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精通CFD工程仿真与案例实战 FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot 第2版.
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产品名称:精通CFD工
ISBN编号:6
书名:精通CFD工
出版时间:2017.5
定价:108.00元
是否是套装:是
编辑推荐8个经典网格ICEM CFD划分实例(非结构网格、块结构网格、O-grid网格划分、边界层网格),详细讲解ICEMCFD的应用37个经典的FLUENT案例（气流组织、管流、换热、可压缩流动、水波、翼型绕流、各类多相流模型、固体燃料电池、SNCR、燃烧与化学反应、催化反应、非牛顿流体、风机、圆柱绕流、UDF），全面解读FLUENT的应用典型的Tecplot后处理应用（矢量图、等值线图、三维剖面图、XY点图）255分钟的算例视频讲解及各算例源文件，帮助读者尽快融入实战角色媒体评论推荐序我在FLUENT中国工作时就认识了*飞博士，合作至今已近4年。目前，他是海基公司的CFD高级培训讲师，他对技术的理解和痴迷令我印象深刻。他思想敏锐，是一位非常踏实且有才华的青年学者。几年来，他的学术论文和各种科研成果接连被国际杂志刊登，其质量都很高，这印证了我对他的印象。海基盛元信息科技公司把FLUENT软件引进了中国，为CFD软件在中国的推广与应用起到了重要作用。*飞博士在海基公司主要负责ICEM CFD和FLUENT软件的基础和高级培训，开课有ICEM CFD与FLUE目录目录第1章CFD概述 11.1计算流体力学概述 11.1.1计算流体力学的基本思想和本质 11.1.2计算流体力学的优势 21.1.3CFD学科诞生与工程化背景 21.1.4计算流体力学的应用领域 21.2计算流体力学问题的解决过程 31.2.1前处理 31.2.2求解 41.2.3后处理 41.3计算流体力学商业软件介绍 41.3.1前处理器 41.3.2求解器 51.3.3后处理软件 101.4FLUENT的操作界面 111.4.1启动FLUENT界面 111.4.2FLUENT主界面 121.5FLUENT的基础操作 131.5.1启动ANSYS FLUENT求解器 141.5.2读入网格文件 141.5.3网格检查 151.5.4尺寸检查 161.5.5网格光顺化 161.5.6显示网格 161.5.7模型参数设置 171.5.8物性参数设置 171.5.9边界条件参数设置 181.5.10求解参数设置 201.5.11迭代求解 211.5.12利用高阶离散格式获得精确解 211.6显示计算结果与分析结果数据 221.6.1显示速度的云图 221.6.2显示温度的云图 231.6.3显示速度矢量图 241.6.4显示出口温度的XY点图 251.7本章总结 25第2章网格基础与操作 262.1CFD网格前处理理论准备 262.1.1划分网格的目的 262.1.2网格几何要素 262.1.3网格形状 272.1.4结构化与非结构化网格 272.1.5壁面和近壁区网格处理原则 292.1.6网格质量评价标准 312.1.7选择合适的网格类型 322.1.8网格自适应 332.2GAMBIT网格划分 342.2.1GAMBIT的基本功能与界面 342.2.2GAMBIT基本术语 372.2.3GAMBIT几何通用操作 372.2.4GAMBIT几何造型 402.2.5GAMBIT实体几何操作 492.2.6GAMBIT划分实体网格 532.2.7划分体网格 572.2.8划分边界层网格 602.2.9GAMBIT指定边界和域类型 622.2.10尺寸函数 632.2.11网格划分策略分析简介 652.2.12网格质量管理及网格输出 662.3ICEM CFD网格划分 682.3.1ICEM CFD基本功能与界面 682.3.2ICEM CFD几何体创建与处理 722.3.3ICEM CFD划分非结构网格 772.3.4ICEM CFD划分棱柱边界层网格 862.3.5ICEM CFD划分六面体结构化网格 902.3.6ICEM CFD指定边界和域类型以及输出网格 102第3章FLUENT基础与操作 1053.1FLUENT求解，启动FLUENT与FLUENT并行计算 1053.2FLUENT脚本文件自动运行 1073.3FLUENT文件类型 1083.4网格检查 1083.4.1在FLUENT中检查网格 1083.4.2报告网格统计量 1093.5计算域尺寸设置 1103.5.1FLUENT的计算单位系统 1103.5.2在FLUENT中设置计算域尺寸 1103.6定义湍流模型 1113.6.1流体与流动的分类 1113.6.2判断湍流的标准 1123.6.3湍流模型的评价与选择 1133.6.4壁面函数的选择 1173.6.5在FLUENT中设定湍流模型 1183.7对流换热计算 1213.7.1在FLUENT中考虑对流换热 1213.7.2考虑自然对流问题的场合与方法 1223.8辐射换热计算 1243.8.1选择辐射换热模型 1243.8.2在FLUENT中设定P1辐射模型 1253.8.3在FLUENT中设定Discrete Ordinates辐射模型 1253.8.4辐射物质属性定义 1263.9模拟不考虑化学反应的组分传输过程 1273.10化学反应流与燃烧模拟 1273.10.1FLUENT中的燃烧模型介绍 1273.10.2反应模型的选择 1283.10.3通用有限速率模型 1303.10.4ISAT算法 1353.10.5导入CHEMKIN格式的化学反应机理 1363.10.6非预混燃烧模型之混合分数 PDF模型 1373.10.7非预混燃烧模型之层流火焰面模型 1383.10.8FLUENT中的煤燃烧模拟计算器的设置与使用 1393.10.9预混燃烧模型 1403.10.10部分预混燃烧模型 1413.10.11组分输运概率密度函数PDF燃烧模型 1423.10.12FLUENT燃烧模拟可能遇到的点火问题 1423.11表面反应模拟 1433.12设定操作工况参数 