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ANSYS工程应用系列丛书 FLUENT14.5流场分析从入门到精通 [余华兵，康士廷，胡仁喜 等编著] 2014年版
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资料介绍
ANSYS工程应用系列丛书 FLUENT14.5流场分析从入门到精通
作者：余华兵，康士廷，胡仁喜 等编著
出版时间：2014年版
内容简介
本书全面介绍了FLUENT14.5流场分析的各种功能和基本操作方法。全书共分为12章，分别介绍了流体力学基础、GAMBIT基础知识、FLUENT基础知识、Tecplot软件、二维流动和传热的数值模拟、三维流动和传热的数值模拟、湍流模型模拟、多相流模型模拟、滑移网格模型模拟、动网格模型模拟、组分传输与气体燃烧的模拟和UDF使用等知识。全书实例丰富，讲解精辟。随书光盘包含全书所有实例的源文件和操作过程的讲解视频，可以帮助读者方便地学习本书。本书适合用作科研院所流体力学研究人员、流体力学相关专业硕博士研究生及流体力学相关专业本科高年级学生的自学指导书或参考用书。
目录
前言
第1章 流体力学基础 1
1.1 流体力学基本概念 2
1.1.1 连续介质模型 2
1.1.2 流体的基本性质 2
1.1.3 作用在流体上的力 4
1.1.4 流动分析基础 4
1.2 流体运动的基本概念 5
1.3 流体流动及传热的基本控制方程 8
1.4 边界层理论 10
第2章 GAMBIT基础知识 12
2.1 CFD软件概述 13
2.2 FLUENT软件包概述 16
2.3 计算网络 18
2.3.1 网格类型 19
2.3.2 网格类型的选择 21
2.3.3 网格质量 21
2.4 GAMBIT功能简介 22
2.4.1 GAMBIT的特点 23
2.4.2 GAMBIT的基本操作步骤 23
2.4.3 GAMBIT的启动界面 24
2.4.4 GAMBIT的用户操作界面 25
2.4.5 二维搅拌模型与网格划分 29
2.4.6 三维气体吸收塔模型与网格划分 33
2.4.7 三管相贯模型与网格划分 37
第3章 FLUENT软件的操作使用 43
3.1 FLUENT14.5求解器功能简介 44
3.1.1 FLUENT 14.5求解步骤 44
3.1.2 FLUENT 14.5启动界面 44
3.1.3 FLUENT 14.5图形用户界面 45
3.1.4 FLUENT 14.5文件读写 46
3.1.5 FLUENT 14.5对网格的基本操作 49
3.1.6 FLUENT 14.5基本计算模型 53
3.1.7 FLUENT 14.5求解器选择 53
3.1.8 选择FLUENT 14.5的运行环境 54
3.1.9 FLUENT 14.5的材料定义 55
3.1.10 FLUENT 14.5的湍流模型 58
3.1.11 FLUENT 14.5边界条件 65
3.1.12 设置FLUENT 14.5求解参数 73
3.2 三维机头温度场的数值模拟实例 75
3.2.1 利用GAMBIT创建模型 76
3.2.2 实体网格的划分 80
3.2.3 边界条件和区域的设定 80
3.2.4 网格输出 81
3.2.5 利用FLUENT求解器求解 82
3.2.6 后处理 87
第4章 Tecplot软件简介 90
4.1 Tecplot概述 91
4.1.1 Tecplot软件菜单介绍 91
4.1.2 Tecplot软件边框工具栏选项的介绍 93
4.1.3 2D图形的编辑 93
4.1.4 3D图形的编辑 99
4.2 Tecplot后处理实例——三维弯管水流速度场模拟 104
4.2.1 实例概述 104
4.2.2 模型的建立 104
4.2.3 网格的划分 106
4.2.4 求解计算 106
4.2.5 Tecplot后处理 108
第5章 二维流动和传热的数值模拟 110
5.1 轴对称孔板流量计的流动模拟 111
5.1.1 利用GAMBIT创建模型 111
5.1.2 网格的划分 112
