《 Fluent 2020流體仿真從入門到精通》是清華大學出版社出版的一本圖書。
基本介紹
- 中文名：Fluent 2020流體仿真從入門到精通
- 作者：劉斌
- 出版社：清華大學出版社
- 出版時間：2021年4月1日
- 定價：99 元
- ISBN：9787302576556
內容簡介,作者簡介,目錄,
內容簡介
本書由淺入深地講解了Fluent仿真計算的各種功能，從幾何建模到格線劃分，從計算求解到結果後處理，通過大量實例系統地介紹Fluent 2020的使用方法，具體內容包括計算流體的基礎理論與方法、創建幾何模型、劃分格線、Fluent求解設定、後處理，以及穩態和非穩態模擬實例、內部流動分析實例、外部流動分析實例、多相流分析實例、離散相分析實例、傳熱流動分析實例、多孔介質和氣動噪聲分析實例、化學反應分析實例、動格線分析實例及Fluent在Workbench中的套用。本書針對每個Fluent可以解決的流體仿真計算問題進行詳細講解，並輔以相應的實例，使讀者能夠快速、熟練、深入地掌握Fluent軟體的工作流程和計算方法。
本書結構嚴謹、條理清晰、重點突出，非常適合廣大Fluent初、中級讀者學習使用，也可作為大中專院校、社會培訓機構的教材以及工程技術人員的參考用書。
作者簡介
劉 斌，畢業於北京航空航天大學，博士學位，高級職稱，從業近二十年，長期參與國家科技重大專項工作，專注於核心部件的相關技術攻關任務(流體仿真、熱控制)，發表核心論文多篇，獲國際專利授權和國內發明專利授權20餘項。獲中國專利獎、北京市專利獎等獎項。
目錄
第1章 流體力學與計算流體力學基礎 1
1.1 流體力學基礎 1
1.1.1 一些基本概念 1
1.1.2 流體流動的分類 5
1.1.3 邊界層和物體阻力 5
1.1.4 層流和湍流 6
1.1.5 流體流動的控制方程 7
1.1.6 邊界條件與初始條件 8
1.1.7 流體力學專業辭彙 9
1.2 計算流體力學基礎 11
1.2.1 計算流體力學的發展 11
1.2.2 計算流體力學的求解過程 12
1.2.3 數值模擬方法和分類 13
1.2.4 有限體積法的基本思想 14
1.2.5 有限體積法的求解方法 16
1.3 計算流體力學套用領域 17
1.4 常用的CFD商用軟體 17
1.4.1 PHOENICS 18
1.4.2 STAR-CD 18
1.4.3 STAR-CCM+ 18
1.4.4 CFX 19
1.4.5 Fluent 19
1.5 本章小結 20
第2章 Fluent軟體簡介 21
2.1 Fluent的軟體結構 21
2.1.1 Fluent啟動 22
2.1.2 Fluent用戶界面 24
2.1.3 Fluent檔案讀入與輸出 25
2.2 Fluent計算類型及套用領域 29
2.3 Fluent求解步驟 30
2.3.1 制訂分析方案 30
2.3.2 求解步驟 30
2.4 Fluent使用的單位制 31
2.5 Fluent使用的檔案類型 32
2.6 本章小結 32
第3章 創建幾何模型 33
3.1 建立幾何模型概述 33
3.2 DesignModeler簡介 34
3.2.1 啟動DesignModeler 34
3.2.2 DesignModeler的用戶界面 35
3.3 草圖模式 37
3.3.1 進入草圖模式 37
3.3.2 創建新平面 37
3.3.3 創建草圖 38
3.3.4 幾何模型的關聯性 38
3.4 創建3D幾何體 39
3.4.1 拉伸 39
3.4.2 旋轉 40
3.4.3 掃掠 41
3.4.4 直接創建3D幾何體 41
3.4.5 填充和包圍 42
3.5 導入外部CAD檔案 42
3.6 創建幾何體的實例操作 44
3.7 本章小結 47
第4章 生成格線 48
4.1 格線生成概述 48
4.1.1 格線劃分技術 48
4.1.2 格線類型 49
4.2 ANSYS ICEM CFD簡介 49
4.2.1 工作流程 50
4.2.2 ICEM CFD的檔案類型 51
4.2.3 ICEM CFD的用戶界面 51
4.3 ANSYS ICEM CFD的基本用法 52
4.3.1 幾何模型的創建 52
4.3.2 幾何檔案導入 55
4.3.3 格線生成 56
4.3.4 塊的生成 63
4.3.5 格線編輯 68
4.3.6 格線輸出 74
4.4 ANSYS ICEM CFD實例分析 75
4.4.1 啟動ICEM CFD並建立分析項目 75
4.4.2 導入幾何模型 75
4.4.3 模型建立 76
4.4.4 生成塊 79
4.4.5 格線生成 84
4.4.6 格線質量檢查 85
4.4.7 格線輸出 85
4.5 本章小結 86
第5章 Fluent計算設定 87
5.1 格線導入與工程項目保存 87
5.1.1 啟動Fluent 87
5.1.2 格線導入 88
5.1.3 格線質量檢查 88
5.1.4 顯示格線 89