1443.13设定单元区域条件 1463.13.1单元区域条件的类型 1463.13.2单元区域条件设定 1473.14多孔介质计算域 1493.15设定边界条件 1503.15.1边界条件类型 1503.15.2边界条件设定 1513.16控制方程离散化 1713.16.1离散方法 1713.16.2离散格式 1723.16.3离散格式的选择 1733.16.4在FLUENT中设置离散格式 1753.17求解方法 1753.17.1基于压力的求解器 1753.17.2基于密度的求解器 1773.17.3在FLUENT中设置求解器 1773.18设置欠松弛因子 1783.19设置库朗数 1793.20设置求解极限 1793.21求解初始化 1803.21.1全局初始化 1803.21.2对初始值进行局部修补 1813.22求解器的使用方法 1813.22.1使用求解器的基本步骤 1813.22.2在FLUENT中设置定常状态的计算 1823.23确认收敛性 1823.24网格自适应 1823.25UDF的基本理论与应用 1833.25.1UDF的基本理论 1833.25.2UDF的应用 1833.26FLUENT中常见警告的出现原因和解决方法 184第4章后处理基础与操作 1864.1计算后处理：FLUENT后处理 1864.1.1创建点、线和面 1874.1.2流场显示 1904.1.3显示网格 1914.1.4显示等值线云图 1914.1.5显示矢量图 1924.1.6显示轨迹线 1934.1.7显示扫描面 1944.1.8创建动画 1944.1.9显示XY曲线 1954.1.10显示柱状图 1954.1.11FLUENT计算报告 1964.1.12边界通量报告 1964.1.13受力报告 1974.1.14投影面积 1984.1.15表面积分 1984.1.16体积分 2004.1.17参考值设定 2014.1.18算例设置报告 2014.2Tecplot数据处理 2024.2.1Tecplot 360功能简介 2024.2.2Tecplot 360 文件格式 2044.2.3Tecplot 360 读入FLUENT文件 2084.2.4在Tecplot 360中绘制XY曲线 2104.2.5在Tecplot 360中显示等值线云图 2114.2.6在Tecplot 360中绘制矢量图 2134.2.7在Tecplot 360中绘制流线 2144.2.8在Tecplot 360中绘制三维流场剖面图 2154.2.9在Tecplot 360中制作动画 2184.2.10在Tecplot 360中分析CFD数据 221第5章网格划分案例 223第一部分：利用GAMBIT划分网格 2235.1网格实例一：二维圆筒燃烧器网格划分 2235.1.1创建几何实体 2245.1.2对实体进行网格划分 2255.1.3创建边界条件并输出网格 2265.2网格实例二：燃气灶网格划分 2275.2.1创建燃气灶实体模型 2285.2.2对实体进行网格划分 2325.2.3创建实体的边界条件 2345.2.4输出网格 235第二部分：利用ICEM CFD划分网格 2355.3网格实例三：引擎模型四面体划分 2355.3.1打开工程 2355.3.2Repair几何实体 2365.3.3设置网格尺寸 2375.3.4初步计算并查看网格 2375.3.5光顺网格 2385.3.6基于曲率自适应的网格加密 2385.3.7再次创建网格 2395.3.8切面显示 2395.4网格实例四：机翼翼身组合体棱柱形网格划分 2395.4.1打开项目 2395.4.2划分棱柱层网格 2405.4.3创建机翼尾部密度区 2415.4.4再次计算网格并显示 2425.4.5光顺网格 2425.4.6生成六面体核心网格 2425.5网格实例五：二维管道四边形网格划分 2435.5.1新建工程 2445.5.2初始化块 2445.5.3分割块 2445.5.4删除 Blocks 2455.5.5关联块顶点到几何点 2455.5.6关联Edge到Curve 2465.5.7显示关联 2475.5.8组合Curves 2475.5.9完成边和线的关联 2475.5.10移动剩余的顶点到几何上 2485.5.11设置网格尺寸 2485.5.12生成并显示网格 2495.5.13网格质量检查 2495.5.14转化成非结构化网格 2505.6网格实例六：三维管道六面体结构化网格 2505.6.1新建工程 2505.6.2检查几何拓扑 2515.6.3创建Part 2515.6.4创建材料点并保存工程 2525.6.5初始化块 2525.6.6分割块并建立拓扑结构 2535.6.7关联曲线 2545.6.8初步生成网格 2555.6.9初步网格质量评估 2555.6.10建立O-grid 2555.6.11第二次生成网格 2565.6.12第二次网格质量评估 2565.6.13网格输出 2575.7网格实例七：三维弯管六面体结构化网格 2575.7.1打开项目并创建Parts 2575.7.2创建体并初始化块 2585.7.3切块和删除部分块 2595.7.4关联 2595.7.5移动顶点（1） 2605.7.6创建第一个O-grid 2605.7.7修饰块 2615.7.8移动顶点（2） 2625.7.9创建第二个O-grid 2625.7.10设置网格尺寸并预览网格 2635.7.11移动顶点以改善网格质量 2645.7.12重新查看网格 2645.8网格实例八：管内叶片三维六面体结构化网格 2655.8.1打开工程并创建Parts 2655.8.2创建体 2665.8.3初始化块 2665.8.4创建关联 2675.8.5块分割 2675.8.6塌陷 2685.8.7边关联 2685.8.8设置面网格参数 2685.8.9网格质量检查 2695.8.10创建O-grid 2695.8.11中间块删除并计算网格 2705.8.12网格质量检查 2705.9网格实例九：半球方体三维六面体结构化网格 2715.9.1读入工程 2715.9.2初始化块 2725.9.3建立拓扑（1） 2735.9.4关联（1） 2735.9.5设置网格参数（1） 2735.9.6预览网格并检查网格质量 