ANSYS Fluent流體分析完全自學教程（實戰(zhàn)案例版）

第1章 流體力學基礎與CFD 簡介 001
1.1 流體力學的基本概念 001
1.1.1 連續(xù)介質(zhì)模型 001
1.1.2 流體的性質(zhì) 001
1.1.3 流體力學的基本方程 003
1.1.4 初始條件和邊界條件 004
1.2 計算流體力學簡介 006
1.2.1 計算流體力學 006
1.2.2 有限體積法基本原理 006
1.2.3 SIMPLE 方法 007
1.2.4 計算流體力學常用軟件 008
第2章 幾何模型前處理 012
2.1 DesignModeler 幾何建模概述 012
2.1.1 平面創(chuàng)建及草圖繪制工具 013
【例2.1】典型零件的草繪操作 016
2.1.2 3D 基礎建模工具 019
【例2.2】典型零件的拉伸操作演示 019
2.1.3 概念建模工具 021
【例2.3】概念建模操作演示 022
2.2 實用工具 028
2.3 BladeEditor 工具 028
【例2.4】BladeEditor 葉輪設計實例 030
2.4 SpaceClaim 幾何建模概述 037
2.4.1 選擇工具 038
2.4.2 草繪工具 038
【例2.5】草圖實例 038
2.4.3 拉動工具 041
【例2.6】拉伸實例 041
2.4.4 移動工具 044
【例2.7】移動實例 044
2.4.5 組合及剖面模式 046
2.4.6 填充、包圍及抽取中性面 046
【例2.8】體積抽取及外殼工具 047
2.4.7 修復、修補 049
【例2.9】去除圓角及凹陷 050
2.4.8 共享拓撲 051
2.5 SpaceClaim 參數(shù)化建模 052
2.6 材料數(shù)據(jù)的傳遞 054
2.7 綜合實例講解 055
【例2.10】修復臟模型 055
第3章 網(wǎng)格劃分基礎 059
3.1 網(wǎng)格介紹 059
3.1.1 網(wǎng)格類型 059
3.1.2 網(wǎng)格質(zhì)量評價 060
3.2 Fluent Meshing 062
3.2.1 界面簡介 062
3.2.2 模型導入?yún)?shù)設置 064
3.2.3 全局及局部網(wǎng)格參數(shù)設置 065
3.2.4 表面網(wǎng)格修復 066
3.2.5 體網(wǎng)格設置 068
3.2.6 網(wǎng)格傳遞與導出 069
3.2.7 綜合實例講解 070
【例3.1】燃燒噴管流體域網(wǎng)格 070
3.3 Meshing 網(wǎng)格工具簡介 079
3.3.1 Meshing 工具界面組成 079
3.3.2 全局網(wǎng)格參數(shù)設置 080
3.3.3 網(wǎng)格類型設置 083
【例3.2】全局網(wǎng)格設置 086
3.3.4 局部網(wǎng)格尺寸設置 089
3.3.5 膨脹層網(wǎng)格 091
3.3.6 周期網(wǎng)格設置 091
3.3.7 綜合實例講解 092
【例3.3】網(wǎng)格設置綜合實例 092
【例3.4】2D 網(wǎng)格實例 097
第4章 穩(wěn)態(tài)流場仿真 101
4.1 工程問題進行Fluent仿真的一般流程 101
4.1.1 啟動Fluent 101
4.1.2 Fluent 中的仿真類型 103
4.1.3 設置材料 103
4.1.4 設置單元區(qū)域條件 104
4.1.5 設置邊界條件 106
4.1.6 初始化及求解器設置 107
4.1.7 結(jié)果后處理 108
4.2 常用邊界條件 108
4.2.1 速度入口邊界條件 108
4.2.2 壓力入口邊界條件 109
4.2.3 質(zhì)量入口邊界條件 110
4.2.4 壓力出口邊界條件 111
4.2.5 出流邊界條件 111
4.2.6 其他常用邊界條件 111
4.3 湍流模型 112
4.3.1 雙方程湍流模型 112
4.3.2 湍流邊界層及壁面函數(shù) 113
【例4.1】機翼轉(zhuǎn)捩邊界層繞流仿真 114
第5章 求解器設置及結(jié)果后處理 127
5.1 求解器及參數(shù)設置 127
5.1.1 求解器類型 127
5.1.2 求解參數(shù)設置 128
5.1.3 初始化方法的選擇 130
5.2 收斂判斷準則 132
5.2.1 殘差設置 132
5.2.2 守恒量通量收斂判據(jù) 132