5.1.3 边界条件和区域的设定 114
5.1.4 网格的输出 115
5.1.5 利用FLUENT求解器求解 115
5.2 二维自然对流传热问题的分析 122
5.2.1 利用GAMBIT创建模型 122
5.2.2 网格的划分 123
5.2.3 求解计算 124
5.3 喷嘴内气体流动分析 128
5.3.1 利用GAMBIT创建模型 128
5.3.2 网格的划分 129
5.3.3 求解计算 130
5.4 二维瞬间闸门倾洪流动模拟 133
5.4.1 利用GAMBIT创建模型 133
5.4.2 网格的划分 134
5.4.3 求解计算 134
第6章 三维流动和传热的数值模拟 138
6.1 三维弯管流动的模拟 139
6.1.1 利用GAMBIT创建模型 139
6.1.2 划分实体网格 146
6.1.3 边界条件和区域的设定 148
6.1.4 网格输出 148
6.1.5 利用FLUENT求解器求解 148
6.1.6 后处理 154
6.2 三维室内温度传热模拟 156
6.2.1 利用GAMBIT创建模型 157
6.2.2 网格的划分 158
6.2.3 求解计算 159
6.3 三维喷管流动与传热的耦合求解 163
6.3.1 利用GAMBIT读入三维物理模型 164
6.3.2 利用GAMBIT划分网格 165
6.3.3 设定区域属性与边界条件 166
6.3.4 输出网格文件 168
6.3.5 利用FLUENT进行流动与换热的耦合求解 168
6.3.6 后处理 179
6.4 周期性三维流动与传热模拟 181
6.4.1 利用GAMBIT创建几何模型 182
6.4.2 利用GAMBIT划分网格 188
6.4.3 利用GAMBIT初定边界 189
6.4.4 利用GAMBIT导出Mesh文件 192
6.4.5 利用FLUENT 14.5导入Mesh文件 192
6.4.6 周期边界计算模型的设定过程 192
6.4.7 FLUENT 14.5自带后处理 200
第7章 湍流模型模拟 204
7.1 湍流模型概述 205
7.1.1 单方程模型 205
7.1.2 标准k~ε模型 206
7.1.3 重整化群k~ε模型 207
7.1.4 可实现k~ε模型 207
7.1.5 雷诺应力模型 209
7.1.6 大涡模拟 210
7.2 湍流模型的设置 210
7.3 湍流模型实例——瀑布流过圆柱形石块时的流场 212
7.3.1 建立模型 212
7.3.2 网格的划分 214
7.3.3 求解计算 215
第8章 多相流模型模拟 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 欧拉模型 225
8.2 通用多相流模型的选择与使用 226
8.2.1 通用多相流模型的选择 226
8.2.2 通用多相流模型的设置 226
8.2.3 一般多相流问题的求解策略 228
8.3 二维喷射流场模拟实例 228
8.3.1 建立模型 229
8.3.2 划分网格 229
8.3.3 求解计算 230
8.4 低气相容积率的气泡流混合模型模拟 236
8.4.1 利用GAMBIT创建几何模型 236
8.4.2 利用GAMBIT划分网格 239
8.4.3 利用GAMBIT初定边界 240
8.4.4 利用GAMBIT导出Mesh文件 240
8.4.5 利用FLUENT 14.5导入Mesh文件 241
8.4.6 混合模型的设定过程 241
8.4.7 模型初始化 246
8.4.8 迭代计算 247
8.4.9 FLUENT 14.5自带后处理 247
8.5 套管内气液两相流动模拟 249
8.5.1 利用GAMBIT创建几何模型 249
8.5.2 利用GAMBIT划分网格 252
8.5.3 求解计算 252
第9章 滑移网格模型模拟 258
9.1 滑移网格模型概述 259
9.2 滑移网格的设置 260
9.3 用MRF法模拟二维离心泵的流场 261
9.3.1 利用GAMBIT创建几何模型 262
9.3.2 利用GAMBIT划分网格 272