2745.9.7建立拓扑（2） 2755.9.8关联（2） 2755.9.9设置网格参数（2） 2765.9.10计算网格 2765.9.11检查网格质量 2775.9.12局部网格参数设置 2775.10网格实例十：托架三维六面体结构化网格 2775.10.1创建新项目 2785.10.2初始化块 2785.10.3移动块顶点 2795.10.4分块（1） 2795.10.5关联并移动顶点 2805.10.6创建块 2805.10.7关联 2815.10.8分块（2） 2815.10.9创建O-grid 2825.10.10设置边缘O-grid 2835.10.11计算网格 2835.10.12网格质量评估 2845.10.13网格镜像 285第6章综合实战案例一 2866.1算例一：空调房间室内气流组织模拟 2866.1.1介绍 2866.1.2方法和设置 2866.1.3前期要求 2866.1.4问题描述 2876.1.5准备 2876.1.6设置和求解 2876.1.7总结 2916.2算例二：管内流动的模拟 2916.2.1介绍 2916.2.2方法和设置 2916.2.3前期要求 2916.2.4问题描述 2916.2.5准备 2916.2.6设置和求解 2926.2.7总结 3016.2.8参考文献 3016.2.9练习与讨论 3016.3算例三：外掠平板的流场与换热 3016.3.1介绍 3016.3.2方法和设置 3016.3.3前期要求 3026.3.4问题描述 3026.3.5准备 3026.3.6设置与求解 3026.3.7总结 3106.3.8参考文献 3106.3.9练习与讨论 3106.4算例四：进气歧管的流动模拟 3116.4.1介绍 3116.4.2方法和设置 3116.4.3前期要求 3116.4.4问题描述 3116.4.5准备 3126.4.6设置和求解 3126.4.7总结 3196.4.8参考文献 3196.4.9练习与讨论 3196.5算例五：渐缩渐扩管的无粘与可压缩流动模拟 3196.5.1介绍 3196.5.2方法和设置 3196.5.3前期准备 3196.5.4问题描述 3206.5.5准备 3206.5.6设置和求解 3206.5.7总结 3276.5.8参考文献 3276.5.9练习与讨论 3276.6算例六：模拟水箱的水波运动 3276.6.1介绍 3276.6.2方法和设置 3276.6.3前期要求 3276.6.4问题描述 3286.6.5准备 3286.6.6设置和求解 3286.6.7总结 3356.6.8练习与讨论 3356.7算例七：水平膜状沸腾 3366.7.1介绍 3366.7.2前期要求 3366.7.3问题描述 3366.7.4设置和求解 3366.7.5分析 3416.7.6总结 3426.8算例八：机翼绕流可压缩流动的模拟 3426.8.1介绍 3426.8.2方法和设置 3436.8.3前期要求 3436.8.4问题描述 3436.8.5准备 3436.8.6设置和求解 3436.8.7总结 3506.8.8练习与讨论 3506.9算例九：利用欧拉模型解决搅拌器混合问题 3506.9.1介绍 3506.9.2方法和设置 3516.9.3问题描述 3516.9.4设置和求解 3516.10算例十：利用多相流混合模型和欧拉模型 求解T形管流动 3606.10.1介绍 3606.10.2方法和设置 3606.10.3问题描述 3616.10.4设置和求解 3616.11算例十一：对固体燃料电池进行流体动力学模拟 3686.11.1介绍 3686.11.2方法和设置 3686.11.3问题描述 3686.11.4设置与求解 368第7章综合实战案例二 3787.1算例十二：使用喷尿素法并利用选择性非催化还原法（SNCR）进行NOx模拟 3787.1.1介绍 3787.1.2方法和设置 3787.1.3前期要求 3787.1.4问题描述 3797.1.5准备 3797.1.6设置和求解 3797.2总结 3847.3算例十三：使用混合物模型模拟质量和热量交换 3847.3.1介绍 3847.3.2前期要求 3847.3.3问题描述 3847.3.4设置和求解 3857.4算例十四：使用用户自定义标量模拟电加热（欧姆加热） 3907.4.1介绍 3907.4.2方法和设置 3907.4.3前期要求 3907.4.4问题描述 3907.4.5准备 3917.4.6设置和求解 3917.4.7总结 3997.4.8练习与讨论 3997.5算例十五：顶盖驱动的腔体流动 4007.5.1介绍 4007.5.2方法和设置 4007.5.3前期要求 4007.5.4问题描述 4007.5.5准备 4007.5.6设置和求解 4007.5.7总结 4067.5.8参考文献 4077.5.9练习与讨论 4077.6算例十六：引擎流场模拟 4077.6.1介绍 4077.6.2方法和设置 4077.6.3前期要求 4077.6.4问题描述 4087.6.5准备 4087.6.6设置和求解 4087.6.7总结 4237.6.8练习和讨论 4247.7算例十七：使用EBU（Eddy Break Up，涡破碎）模型模拟煤粉燃烧 4247.7.1介绍 4247.7.2技巧和设置 4247.7.3前期要求 4247.7.4问题描述 4247.7.5准备 4257.7.6设置和求解 4257.7.7结果 4367.8算例十八：多步焦炭反应模拟 4367.8.1介绍 4367.8.2技巧和设置 4367.8.3前期要求 4367.8.4问题描述 4367.8.5准备 4377.8.6设置和求解 4377.8.7结果 4447.8.8总结 4447.9算例十九：利用EDC燃烧模型模拟扩散火焰 4457.9.1介绍 4457.9.2前期要求 4457.9.3问题描述 4457.9.4准备 4457.9.5设置和求解 4457.9.6总结 4537.10算例二十：扩散射流火焰的PDF输运方程模型模拟 4547.10.1介绍 4547.10.2技巧和设置 4547.10.3实验概况 4547.10.4前期要求 4547.10.5问题描述 4547.10.6准备 