5.1.5 修改格線 90
5.1.6 光順格線與交換單元面 93
5.1.7 項目保存 94
5.2 設定求解器及操作條件 94
5.2.1 求解器設定 94
5.2.2 操作條件設定 95
5.3 物理模型設定 96
5.3.1 多相流模型 96
5.3.2 能量方程 97
5.3.3 湍流模型 97
5.3.4 輻射模型 100
5.3.5 組分輸運和反應模型 101
5.3.6 離散相模型 103
5.3.7 凝固和熔化模型 104
5.3.8 氣動噪聲模型 104
5.4 材料性質設定 105
5.4.1 物性參數 105
5.4.2 參數設定 106
5.5 邊界條件設定 108
5.5.1 邊界條件分類 108
5.5.2 邊界條件設定 109
5.5.3 常用邊界條件類型 111
5.6 求解控制參數設定 126
5.6.1 求解方法設定 126
5.6.2 鬆弛因子設定 128
5.6.3 求解極限設定 129
5.7 初始條件設定 129
5.7.1 定義全局初始條件 130
5.7.2 定義局部區域初始值 130
5.8 求解設定 131
5.8.1 求解設定 131
5.8.2 求解過程監視 133
5.9 本章小結 137
第6章 計算結果後處理 138
6.1 Fluent的後處理功能 138
6.1.1 創建表面 138
6.1.2 圖形及可視化技術 139
6.1.3 動畫技術 142
6.2 CFD-Post後處理器 143
6.2.1 啟動後處理器 143
6.2.2 工作界面 143
6.2.3 創建位置 144
6.2.4 創建對象 154
6.2.5 創建數據 159
6.3 本章小結 160
第7章 穩態和非穩態模擬實例 161
7.1 管內穩態流動 161
7.1.1 案例介紹 161
7.1.2 啟動Fluent並導入格線 162
7.1.3 定義求解器 163
7.1.4 定義模型 163
7.1.5 設定材料 164
7.1.6 邊界條件 164
7.1.7 設定計算域 165
7.1.8 求解控制 166
7.1.9 初始條件 166
7.1.10 求解過程監視 167
7.1.11 計算求解 167
7.1.12 結果後處理 168
7.2 噴嘴內瞬態流動 169
7.2.1 案例介紹 169
7.2.2 啟動Fluent並導入格線 169
7.2.3 定義求解器 171
7.2.4 定義模型 171
7.2.5 設定材料 172
7.2.6 邊界條件 172
7.2.7 求解控制 173
7.2.8 初始條件 174
7.2.9 求解過程監視 174
7.2.10 格線自適應 175
7.2.11 計算求解 175
7.2.12 結果後處理 176
7.2.13 瞬態計算 177
7.2.14 瞬態計算結果 178
7.3 本章小結 179
第8章 內部流動分析實例 180
8.1 圓管內氣體的流動 180
8.1.1 案例介紹 180
8.1.2 啟動Fluent並導入格線 181
8.1.3 定義求解器 181
8.1.4 定義模型 182
8.1.5 設定材料 182
8.1.6 邊界條件 183
8.1.7 求解控制 183
8.1.8 初始條件 184
8.1.9 求解過程監視 184
8.1.10 計算求解 185
8.1.11 結果後處理 185
8.2 三通內水的流動 187
8.2.1 案例介紹 187
8.2.2 啟動Fluent並導入格線 187
8.2.3 定義求解器 188
8.2.4 定義模型 188
8.2.5 設定材料 189
8.2.6 設定區域條件 190
8.2.7 邊界條件 190
8.2.8 求解控制 192
8.2.9 初始條件 192
8.2.10 求解過程監視 193
8.2.11 計算求解 194
8.2.12 結果後處理 194
8.3 本章小結 196
第9章 外部流動分析實例 197
9.1 圓柱繞流 197
9.1.1 案例介紹 197
9.1.2 啟動Fluent並導入格線 198
9.1.3 定義求解器 199
9.1.4 定義模型 199
9.1.5 設定材料 199
9.1.6 邊界條件 200
9.1.7 求解控制 201
9.1.8 初始條件 201
9.1.9 求解過程監視 202
9.1.10 計算求解 202
9.1.11 結果後處理 203
9.1.12 定義求解器修改 204
9.1.13 求解控制修改 204
9.1.14 計算求解 205
9.1.15 求解控制修改 205
9.1.16 計算求解 206
9.1.17 結果後處理 206
9.2 機翼超音速流動 207
9.2.1 案例介紹 207
9.2.2 啟動Fluent並導入格線 208
9.2.3 定義求解器 208
9.2.4 定義模型 209
9.2.5 設定材料 209
9.2.6 邊界條件 210
9.2.7 求解控制 211
