5 壁面反應數(shù)值模擬 251
8.5.1 案例簡介 251
8.5.2 Fluent求解計算設置 251
8.5.3 求解計算 256
8.5.4 計算結(jié)果后處理及
分析 258
8.6 本章小結(jié) 259
第9章 多孔介質(zhì)數(shù)值模擬 260
9.1 多孔介質(zhì)模型概述 261
9.2 多孔介質(zhì)燃燒的數(shù)值模擬 262
9.2.1 案例簡介 262
9.2.2 Fluent求解計算設置 262
9.2.3 求解計算 266
9.2.4 計算結(jié)果后處理及
分析 268
9.3 本章小結(jié) 269
第10章 多相流模型 270
10.1 多相流概述 271
10.2 氣穴現(xiàn)象的數(shù)值模擬 273
10.2.1 案例簡介 273
10.2.2 Fluent求解計算設置 273
10.2.3 求解計算 278
10.2.4 計算結(jié)果后處理及
分析 280

10.3 水中氣泡破碎過程的
數(shù)值模擬 281
10.3.1 案例簡介 281
10.3.2 Fluent求解計算設置 281
10.3.3 求解計算 285
10.3.4 計算結(jié)果后處理及
分析 289
10.4 本章小結(jié) 291
第11章 離散相的數(shù)值模擬 292
11.1 離散相模型概述 293
11.2 噴霧干燥過程的數(shù)值模擬 294
11.2.1 案例簡介 294
11.2.2 Fluent求解計算設置 294
11.2.3 求解計算 299
11.2.4 計算結(jié)果后處理及
分析 301
11.3 彎管磨損的數(shù)值模擬 303
11.3.1 案例簡介 303
11.3.2 Fluent求解計算設置 304
11.3.3 求解計算 308
11.3.4 計算結(jié)果后處理及
分析 310
11.4 本章小結(jié) 312

第三部分 行業(yè)應用

第12章 建筑行業(yè)中的應用 313
12.1 高層建筑室外通風數(shù)值
模擬 314
12.1.1 案例介紹 314
12.1.2 啟動Fluent并導入
網(wǎng)格 314
12.1.3 定義求解器 315
12.1.4 定義模型 316
12.1.5 設置材料 316
12.1.6 邊界條件 317
12.1.7 求解控制 319
12.1.8 初始條件 320
12.1.9 求解過程監(jiān)視 320
12.1.10 計算求解 320
12.1.11 結(jié)果后處理 321
12.2 室內(nèi)通風模擬分析 323
12.2.1 案例介紹 323
12.2.2 啟動Fluent并導入
網(wǎng)格 323
12.2.3 定義求解器 324
12.2.4 定義模型 325
12.2.5 設置材料 326
12.2.6 邊界條件 326
12.2.7 求解控制 328
12.2.8 初始條件 328
12.2.9 求解過程監(jiān)視 329
12.2.10 計算求解 330
12.2.11 結(jié)果后處理 330
12.3 本章小結(jié) 334
第13章 機械行業(yè)中的應用 335
13.1 閥門運動 336
13.1.1 案例介紹 336
13.1.2 啟動Fluent并導入
網(wǎng)格 336
13.1.3 定義求解器 337
13.1.4 定義模型 338
13.1.5 設置材料 338
13.1.6 邊界條件 339
13.1.7 設置分界面 340
13.1.8 動網(wǎng)格設置 341
13.1.9 求解控制 343
13.1.10 初始條件 343
13.1.11 求解過程監(jiān)視 344
13.1.12 計算求解 344
13.1.13 結(jié)果后處理 345
13.2 風力渦輪機分析 346
13.2.1 案例介紹 346
13.2.2 啟動Fluent并導入
網(wǎng)格 347
13.2.3 定義求解器 347
13.2.4 定義模型 348
13.2.5 設置材料 348
13.2.6 邊界條件 349
13.2.7 設置分界面 351
13.2.8 動網(wǎng)格設置 352
13.2.9 求解控制 353
13.2.10 初始條件 353
13.2.11 求解過程監(jiān)視 354
13.2.12 計算結(jié)果輸出設置 354
13.2.13 計算求解 355
13.2.14 結(jié)果后處理 355
13.3 本章小結(jié) 356
第14章 航空航天行業(yè)中的應用 357
14.1 火箭發(fā)射 358
14.1.1 案例介紹 358
14.1.2 啟動Fluent并導入
網(wǎng)格 358
14.1.3 設置分界面 360
14.1.4 定義求解器 361
14.1.5 定義模型 362
14.1.6 設置材料 363
14.1.7 邊界條件 364
14.1.8 動網(wǎng)格設置 366
14.1.9 求解控制 372
14.1.10 初始條件 372
14.1.11 求解過程監(jiān)視 373
14.1.12 計算求解 374
14.1.13 結(jié)果后處理 374
14.2 機翼超音速流動 376
14.2.1 案例介紹 376
14.2.2 啟動Fluent并導入
網(wǎng)格 376
14.2.3 定義求解器 377
14.2.4 定義模型 378
14.2.5 設置材料 378
14.2.6 邊界條件 379
14.2.7 求解控制 380
14.2.8 初始條件 380
14.2.9 求解過程監(jiān)視 380
14.2.10 計算求解 381
14.2.11 結(jié)果后處理 383
14.3 本章小結(jié) 387
第15章 水利海洋工程中的應用 388
15.1 自由表面流動 389
15.1.1 案例介紹 389
15.1.2 啟動Fluent并導入
網(wǎng)格 389
15.1.3 定義求解器 390
15.1.4 定義湍流模型 390
15.1.5 設置材料 391
15.1.6 定義多相流模型 391
15.1.7 求解控制 393
15.1.8 初始條件 393
15.1.9 求解過程監(jiān)視 394
15.1.10 動畫設置 394
15.1.11 計算求解 396
15.1.12 結(jié)果后處理 396
15.2 凸臺繞流 398
15.2.1 案例介紹 398
15.2.2 啟動Fluent并導入
網(wǎng)格 398 <>