4557.10.7设置和求解 4557.10.8总结 4617.11算例二十一：模拟圆形通道的表面反应 4617.11.1介绍 4617.11.2准备 4617.11.3设置和求解 461第8章综合实战案例三 4658.1算例二十二：模拟二维流化床的均匀流化作用 4658.1.1介绍 4658.1.2前期要求 4658.1.3问题描述 4658.1.4设置和求解 4668.2算例二十三：液体燃料燃烧 4698.2.1介绍 4698.2.2技巧和设置 4708.2.3前期准备 4708.2.4问题描述 4708.2.5准备 4708.2.6设置和求解 4718.2.7总结 4788.3算例二十四：偏心环形管道的非牛顿流体流动模拟 4788.3.1介绍 4788.3.2技巧和设置 4798.3.3前期要求 4798.3.4问题描述 4798.3.5准备 4798.3.6设置和求解 4798.3.7总结 4898.3.8参考文献 4898.3.9练习与讨论 4898.4算例二十五：离心式鼓风机模拟 4898.4.1介绍 4898.4.2问题描述 4908.4.3准备 4908.4.4设置和求解 4908.4.5总结 4988.5算例二十六：圆柱绕流模拟 4988.5.1介绍 4988.5.2问题描述 4988.5.3准备 4988.5.4设置和求解 4988.5.5总结 5068.5.6参考文献 506第9章综合实战案例四 5079.1算例二十七：求解流固耦合换热问题 5079.1.1介绍 5079.1.2问题描述 5079.1.3准备工作 5089.1.4设置和求解 5089.2总结 5199.3算例二十八：使用太阳光辐射加载模型模拟室内通风过程 5199.3.1介绍 5199.3.2问题描述 5209.3.3准备工作 5209.3.4设置与求解 5209.4附录 5279.5算例二十九：利用FLUENT模拟核状沸腾换热过程 5279.5.1介绍 5279.5.2问题描述 5289.5.3准备工作 5289.5.4步骤和求解：单相流动 5289.5.5求解设置：沸腾流 5329.6算例三十：使用FLUENT的VOF多相流模型模拟大坝泄洪过程 5419.6.1问题描述 5419.6.2准备工作 5429.6.3设置与求解 5429.7总结 5469.8算例三十一：模拟离心泵的空化 现象 5469.8.1问题描述 5469.8.2准备工作 5479.8.3设置与求解 5479.9总结 5519.10算例三十二：模拟喷雾蒸发过程 5529.10.1准备工作 5529.10.2问题描述 5529.10.3设置和求解 552准备工作 5529.11总结 5689.12进一步改进 5689.13算例三十三：使用非预混燃烧模型模拟燃烧问题 5689.13.1前提条件 5689.13.2问题描述 5699.13.3设置和求解 5699.14总结 5819.15参考文献 5819.16进一步改进 5819.17算例三十四：使用有限速率化学反应模型分析锥形室内的预混化学反应流 5819.17.1问题描述 5829.17.2设置和求解 5829.17.3结果 5909.18总结 5909.19参考文献 5919.20算例三十五：选择性催化还原（SCR）的脱硝过程模拟 591 9.20.1网格 5919.20.2前期准备 5929.20.3问题描述 5929.20.4准备工作 5929.20.5设置和求解 5929.21总结 6019.22算例三十六：壁面温度正弦状变化的UDF设置及模拟 6019.22.1问题描述 6019.22.2准备工作 6019.22.3设置和求解 6029.23结果 6039.24总结 6049.25算例三十七：随温度而变化之粘性的UDF设置及模拟 6049.25.1问题描述 6049.25.2准备工作 6049.25.3设置和求解 6049.26结果 6079.27总结 607参考文献 608内容介绍本书详细介绍了FLUENT、GAMBIT、ICEM CFD和Tecplot基础理论、具体操作和典型的应用案例。本书是在原有首版的基础上，增加了近几年CFD的热点应用，结合读者意见进行完善和改进后的第二版。全书共分9章。第1章介绍了CFD基本理论及软件的基本应用，并通过简单实用的算例，说明了FLUENT的求解过程和后处理步骤。第2章介绍了CFD前处理概念和GAMBIT、ICEM CFD的使用方法。第3章介绍了CFD求解理论和FLUENT的使用方法。第4章介绍了FLUENT后处理和Tecplot使用方法。第5章是网格应用实战，以10个网格应用的典型实例为讲解主线，详细介绍GAMBIT和ICEM CFD创建四面体网格、六面体网格的功能应用，涉及局部加密法、边界层网格和块结构化网格的划分方法。第6章至第9章都是综合实战案例，通过37个典型算例，介绍FLUENT在多个领域的应用。第9章的11个算例为此次第二版图书的新加算例。本书理论讲解详细、操作介绍直观、实例内容丰富，全面介绍了FLUENT、GAMBIT、ICEM CFD和Tecplot应用于流体工程计算的操作，具有较强的实用性。本书包含的大量实例基本涵盖了ICEM CFD和FLUENT在各大领域中的典型应用，本书的这些经典算例是对ICEM CFD和FLUENT功能应用很全面的总结。本书可作为能源、航空航天、船舶、石油、化工、机械、制造、汽车、生物、环境、水利、火灾安全、冶金、建筑、材料等众多领域的研究生和本科生学习CFD基本理论和软件应用的教材，也可供上述领域的科研人员、企业研发人员，特别是从事CFD基础和应用计算的人员学习参考。作者介绍*飞，博士，毕业于北京大学，曾任北京大学博士后，美国康涅狄格大学博士后，澳大利亚阿德莱德大学访问学者，从事CFD模拟工作10年，发表SCI论文30余篇，编写了《精通CFD工程仿真与案例实战》及《精通CFD动网格工程仿真与案例实战》两本CFD工具书，拥有十余项专利。目前任华中科技大学能源与动力工程学院副教授，精通CFD理论与应用。徐敏义，博士，毕业于北京大学，美国佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）、加拿大皇后大学访问学者，从事CFD模拟工作10年，发表SCI论文近20篇。