9.3.3 利用GAMBIT初建边界条件 273
9.3.4 利用GAMBIT导出Mesh文件 275
9.3.5 利用FLUENT 14.5导入Mesh文件 275
9.3.6 计算模型的设定过程 276
9.3.7 模型初始化 281
9.3.8 迭代计算 282
9.3.9 FLUENT 14.5自带后处理 282
9.4 用滑动网格法模拟二维离心泵的流场 284
9.4.1 利用FLUENT 14.5导入Case文件 285
9.4.2 滑动网格模型的修改与设定 285
9.4.3 设定观看录像 286
9.4.4 迭代计算 287
9.4.5 FLUENT 14.5自带后处理 289
第10章 动网格模型模拟 291
10.1 动网格模型概述 292
10.2 动网格的设置 293
10.2.1 动网格参数的设置 294
10.2.2 动网格运动方式的定义 295
10.2.3 动网格预览 296
10.3 二维实体入水模拟实例 297
10.3.1 建立模型 297
10.3.2 划分网格 298
10.3.3 求解计算 299
10.4 活塞在气缸中运动模拟实例 303
10.4.1 利用FLUENT求解动网格问题 304
10.4.2 计算结果后处理 309
第11章 组分传输与气体燃烧的模拟 312
11.1 燃烧模型 313
11.1.1 燃烧模型概述 313
11.1.2 燃烧模型的计算方式 314
11.1.3 燃烧模拟的设置 316
11.2 氢气燃烧反应实例 318
11.2.1 气体燃烧温度场模拟 318
11.2.2 废气排放组分浓度模拟 324
第12章 UDF使用简介 330
12.1 UDF基础 331
12.1.1 UDF概述 331
12.1.2 FLUENT网格拓扑 331
12.1.3 FLUENT数据类型 332
12.2 UDF宏 333
12.2.1 UDF中访问FLUENT变量的宏 333
12.2.2 UDF实用工具宏 338
12.2.3 常用DEFINE宏 348
12.3 UDF的解释和编译 351
12.3.1 UDF的解释 351
12.3.2 UDF的编译 352
12.3.3 在FLUENT中激活UDF 352
12.4 UDF应用实例——管道流动凝固过程 354
作者：余华兵，康士廷，胡仁喜 等编著
出版时间：2014年版
内容简介
本书全面介绍了FLUENT14.5流场分析的各种功能和基本操作方法。全书共分为12章，分别介绍了流体力学基础、GAMBIT基础知识、FLUENT基础知识、Tecplot软件、二维流动和传热的数值模拟、三维流动和传热的数值模拟、湍流模型模拟、多相流模型模拟、滑移网格模型模拟、动网格模型模拟、组分传输与气体燃烧的模拟和UDF使用等知识。全书实例丰富，讲解精辟。随书光盘包含全书所有实例的源文件和操作过程的讲解视频，可以帮助读者方便地学习本书。本书适合用作科研院所流体力学研究人员、流体力学相关专业硕博士研究生及流体力学相关专业本科高年级学生的自学指导书或参考用书。
目录
前言
第1章 流体力学基础 1
1.1 流体力学基本概念 2
1.1.1 连续介质模型 2
1.1.2 流体的基本性质 2
1.1.3 作用在流体上的力 4
1.1.4 流动分析基础 4
1.2 流体运动的基本概念 5
1.3 流体流动及传热的基本控制方程 8
1.4 边界层理论 10
第2章 GAMBIT基础知识 12
2.1 CFD软件概述 13
2.2 FLUENT软件包概述 16
2.3 计算网络 18
2.3.1 网格类型 19
2.3.2 网格类型的选择 21
2.3.3 网格质量 21
2.4 GAMBIT功能简介 22
2.4.1 GAMBIT的特点 23
2.4.2 GAMBIT的基本操作步骤 23
2.4.3 GAMBIT的启动界面 24
2.4.4 GAMBIT的用户操作界面 25
2.4.5 二维搅拌模型与网格划分 29
2.4.6 三维气体吸收塔模型与网格划分 33
2.4.7 三管相贯模型与网格划分 37
第3章 FLUENT软件的操作使用 43
3.1 FLUENT14.5求解器功能简介 44
