ANSYS FLUENT是通用ANSYS CFD的旗艦產品,在流體動力學計算中被廣泛應用。《Fluent流體計算應用教程(第2版)》詳細介紹了利用ANSYS FLUENT 14.0進行流體分析的具體方法和技巧,并通過大量實例系統地介紹了前處理、計算以及后處理的詳細過程,可使讀者在短時間內把握學習的要領,掌握ANSYS FLUENT14.0的流體計算的多種高級應用技術。
《Fluent流體計算應用教程(第2版)》內容包括ANSYSFLUENT 14.0軟件功能及理論基礎簡介、Gambit及ANSYS ICEM CFD 14.0劃分網格的方法、后處理方法、動網格應用、傳熱及輻射計算應用、燃燒及化學反應應用、多相流應用、固體燃料電池模擬和汽車工業相關應用等。
《Fluent流體計算應用教程(第2版)》結構清晰,實例豐富,涵蓋FLUENT多種高級應用計算,基礎知識與實用技能并重,可作為高等院校相關專業本科和碩士研究生的計算流體力學以及計算傳熱學的教材,也可供利用FLUENT軟件進行流體流動數值模擬分析的廣大工程技術人員參考。
《Fluent流體計算應用教程(第2版)》具有以下特點: 理論結合實踐,突出計算方法和技巧; 內容講解全面,涵蓋多種模型的計算; 典型應用案例,練就專業的、技術水準; 案例文件完備,使學習更直觀更輕松。
CFD是計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics)的簡寫,其基本的定義是通過計算機進行數值計算和圖像顯示,分析包含流體流動和熱傳導等相關物理現象的系統。
2006年5月,FLUENT成為全球最大的CAE軟件供應商—— ANSYS大家庭中的重要成員。所有的FLUENT軟件將被集成在ANSYS Workbench環境下,共享先進的ANSYS公共CAE技術。
ANSYS FLUENT 14.0是ANSYS推出的最新版本的FLUENT軟件,該版本較之舊版本,在求解算法、網格劃分及優化、物理模型、材料屬性定義、并行運算、用戶自定義函數等方面有了一定的改進。
本書為原《FLUENT 流體計算應用教程》的升級版,本書內容共分10章,通過大量經典實例系統地介紹了前處理、計算以及后處理的詳細過程,可以讓讀者在短時間內把握學習的要領,掌握ANSYS FLUENT 14.0的高級應用技術。具體如下:
第1章簡要介紹了CFD軟件和FLUENT軟件,具體介紹了ANSYS FLUENT 14.0的功能模塊和基本分析過程;
第2章主要介紹了Gambit 2.4及ANSYS ICEM CFD 14.0的基礎應用,并介紹了ANSYS FLUENT 14.0中進行并行運算的方法;
第3章主要介紹了FLUENT中的基本物理模型及其理論基礎,并簡要介紹了部分物理模型的基本操作步驟;
第4章主要介紹了FLUENT強大的后處理能力,并介紹了后處理的基本步驟;
第5章通過井火箭發射過程模擬和飛機拋離副油箱過程的模擬,介紹了動網格的應用;
第6章介紹了傳熱及輻射模型的應用,詳細講解了太陽加載模型的設置及應用;
第7章和第8章介紹了燃燒模型和化學反應模型的應用,詳細講解了液體燃料燃燒、煤燃燒及預混氣體化學反應模擬的過程和方法;
第9章介紹了多相流模型的應用,詳細講解氣固兩相流、氣液兩相流方面的三個實例;
第10章講解了三個經典實例,包括固體燃料電池的模擬、汽車擋風除冰過程模擬和汽車歧管流動模擬。
本書附光盤一張,其中包含本書各章實例源文件,以方便讀者進行實例操作。
本書由溫正編著,參與編寫工作的還有王志剛、蘇杰、杜娟、吳小霞、付永剛、孫超、莊永昌、李金鵬、趙坤、陳洋洋、劉杰、王勇、王冬麗、張蘭蘭。
本書可作為高等院校相關專業本科和碩士研究生的流體力學以及傳熱學的教學用書,也可作為廣大工程技術人員利用FLUENT軟件進行流體流動數值模擬計算的指導用書。鑒于編者水平有限,書中難免有不當之處,還請廣大讀者給予指正,不勝感謝。