目前任大连海事大学轮机工程学院副教授，长期从事湍流基础及应用研究工作。王飞飞，博士，毕业于北京大学，从事CFD模拟工作8年，发表SCI论文20余篇。目前任华中科技大学环境学院教师，长期从事CFD研究工作。编辑推荐8个经典网格ICEM CFD划分实例(非结构网格、块结构网格、O-grid网格划分、边界层网格),详细讲解ICEMCFD的应用37个经典的FLUENT案例（气流组织、管流、换热、可压缩流动、水波、翼型绕流、各类多相流模型、固体燃料电池、SNCR、燃烧与化学反应、催化反应、非牛顿流体、风机、圆柱绕流、UDF），全面解读FLUENT的应用典型的Tecplot后处理应用（矢量图、等值线图、三维剖面图、XY点图）255分钟的算例视频讲解及各算例源文件，帮助读者尽快融入实战角色媒体评论推荐序我在FLUENT中国工作时就认识了*飞博士，合作至今已近4年。目前，他是海基公司的CFD高级培训讲师，他对技术的理解和痴迷令我印象深刻。他思想敏锐，是一位非常踏实且有才华的青年学者。几年来，他的学术论文和各种科研成果接连被国际杂志刊登，其质量都很高，这印证了我对他的印象。海基盛元信息科技公司把FLUENT软件引进了中国，为CFD软件在中国的推广与应用起到了重要作用。*飞博士在海基公司主要负责ICEM CFD和FLUENT软件的基础和高级培训，开课有ICEM CFD与FLUE目录目录第1章CFD概述 11.1计算流体力学概述 11.1.1计算流体力学的基本思想和本质 11.1.2计算流体力学的优势 21.1.3CFD学科诞生与工程化背景 21.1.4计算流体力学的应用领域 21.2计算流体力学问题的解决过程 31.2.1前处理 31.2.2求解 41.2.3后处理 41.3计算流体力学商业软件介绍 41.3.1前处理器 41.3.2求解器 51.3.3后处理软件 101.4FLUENT的操作界面 111.4.1启动FLUENT界面 111.4.2FLUENT主界面 121.5FLUENT的基础操作 131.5.1启动ANSYS FLUENT求解器 141.5.2读入网格文件 141.5.3网格检查 151.5.4尺寸检查 161.5.5网格光顺化 161.5.6显示网格 161.5.7模型参数设置 171.5.8物性参数设置 171.5.9边界条件参数设置 181.5.10求解参数设置 201.5.11迭代求解 211.5.12利用高阶离散格式获得精确解 211.6显示计算结果与分析结果数据 221.6.1显示速度的云图 221.6.2显示温度的云图 231.6.3显示速度矢量图 241.6.4显示出口温度的XY点图 251.7本章总结 25第2章网格基础与操作 262.1CFD网格前处理理论准备 262.1.1划分网格的目的 262.1.2网格几何要素 262.1.3网格形状 272.1.4结构化与非结构化网格 272.1.5壁面和近壁区网格处理原则 292.1.6网格质量评价标准 312.1.7选择合适的网格类型 322.1.8网格自适应 332.2GAMBIT网格划分 342.2.1GAMBIT的基本功能与界面 342.2.2GAMBIT基本术语 372.2.3GAMBIT几何通用操作 372.2.4GAMBIT几何造型 402.2.5GAMBIT实体几何操作 492.2.6GAMBIT划分实体网格 532.2.7划分体网格 572.2.8划分边界层网格 602.2.9GAMBIT指定边界和域类型 622.2.10尺寸函数 632.2.11网格划分策略分析简介 652.2.12网格质量管理及网格输出 662.3ICEM CFD网格划分 682.3.1ICEM CFD基本功能与界面 682.3.2ICEM CFD几何体创建与处理 722.3.3ICEM CFD划分非结构网格 772.3.4ICEM CFD划分棱柱边界层网格 862.3.5ICEM CFD划分六面体结构化网格 902.3.6ICEM CFD指定边界和域类型以及输出网格 102第3章FLUENT基础与操作 1053.1FLUENT求解，启动FLUENT与FLUENT并行计算 1053.2FLUENT脚本文件自动运行 1073.3FLUENT文件类型 1083.4网格检查 1083.4.1在FLUENT中检查网格 1083.4.2报告网格统计量 1093.5计算域尺寸设置 1103.5.1FLUENT的计算单位系统 1103.5.2在FLUENT中设置计算域尺寸 1103.6定义湍流模型 1113.6.1流体与流动的分类 1113.6.2判断湍流的标准 1123.6.3湍流模型的评价与选择 1133.6.4壁面函数的选择 1173.6.5在FLUENT中设定湍流模型 1183.7对流换热计算 1213.7.1在FLUENT中考虑对流换热 1213.7.2考虑自然对流问题的场合与方法 1223.8辐射换热计算 1243.8.1选择辐射换热模型 1243.8.2在FLUENT中设定P1辐射模型 1253.8.3在FLUENT中设定Discrete Ordinates辐射模型 1253.8.4辐射物质属性定义 1263.9模拟不考虑化学反应的组分传输过程 1273.10化学反应流与燃烧模拟 1273.10.1FLUENT中的燃烧模型介绍 1273.10.2反应模型的选择 1283.10.3通用有限速率模型 1303.10.4ISAT算法 1353.10.5导入CHEMKIN格式的化学反应机理 1363.10.6非预混燃烧模型之混合分数 PDF模型 1373.10.7非预混燃烧模型之层流火焰面模型 1383.10.8FLUENT中的煤燃烧模拟计算器的设置与使用 1393.10.9预混燃烧模型 1403.10.10部分预混燃烧模型 1413.10.11组分输运概率密度函数PDF燃烧模型 1423.10.12FLUENT燃烧模拟可能遇到的点火问题 1423.11表面反应模拟 1433.12设定操作工况参数 1443.13设定单元区域条件 1463.13.1单元区域条件的类型 1463.13.2单元区域条件设定 1473.14多孔介质计算域 1493.15设定边界条件 1503.15.1边界条件类型 1503.15.2边界条件设定 1513.16控制方程离散化 1713.16.1离散方法 