9.2.8 初始條件 211
9.2.9 求解過程監視 212
9.2.10 計算求解 212
9.2.11 結果後處理 214
9.3 本章小結 217
第10章 多相流分析實例 218
10.1 自由表面流動 218
10.1.1 案例介紹 218
10.1.2 啟動Fluent並導入格線 219
10.1.3 定義求解器 220
10.1.4 定義湍流模型 220
10.1.5 設定材料 221
10.1.6 定義多相流模型 221
10.1.7 求解控制 222
10.1.8 初始條件 223
10.1.9 求解過程監視 223
10.1.10 動畫設定 224
10.1.11 計算求解 225
10.1.12 結果後處理 225
10.2 水罐內多相流動 227
10.2.1 案例介紹 227
10.2.2 啟動Fluent並導入格線 227
10.2.3 定義求解器 228
10.2.4 定義湍流模型 229
10.2.5 設定材料 229
10.2.6 定義多相流模型 230
10.2.7 邊界條件 231
10.2.8 求解控制 233
10.2.9 初始條件 233
10.2.10 計算結果輸出設定 235
10.2.11 定義計算活動 235
10.2.12 求解過程監視 235
10.2.13 動畫設定 236
10.2.14 計算求解 237
10.2.15 結果後處理 237
10.3 本章小結 238
第11章 離散相分析實例 239
11.1 反應器內粒子流動 239
11.1.1 案例介紹 239
11.1.2 啟動Fluent並導入格線 240
11.1.3 定義求解器 240
11.1.4 定義湍流模型 241
11.1.5 邊界條件 241
11.1.6 定義離散相模型 242
11.1.7 修改邊界條件 244
11.1.8 設定材料 244
11.1.9 求解控制 245
11.1.10 初始條件 245
11.1.11 求解過程監視 246
11.1.12 計算求解 246
11.1.13 結果後處理 247
11.2 噴嘴內粒子流動 248
11.2.1 案例介紹 248
11.2.2 啟動Fluent並導入格線 248
11.2.3 定義求解器 249
11.2.4 定義模型 250
11.2.5 設定材料 250
11.2.6 邊界條件 251
11.2.7 求解控制 254
11.2.8 初始條件 254
11.2.9 求解過程監視 254
11.2.10 計算求解 255
11.2.11 結果後處理 255
11.2.12 定義離散相模型 258
11.2.13 修改材料設定 259
11.2.14 計算求解 260
11.2.15 結果後處理 261
11.3 本章小結 262
第12章 傳熱流動分析實例 263
12.1 晶片傳熱分析 263
12.1.1 案例介紹 263
12.1.2 啟動Fluent並導入格線 264
12.1.3 定義求解器 264
12.1.4 定義模型 265
12.1.5 設定材料 265
12.1.6 設定區域條件 266
12.1.7 邊界條件 267
12.1.8 求解控制 269
12.1.9 初始條件 269
12.1.10 求解過程監視 270
12.1.11 計算求解 271
12.1.12 結果後處理 271
12.1.13 格線自適應 273
12.1.14 計算求解 275
12.1.15 結果後處理 275
12.2 車燈傳熱分析 277
12.2.1 案例介紹 277
12.2.2 啟動Fluent並導入格線 278
12.2.3 定義求解器 279
12.2.4 定義模型 279
12.2.5 設定材料 279
12.2.6 設定區域條件 281
12.2.7 邊界條件 282
12.2.8 求解控制 286
12.2.9 初始條件 286
12.2.10 求解過程監視 287
12.2.11 計算求解 289
12.2.12 結果後處理 290
12.3 本章小結 291
第13章 多孔介質和氣動噪聲分析實例 292
13.1 催化轉換器內多孔介質流動 292
13.1.1 案例介紹 292
13.1.2 啟動Fluent並導入格線 293
13.1.3 定義求解器 294
13.1.4 定義湍流模型 294
13.1.5 設定材料 295
13.1.6 設定計算域 295
13.1.7 邊界條件 296
13.1.8 求解控制 297
13.1.9 初始條件 298
13.1.10 求解過程監視 298
13.1.11 計算求解 299
13.1.12 結果後處理 299
13.2 圓柱外氣動噪聲模擬 303
13.2.1 案例介紹 303
13.2.2 啟動Fluent並導入格線 304
13.2.3 定義求解器 305
13.2.4 定義湍流模型 305
13.2.5 設定材料 306
13.2.6 邊界條件 306