編 者
2012年9月
第1章 緒論
1.1 CFD軟件簡介
1.1.1 CFD概述
1.1.2 CFD的應用領域
1.1.3 CFD商用軟件
1.2 FLU衛NT簡介
1.2.1 FLUENT的功能特點
1.2.2 FLUENT系列軟件簡介
1.2.3 FLUENT的求解技術
1.3 FLUENT 14.0的功能模塊和分析過程
1.3.1 FLUENT 14.0的功能模塊
1.3.2 FLUENT 14.0的基本分析過程
1.4 小結
第2章 前處理方法介紹
2.1 前處理軟件簡介
2.1.1 Gambit簡介
2.1.2 ANSYS ICEMCFD簡介
2.1.3 TGrid簡介
2.1.4 GridPro簡介
2.1.5 GridGen簡介
2.2 Gambit基礎與應用
2.2.1 Gambit軟件的幾何處理能力
2.2.2 Gambit功能強大的網格生成技術
2.2.3 Gambit基本用法
2.2.4 Gambit操作步驟
2.4.5 Gambit應用實例
2.3 ANSYS ICEM CFD 14.0基礎與應用
2.3.1 ANSYS ICEM CFD基本功能
2.3.2 ANSYS ICEM CFD 14.0的基本用法
2.3.3 ANSYS ICEM CFD 14.0的基本步驟
2.3.4 ANSYS ICEM CFD 14.0應用實例
2.4 ANSYS Fluen t14.0并行運賃
2.4.1 概述
2.4.2 并行計算的一般過程
2.4.3 實例分析
2.5 小結
第3章 FLUENT基本模型及理論基礎
3.1 FLUENT物理模型綜述
3.1.1 湍流模型
3.1.2 傳熱和輻射模型
3.1.3 歐拉多相流模型
3.1.4 離散相模型
3.1.5 混合分數多相流模型和空泡模型
3.1.6 氣動噪聲模型
3.1.7 高精度的自由表面模型
3.1.8 動網格模型
3.2 流體動力學理論基礎
3.2.1 質量守恒方程
3.2.2 動量守恒方程
3.2.3 能量方程
3.2.4 湍流模型
3.3 傳熱學理論基礎及應用
3.3.1 傳熱學控制方程
3.3.2 求解傳熱問題的基本步驟
3.4 輻射傳熱理論基礎及應用
3.4.1 輻射傳遞方程
3.4.2 輻射模型類型設置過程
3.4.3 定義物質的輻射特性
3.4.4 輻射邊界條件的設置
3.4.5 輻射模型的求解策略
3.5 化學反應模型基礎及應用
3.5.1 化學反應模型理論
3.5.2 組分輸運和化學反應問題的基本設置
3.5.3 定義混合物及其構成組分屬性
3.5.4 定義組分的邊界條件
3.5.5 化學混合和有限速率化學反應的求解步驟
3.5.6 輸入CHEMKIN格式中的體積動力學機制
3.6 壁面表面化學反應和化學蒸汽沉積模型
3.6.1 表面組分和壁面表面化學反應理論基礎
3.6.2 壁面表面化學反應模型的設置
3.6.3 導入CHEMKIN格式的表面動力學機制
3.7 微粒表面化學反應模型
3.7.1 微粒表面化學反應模型理論基礎
3.7.2 微粒表面化學反應模型的設置
3.8 小結
第4章 FLUENT后處理
4.1 強大的后置處理能力
4.1.1 數據顯示與文字報告的產生
4.1.2 圖形與可視化
4.1.3 流場函數的定義
4.2 小結
第5章 FLUENT動網格應用
5.1 UDF用法簡介
5.1.1 UDF的基本用法
5.1.2 UDF編寫基礎
5.1.3 UDF中的C語言基礎
5.2 井火箭發射過程二維模擬
5.2.1 概述
5.2.2 實例描述
5.2.3 實例操作步驟
5.3 副油箱與飛機分離三維模擬
5.3.1 概述
5.3.2 實例描述
5.3.3 實例操作步驟
5.4 小結
第6章 傳熱和輻射計算應用
第7章 FLUENT燃燒及化學反應應用一
第8章 FLUENT燃燒及化學反應應用二
第9章 FLUENT多相流應用
第10章 FLUENT經典實例