1713.16.2离散格式 1723.16.3离散格式的选择 1733.16.4在FLUENT中设置离散格式 1753.17求解方法 1753.17.1基于压力的求解器 1753.17.2基于密度的求解器 1773.17.3在FLUENT中设置求解器 1773.18设置欠松弛因子 1783.19设置库朗数 1793.20设置求解极限 1793.21求解初始化 1803.21.1全局初始化 1803.21.2对初始值进行局部修补 1813.22求解器的使用方法 1813.22.1使用求解器的基本步骤 1813.22.2在FLUENT中设置定常状态的计算 1823.23确认收敛性 1823.24网格自适应 1823.25UDF的基本理论与应用 1833.25.1UDF的基本理论 1833.25.2UDF的应用 1833.26FLUENT中常见警告的出现原因和解决方法 184第4章后处理基础与操作 1864.1计算后处理：FLUENT后处理 1864.1.1创建点、线和面 1874.1.2流场显示 1904.1.3显示网格 1914.1.4显示等值线云图 1914.1.5显示矢量图 1924.1.6显示轨迹线 1934.1.7显示扫描面 1944.1.8创建动画 1944.1.9显示XY曲线 1954.1.10显示柱状图 1954.1.11FLUENT计算报告 1964.1.12边界通量报告 1964.1.13受力报告 1974.1.14投影面积 1984.1.15表面积分 1984.1.16体积分 2004.1.17参考值设定 2014.1.18算例设置报告 2014.2Tecplot数据处理 2024.2.1Tecplot 360功能简介 2024.2.2Tecplot 360 文件格式 2044.2.3Tecplot 360 读入FLUENT文件 2084.2.4在Tecplot 360中绘制XY曲线 2104.2.5在Tecplot 360中显示等值线云图 2114.2.6在Tecplot 360中绘制矢量图 2134.2.7在Tecplot 360中绘制流线 2144.2.8在Tecplot 360中绘制三维流场剖面图 2154.2.9在Tecplot 360中制作动画 2184.2.10在Tecplot 360中分析CFD数据 221第5章网格划分案例 223第一部分：利用GAMBIT划分网格 2235.1网格实例一：二维圆筒燃烧器网格划分 2235.1.1创建几何实体 2245.1.2对实体进行网格划分 2255.1.3创建边界条件并输出网格 2265.2网格实例二：燃气灶网格划分 2275.2.1创建燃气灶实体模型 2285.2.2对实体进行网格划分 2325.2.3创建实体的边界条件 2345.2.4输出网格 235第二部分：利用ICEM CFD划分网格 2355.3网格实例三：引擎模型四面体划分 2355.3.1打开工程 2355.3.2Repair几何实体 2365.3.3设置网格尺寸 2375.3.4初步计算并查看网格 2375.3.5光顺网格 2385.3.6基于曲率自适应的网格加密 2385.3.7再次创建网格 2395.3.8切面显示 2395.4网格实例四：机翼翼身组合体棱柱形网格划分 2395.4.1打开项目 2395.4.2划分棱柱层网格 2405.4.3创建机翼尾部密度区 2415.4.4再次计算网格并显示 2425.4.5光顺网格 2425.4.6生成六面体核心网格 2425.5网格实例五：二维管道四边形网格划分 2435.5.1新建工程 2445.5.2初始化块 2445.5.3分割块 2445.5.4删除 Blocks 2455.5.5关联块顶点到几何点 2455.5.6关联Edge到Curve 2465.5.7显示关联 2475.5.8组合Curves 2475.5.9完成边和线的关联 2475.5.10移动剩余的顶点到几何上 2485.5.11设置网格尺寸 2485.5.12生成并显示网格 2495.5.13网格质量检查 2495.5.14转化成非结构化网格 2505.6网格实例六：三维管道六面体结构化网格 2505.6.1新建工程 2505.6.2检查几何拓扑 2515.6.3创建Part 2515.6.4创建材料点并保存工程 2525.6.5初始化块 2525.6.6分割块并建立拓扑结构 2535.6.7关联曲线 2545.6.8初步生成网格 2555.6.9初步网格质量评估 2555.6.10建立O-grid 2555.6.11第二次生成网格 2565.6.12第二次网格质量评估 2565.6.13网格输出 2575.7网格实例七：三维弯管六面体结构化网格 2575.7.1打开项目并创建Parts 2575.7.2创建体并初始化块 2585.7.3切块和删除部分块 2595.7.4关联 2595.7.5移动顶点（1） 2605.7.6创建第一个O-grid 2605.7.7修饰块 2615.7.8移动顶点（2） 2625.7.9创建第二个O-grid 2625.7.10设置网格尺寸并预览网格 2635.7.11移动顶点以改善网格质量 2645.7.12重新查看网格 2645.8网格实例八：管内叶片三维六面体结构化网格 2655.8.1打开工程并创建Parts 2655.8.2创建体 2665.8.3初始化块 2665.8.4创建关联 2675.8.5块分割 2675.8.6塌陷 2685.8.7边关联 2685.8.8设置面网格参数 2685.8.9网格质量检查 2695.8.10创建O-grid 2695.8.11中间块删除并计算网格 2705.8.12网格质量检查 2705.9网格实例九：半球方体三维六面体结构化网格 2715.9.1读入工程 2715.9.2初始化块 2725.9.3建立拓扑（1） 2735.9.4关联（1） 2735.9.5设置网格参数（1） 2735.9.6预览网格并检查网格质量 2745.9.7建立拓扑（2） 2755.9.8关联（2） 2755.9.9设置网格参数（2） 2765.9.10计算网格 2765.9.11检查网格质量 2775.9.12局部网格参数设置 2775.10网格实例十：托架三维六面体结构化网格 2775.10.1创建新项目 