3.1.1 FLUENT 14.5求解步骤 44
3.1.2 FLUENT 14.5启动界面 44
3.1.3 FLUENT 14.5图形用户界面 45
3.1.4 FLUENT 14.5文件读写 46
3.1.5 FLUENT 14.5对网格的基本操作 49
3.1.6 FLUENT 14.5基本计算模型 53
3.1.7 FLUENT 14.5求解器选择 53
3.1.8 选择FLUENT 14.5的运行环境 54
3.1.9 FLUENT 14.5的材料定义 55
3.1.10 FLUENT 14.5的湍流模型 58
3.1.11 FLUENT 14.5边界条件 65
3.1.12 设置FLUENT 14.5求解参数 73
3.2 三维机头温度场的数值模拟实例 75
3.2.1 利用GAMBIT创建模型 76
3.2.2 实体网格的划分 80
3.2.3 边界条件和区域的设定 80
3.2.4 网格输出 81
3.2.5 利用FLUENT求解器求解 82
3.2.6 后处理 87
第4章 Tecplot软件简介 90
4.1 Tecplot概述 91
4.1.1 Tecplot软件菜单介绍 91
4.1.2 Tecplot软件边框工具栏选项的介绍 93
4.1.3 2D图形的编辑 93
4.1.4 3D图形的编辑 99
4.2 Tecplot后处理实例——三维弯管水流速度场模拟 104
4.2.1 实例概述 104
4.2.2 模型的建立 104
4.2.3 网格的划分 106
4.2.4 求解计算 106
4.2.5 Tecplot后处理 108
第5章 二维流动和传热的数值模拟 110
5.1 轴对称孔板流量计的流动模拟 111
5.1.1 利用GAMBIT创建模型 111
5.1.2 网格的划分 112
5.1.3 边界条件和区域的设定 114
5.1.4 网格的输出 115
5.1.5 利用FLUENT求解器求解 115
5.2 二维自然对流传热问题的分析 122
5.2.1 利用GAMBIT创建模型 122
5.2.2 网格的划分 123
5.2.3 求解计算 124
5.3 喷嘴内气体流动分析 128
5.3.1 利用GAMBIT创建模型 128
5.3.2 网格的划分 129
5.3.3 求解计算 130
5.4 二维瞬间闸门倾洪流动模拟 133
5.4.1 利用GAMBIT创建模型 133
5.4.2 网格的划分 134
5.4.3 求解计算 134
第6章 三维流动和传热的数值模拟 138
6.1 三维弯管流动的模拟 139
6.1.1 利用GAMBIT创建模型 139
6.1.2 划分实体网格 146
6.1.3 边界条件和区域的设定 148
6.1.4 网格输出 148
6.1.5 利用FLUENT求解器求解 148
6.1.6 后处理 154
6.2 三维室内温度传热模拟 156
6.2.1 利用GAMBIT创建模型 157
6.2.2 网格的划分 158
6.2.3 求解计算 159
6.3 三维喷管流动与传热的耦合求解 163
6.3.1 利用GAMBIT读入三维物理模型 164
6.3.2 利用GAMBIT划分网格 165
6.3.3 设定区域属性与边界条件 166
6.3.4 输出网格文件 168
6.3.5 利用FLUENT进行流动与换热的耦合求解 168
6.3.6 后处理 179
6.4 周期性三维流动与传热模拟 181
6.4.1 利用GAMBIT创建几何模型 182
6.4.2 利用GAMBIT划分网格 188
6.4.3 利用GAMBIT初定边界 189
6.4.4 利用GAMBIT导出Mesh文件 192
6.4.5 利用FLUENT 14.5导入Mesh文件 192
6.4.6 周期边界计算模型的设定过程 192
6.4.7 FLUENT 14.5自带后处理 200
第7章 湍流模型模拟 204
7.1 湍流模型概述 205
7.1.1 单方程模型 205
7.1.2 标准k~ε模型 206
7.1.3 重整化群k~ε模型 207
7.1.4 可实现k~ε模型 207
7.1.5 雷诺应力模型 209