13.2.7 求解控制 307
13.2.8 初始條件 307
13.2.9 求解過程監視 308
13.2.10 計算求解 309
13.2.11 定義聲學模型 309
13.2.12 計算求解 310
13.2.13 結果後處理 311
13.3 本章小結 312
第14章 化學反應分析實例 313
14.1 多相流燃燒模擬 313
14.1.1 案例介紹 313
14.1.2 啟動Fluent並導入格線 314
14.1.3 定義求解器 314
14.1.4 定義湍流模型 315
14.1.5 定義多相流模型 315
14.1.6 定義多組分模型 316
14.1.7 設定材料 316
14.1.8 導入UDF檔案 322
14.1.9 邊界條件 324
14.1.10 求解控制 326
14.1.11 初始條件 326
14.1.12 求解過程監視 327
14.1.13 計算求解 328
14.1.14 結果後處理 328
14.2 表面化學反應模擬 330
14.2.1 案例介紹 330
14.2.2 啟動Fluent並導入格線 330
14.2.3 定義求解器 331
14.2.4 定義能量模型 332
14.2.5 定義多組分模型 332
14.2.6 設定材料 333
14.2.7 邊界條件 336
14.2.8 求解控制 340
14.2.9 初始條件 340
14.2.10 求解過程監視 341
14.2.11 計算求解 341
14.2.12 結果後處理 341
14.3 本章小結 344
第15章 動格線分析實例 345
15.1 理論基礎 345
15.1.1 基本思路 345
15.1.2 基本設定 346
15.2 閥門運動 347
15.2.1 案例介紹 348
15.2.2 啟動Fluent並導入格線 348
15.2.3 定義求解器 349
15.2.4 定義模型 349
15.2.5 設定材料 350
15.2.6 邊界條件 350
15.2.7 設定分界面 351
15.2.8 動格線設定 352
15.2.9 求解控制 354
15.2.10 初始條件 355
15.2.11 求解過程監視 355
15.2.12 計算求解 356
15.2.13 結果後處理 356
15.3 風力渦輪機分析1 357
15.3.1 案例介紹 358
15.3.2 啟動Fluent並導入格線 358
15.3.3 定義求解器 358
15.3.4 定義模型 359
15.3.5 設定材料 359
15.3.6 邊界條件 360
15.3.7 設定分界面 361
15.3.8 動格線設定 362
15.3.9 求解控制 363
15.3.10 初始條件 364
15.3.11 求解過程監視 364
15.3.12 計算結果輸出設定 365
15.3.13 計算求解 365
15.3.14 結果後處理 365
15.4 風力渦輪機分析2 366
15.4.1 定義求解器 367
15.4.2 動格線設定 367
15.4.3 動畫設定 368
15.4.4 計算求解 369
15.4.5 結果後處理 370
15.5 本章小結 370
第16章 Fluent在Workbench中的套用 371
16.1 圓管內氣體的流動 371
16.1.1 案例介紹 371
16.1.2 啟動Workbench並建立分析項目 371
16.1.3 導入幾何體 372
16.1.4 劃分格線 373
16.1.5 定義模型 376
16.1.6 邊界條件 376
16.1.7 求解控制 377
16.1.8 初始條件 377
16.1.9 求解過程監視 378
16.1.10 計算求解 378
16.1.11 結果後處理 378
16.1.12 保存與退出 380
16.2 三通內氣體的流動 380
16.2.1 案例介紹 380
16.2.2 啟動Workbench並建立分析項目 381
16.2.3 導入幾何體 381
16.2.4 劃分格線 382
16.2.5 定義模型 385
16.2.6 邊界條件 385
16.2.7 求解控制 386
16.2.8 初始條件 386
16.2.9 求解過程監視 387
16.2.10 計算求解 387
16.2.11 結果後處理 388
16.2.12 保存與退出 390
16.3 探頭外空氣流動 390
16.3.1 案例介紹 390
16.3.2 啟動Workbench並建立分析項目 390
16.3.3 導入幾何體 391
16.3.4 劃分格線 391
16.3.5 定義模型 393
16.3.6 邊界條件 394
16.3.7 求解控制 394
16.3.8 初始條件 395
16.3.9 求解過程監視 395
16.3.10 計算求解 396
16.3.11 結果後處理 396
16.3.12 保存與退出 398
16.4 本章小結 398
參考文獻 399