2785.10.2初始化块 2785.10.3移动块顶点 2795.10.4分块（1） 2795.10.5关联并移动顶点 2805.10.6创建块 2805.10.7关联 2815.10.8分块（2） 2815.10.9创建O-grid 2825.10.10设置边缘O-grid 2835.10.11计算网格 2835.10.12网格质量评估 2845.10.13网格镜像 285第6章综合实战案例一 2866.1算例一：空调房间室内气流组织模拟 2866.1.1介绍 2866.1.2方法和设置 2866.1.3前期要求 2866.1.4问题描述 2876.1.5准备 2876.1.6设置和求解 2876.1.7总结 2916.2算例二：管内流动的模拟 2916.2.1介绍 2916.2.2方法和设置 2916.2.3前期要求 2916.2.4问题描述 2916.2.5准备 2916.2.6设置和求解 2926.2.7总结 3016.2.8参考文献 3016.2.9练习与讨论 3016.3算例三：外掠平板的流场与换热 3016.3.1介绍 3016.3.2方法和设置 3016.3.3前期要求 3026.3.4问题描述 3026.3.5准备 3026.3.6设置与求解 3026.3.7总结 3106.3.8参考文献 3106.3.9练习与讨论 3106.4算例四：进气歧管的流动模拟 3116.4.1介绍 3116.4.2方法和设置 3116.4.3前期要求 3116.4.4问题描述 3116.4.5准备 3126.4.6设置和求解 3126.4.7总结 3196.4.8参考文献 3196.4.9练习与讨论 3196.5算例五：渐缩渐扩管的无粘与可压缩流动模拟 3196.5.1介绍 3196.5.2方法和设置 3196.5.3前期准备 3196.5.4问题描述 3206.5.5准备 3206.5.6设置和求解 3206.5.7总结 3276.5.8参考文献 3276.5.9练习与讨论 3276.6算例六：模拟水箱的水波运动 3276.6.1介绍 3276.6.2方法和设置 3276.6.3前期要求 3276.6.4问题描述 3286.6.5准备 3286.6.6设置和求解 3286.6.7总结 3356.6.8练习与讨论 3356.7算例七：水平膜状沸腾 3366.7.1介绍 3366.7.2前期要求 3366.7.3问题描述 3366.7.4设置和求解 3366.7.5分析 3416.7.6总结 3426.8算例八：机翼绕流可压缩流动的模拟 3426.8.1介绍 3426.8.2方法和设置 3436.8.3前期要求 3436.8.4问题描述 3436.8.5准备 3436.8.6设置和求解 3436.8.7总结 3506.8.8练习与讨论 3506.9算例九：利用欧拉模型解决搅拌器混合问题 3506.9.1介绍 3506.9.2方法和设置 3516.9.3问题描述 3516.9.4设置和求解 3516.10算例十：利用多相流混合模型和欧拉模型 求解T形管流动 3606.10.1介绍 3606.10.2方法和设置 3606.10.3问题描述 3616.10.4设置和求解 3616.11算例十一：对固体燃料电池进行流体动力学模拟 3686.11.1介绍 3686.11.2方法和设置 3686.11.3问题描述 3686.11.4设置与求解 368第7章综合实战案例二 3787.1算例十二：使用喷尿素法并利用选择性非催化还原法（SNCR）进行NOx模拟 3787.1.1介绍 3787.1.2方法和设置 3787.1.3前期要求 3787.1.4问题描述 3797.1.5准备 3797.1.6设置和求解 3797.2总结 3847.3算例十三：使用混合物模型模拟质量和热量交换 3847.3.1介绍 3847.3.2前期要求 3847.3.3问题描述 3847.3.4设置和求解 3857.4算例十四：使用用户自定义标量模拟电加热（欧姆加热） 3907.4.1介绍 3907.4.2方法和设置 3907.4.3前期要求 3907.4.4问题描述 3907.4.5准备 3917.4.6设置和求解 3917.4.7总结 3997.4.8练习与讨论 3997.5算例十五：顶盖驱动的腔体流动 4007.5.1介绍 4007.5.2方法和设置 4007.5.3前期要求 4007.5.4问题描述 4007.5.5准备 4007.5.6设置和求解 4007.5.7总结 4067.5.8参考文献 4077.5.9练习与讨论 4077.6算例十六：引擎流场模拟 4077.6.1介绍 4077.6.2方法和设置 4077.6.3前期要求 4077.6.4问题描述 4087.6.5准备 4087.6.6设置和求解 4087.6.7总结 4237.6.8练习和讨论 4247.7算例十七：使用EBU（Eddy Break Up，涡破碎）模型模拟煤粉燃烧 4247.7.1介绍 4247.7.2技巧和设置 4247.7.3前期要求 4247.7.4问题描述 4247.7.5准备 4257.7.6设置和求解 4257.7.7结果 4367.8算例十八：多步焦炭反应模拟 4367.8.1介绍 4367.8.2技巧和设置 4367.8.3前期要求 4367.8.4问题描述 4367.8.5准备 4377.8.6设置和求解 4377.8.7结果 4447.8.8总结 4447.9算例十九：利用EDC燃烧模型模拟扩散火焰 4457.9.1介绍 4457.9.2前期要求 4457.9.3问题描述 4457.9.4准备 4457.9.5设置和求解 4457.9.6总结 4537.10算例二十：扩散射流火焰的PDF输运方程模型模拟 4547.10.1介绍 4547.10.2技巧和设置 4547.10.3实验概况 4547.10.4前期要求 4547.10.5问题描述 4547.10.6准备 4557.10.7设置和求解 4557.10.8总结 4617.11算例二十一：模拟圆形通道的表面反应 4617.11.1介绍 4617.11.2准备 4617.11.3设置和求解 461第8章综合实战案例三 4658.1算例二十二：模拟二维流化床的均匀流化作用 4658.1.1介绍 4658.1.2前期要求 