5.2.3 添加其他監(jiān)控條件 133
5.2.4 不收斂的常見原因及解決方案 133
【例5.1】參數(shù)化仿真及內(nèi)置后處理工具 134
5.3 結(jié)果后處理 140
5.3.1 內(nèi)置后處理工具 140
5.3.2 CFD-Post 143
【例5.2】參數(shù)化仿真及CFDPost結(jié)果后處理 144
第6章 熱流場仿真 150
6.1 熱分析基礎 150
6.1.1 熱傳導 150
6.1.2 熱對流 151
6.1.3 熱輻射 151
6.2 Fluent 熱仿真的一般流程 152
6.2.1 通用設置 152
6.2.2 壁面邊界條件 152
6.2.3 非共節(jié)點網(wǎng)格傳熱 153
6.2.4 薄壁熱傳導 154
6.2.5 自然對流參數(shù)設置 155
【例6.1】自然對流散熱仿真 156
6.2.6 強制對流參數(shù)設置 164
6.2.7 輻射換熱參數(shù)設置 164
【例6.2】頭燈輻射換熱仿真 165
第7章 瞬態(tài)場仿真 174
7.1 瞬態(tài)場仿真參數(shù)設置 174
7.1.1 設置時間步長 174
7.1.2 求解參數(shù)設置 176
7.1.3 初始化 176
7.1.4 瞬態(tài)仿真一般流程 176
7.2 瞬態(tài)仿真典型應用舉例 177
【例7.1】移動高斯熱源仿真 177
【例7.2】超聲速噴管—馬赫環(huán)仿真 182
第8章 動網(wǎng)格仿真 187
8.1 動參考系模型 187
8.1.1 動參考系理論基礎 187
8.1.2 MRF 選項設置 188
【例8.1】強制風冷散熱實例 188
8.1.3 MPM 選項設置 195
【例8.2】軸流風機實例 195
8.1.4 滑移網(wǎng)格模型 203
8.2 Fluent 動網(wǎng)格模型 203
8.2.1 層鋪法 204
8.2.2 光順法 205
8.2.3 網(wǎng)格重構(gòu)法 206
8.2.4 運動的描述 207
8.2.5 運動的描述—UDF 文件 208
8.2.6 動網(wǎng)格區(qū)域設置 210
8.3 參數(shù)設置及實例詳解 212
8.3.1 層鋪法實例 212
【例8.3】隧道爐實例 212
8.3.2 彈簧光順法實例 217
【例8.4】活塞內(nèi)氣體可壓絕熱過程仿真 217
8.3.3 網(wǎng)格重構(gòu)法實例 223
【例8.5】單向閥仿真 223
8.3.4 綜合實例 229
【例8.6】雙向流固耦合仿真 229
第9章 DPM 及多相流仿真 243
9.1 DPM 模型 243
【例9.1】空氣霧化器仿真 246
9.2 VOF 模型 256
9.2.1 VOF 理論基礎及選項設置 256
9.2.2 VOF 實例講解 258
【例9.2】齒輪箱稀油潤滑仿真 258
9.3 歐拉模型 268
9.3.1 混合模型理論基礎 268
9.3.2 歐拉模型的選項設置 269
9.3.3 歐拉模型實例講解 270
【例9.3】彎管稠密流體仿真 270
【例9.4】歐拉顆粒流仿真 275
9.4 混合模型 281
9.4.1 混合模型理論基礎 281
9.4.2 混合模型選項設置 281
9.4.3 混合模型實例講解 282
【例9.5】離心泵空化仿真 282
第10章 組分輸運與燃燒 290
10.1 組分輸運與化學反應 290
10.1.1 組分輸運與化學反應參數(shù)設置 290
【例10.1】表面化學反應 292
10.1.2 污染物控制及擴散模擬 301
10.2 燃燒理論 302
10.3 燃燒仿真案例 306
10.3.1 Fluent 中的燃燒模型 306
【例10.2】渦耗散模型實例 306
10.3.2 非預混燃燒模型實例 313
【例10.3】穩(wěn)態(tài)擴散小火焰模型實例 313
第11章 凝固、熔化及多孔介質(zhì)仿真 319
11.1 凝固與熔化模型介紹 319
11.2 實例詳解 320
【例11.1】模型實例 320
11.3 多孔介質(zhì)理論基礎 327
11.3.1 多孔介質(zhì)動量方程 327
11.3.2 Darcy 黏性阻力 328
11.3.3 慣性損失項 328
11.3.4 多孔介質(zhì)能量方程 328
11.4 多孔介質(zhì)仿真實例 328
【例11.2】催化轉(zhuǎn)化器實例 328
參考文獻 336