7.1.6 大涡模拟 210
7.2 湍流模型的设置 210
7.3 湍流模型实例——瀑布流过圆柱形石块时的流场 212
7.3.1 建立模型 212
7.3.2 网格的划分 214
7.3.3 求解计算 215
第8章 多相流模型模拟 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 欧拉模型 225
8.2 通用多相流模型的选择与使用 226
8.2.1 通用多相流模型的选择 226
8.2.2 通用多相流模型的设置 226
8.2.3 一般多相流问题的求解策略 228
8.3 二维喷射流场模拟实例 228
8.3.1 建立模型 229
8.3.2 划分网格 229
8.3.3 求解计算 230
8.4 低气相容积率的气泡流混合模型模拟 236
8.4.1 利用GAMBIT创建几何模型 236
8.4.2 利用GAMBIT划分网格 239
8.4.3 利用GAMBIT初定边界 240
8.4.4 利用GAMBIT导出Mesh文件 240
8.4.5 利用FLUENT 14.5导入Mesh文件 241
8.4.6 混合模型的设定过程 241
8.4.7 模型初始化 246
8.4.8 迭代计算 247
8.4.9 FLUENT 14.5自带后处理 247
8.5 套管内气液两相流动模拟 249
8.5.1 利用GAMBIT创建几何模型 249
8.5.2 利用GAMBIT划分网格 252
8.5.3 求解计算 252
第9章 滑移网格模型模拟 258
9.1 滑移网格模型概述 259
9.2 滑移网格的设置 260
9.3 用MRF法模拟二维离心泵的流场 261
9.3.1 利用GAMBIT创建几何模型 262
9.3.2 利用GAMBIT划分网格 272
9.3.3 利用GAMBIT初建边界条件 273
9.3.4 利用GAMBIT导出Mesh文件 275
9.3.5 利用FLUENT 14.5导入Mesh文件 275
9.3.6 计算模型的设定过程 276
9.3.7 模型初始化 281
9.3.8 迭代计算 282
9.3.9 FLUENT 14.5自带后处理 282
9.4 用滑动网格法模拟二维离心泵的流场 284
9.4.1 利用FLUENT 14.5导入Case文件 285
9.4.2 滑动网格模型的修改与设定 285
9.4.3 设定观看录像 286
9.4.4 迭代计算 287
9.4.5 FLUENT 14.5自带后处理 289
第10章 动网格模型模拟 291
10.1 动网格模型概述 292
10.2 动网格的设置 293
10.2.1 动网格参数的设置 294
10.2.2 动网格运动方式的定义 295
10.2.3 动网格预览 296
10.3 二维实体入水模拟实例 297
10.3.1 建立模型 297
10.3.2 划分网格 298
10.3.3 求解计算 299
10.4 活塞在气缸中运动模拟实例 303
10.4.1 利用FLUENT求解动网格问题 304
10.4.2 计算结果后处理 309
第11章 组分传输与气体燃烧的模拟 312
11.1 燃烧模型 313
11.1.1 燃烧模型概述 313
11.1.2 燃烧模型的计算方式 314
11.1.3 燃烧模拟的设置 316
11.2 氢气燃烧反应实例 318
11.2.1 气体燃烧温度场模拟 318
11.2.2 废气排放组分浓度模拟 324
第12章 UDF使用简介 330
12.1 UDF基础 331
12.1.1 UDF概述 331
12.1.2 FLUENT网格拓扑 331
12.1.3 FLUENT数据类型 332
12.2 UDF宏 333
12.2.1 UDF中访问FLUENT变量的宏 333
12.2.2 UDF实用工具宏 338
12.2.3 常用DEFINE宏 348
12.3 UDF的解释和编译 351
12.3.1 UDF的解释 351
12.3.2 UDF的编译 352
12.3.3 在FLUENT中激活UDF 352
12.4 UDF应用实例——管道流动凝固过程 354