4658.1.3问题描述 4658.1.4设置和求解 4668.2算例二十三：液体燃料燃烧 4698.2.1介绍 4698.2.2技巧和设置 4708.2.3前期准备 4708.2.4问题描述 4708.2.5准备 4708.2.6设置和求解 4718.2.7总结 4788.3算例二十四：偏心环形管道的非牛顿流体流动模拟 4788.3.1介绍 4788.3.2技巧和设置 4798.3.3前期要求 4798.3.4问题描述 4798.3.5准备 4798.3.6设置和求解 4798.3.7总结 4898.3.8参考文献 4898.3.9练习与讨论 4898.4算例二十五：离心式鼓风机模拟 4898.4.1介绍 4898.4.2问题描述 4908.4.3准备 4908.4.4设置和求解 4908.4.5总结 4988.5算例二十六：圆柱绕流模拟 4988.5.1介绍 4988.5.2问题描述 4988.5.3准备 4988.5.4设置和求解 4988.5.5总结 5068.5.6参考文献 506第9章综合实战案例四 5079.1算例二十七：求解流固耦合换热问题 5079.1.1介绍 5079.1.2问题描述 5079.1.3准备工作 5089.1.4设置和求解 5089.2总结 5199.3算例二十八：使用太阳光辐射加载模型模拟室内通风过程 5199.3.1介绍 5199.3.2问题描述 5209.3.3准备工作 5209.3.4设置与求解 5209.4附录 5279.5算例二十九：利用FLUENT模拟核状沸腾换热过程 5279.5.1介绍 5279.5.2问题描述 5289.5.3准备工作 5289.5.4步骤和求解：单相流动 5289.5.5求解设置：沸腾流 5329.6算例三十：使用FLUENT的VOF多相流模型模拟大坝泄洪过程 5419.6.1问题描述 5419.6.2准备工作 5429.6.3设置与求解 5429.7总结 5469.8算例三十一：模拟离心泵的空化 现象 5469.8.1问题描述 5469.8.2准备工作 5479.8.3设置与求解 5479.9总结 5519.10算例三十二：模拟喷雾蒸发过程 5529.10.1准备工作 5529.10.2问题描述 5529.10.3设置和求解 552准备工作 5529.11总结 5689.12进一步改进 5689.13算例三十三：使用非预混燃烧模型模拟燃烧问题 5689.13.1前提条件 5689.13.2问题描述 5699.13.3设置和求解 5699.14总结 5819.15参考文献 5819.16进一步改进 5819.17算例三十四：使用有限速率化学反应模型分析锥形室内的预混化学反应流 5819.17.1问题描述 5829.17.2设置和求解 5829.17.3结果 5909.18总结 5909.19参考文献 5919.20算例三十五：选择性催化还原（SCR）的脱硝过程模拟 591 9.20.1网格 5919.20.2前期准备 5929.20.3问题描述 5929.20.4准备工作 5929.20.5设置和求解 5929.21总结 6019.22算例三十六：壁面温度正弦状变化的UDF设置及模拟 6019.22.1问题描述 6019.22.2准备工作 6019.22.3设置和求解 6029.23结果 6039.24总结 6049.25算例三十七：随温度而变化之粘性的UDF设置及模拟 6049.25.1问题描述 6049.25.2准备工作 6049.25.3设置和求解 6049.26结果 6079.27总结 607参考文献 608内容介绍本书详细介绍了FLUENT、GAMBIT、ICEM CFD和Tecplot基础理论、具体操作和典型的应用案例。本书是在原有首版的基础上，增加了近几年CFD的热点应用，结合读者意见进行完善和改进后的第二版。全书共分9章。第1章介绍了CFD基本理论及软件的基本应用，并通过简单实用的算例，说明了FLUENT的求解过程和后处理步骤。第2章介绍了CFD前处理概念和GAMBIT、ICEM CFD的使用方法。第3章介绍了CFD求解理论和FLUENT的使用方法。第4章介绍了FLUENT后处理和Tecplot使用方法。第5章是网格应用实战，以10个网格应用的典型实例为讲解主线，详细介绍GAMBIT和ICEM CFD创建四面体网格、六面体网格的功能应用，涉及局部加密法、边界层网格和块结构化网格的划分方法。第6章至第9章都是综合实战案例，通过37个典型算例，介绍FLUENT在多个领域的应用。第9章的11个算例为此次第二版图书的新加算例。本书理论讲解详细、操作介绍直观、实例内容丰富，全面介绍了FLUENT、GAMBIT、ICEM CFD和Tecplot应用于流体工程计算的操作，具有较强的实用性。本书包含的大量实例基本涵盖了ICEM CFD和FLUENT在各大领域中的典型应用，本书的这些经典算例是对ICEM CFD和FLUENT功能应用很全面的总结。本书可作为能源、航空航天、船舶、石油、化工、机械、制造、汽车、生物、环境、水利、火灾安全、冶金、建筑、材料等众多领域的研究生和本科生学习CFD基本理论和软件应用的教材，也可供上述领域的科研人员、企业研发人员，特别是从事CFD基础和应用计算的人员学习参考。作者介绍*飞，博士，毕业于北京大学，曾任北京大学博士后，美国康涅狄格大学博士后，澳大利亚阿德莱德大学访问学者，从事CFD模拟工作10年，发表SCI论文30余篇，编写了《精通CFD工程仿真与案例实战》及《精通CFD动网格工程仿真与案例实战》两本CFD工具书，拥有十余项专利。目前任华中科技大学能源与动力工程学院副教授，精通CFD理论与应用。徐敏义，博士，毕业于北京大学，美国佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）、加拿大皇后大学访问学者，从事CFD模拟工作10年，发表SCI论文近20篇。目前任大连海事大学轮机工程学院副教授，长期从事湍流基础及应用研究工作。王飞飞，博士，毕业于北京大学，从事CFD模拟工作8年，发表SCI论文20余篇。目前任华中科技大学环境学院教师，长期从事CFD研究工作。
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