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Fluent高级应用与实例分析(第2版) 作者:江帆,徐勇程,黄鹏

Fluent高级应用与实例分析(第2版) 作者:江帆,徐勇程,黄鹏

Fluent高级应用与实例分析(第2版) 出版社: 清华大学出版社

Fluent高级应用与实例分析(第2版) 内容简介

Fluent高级应用与实例分析(第2版) 目录

Fluent高级应用与实例分析(第2版) 精彩文摘

《Fluent高级应用与实例分析(第2版)》是Fluent在多相流、动网格、滑移网格、多孔介质等高级应用方面的指导性教材,全书共分16章,第1章介绍CFD基础,第2章至第4章分别为Fluent基本介绍、网格划分及通用后处理Tecplot的使用入门,第5章介绍多相流基本模型,第6章为多相流计算实例,第7章介绍动网格计算方法概述,第8章介绍UDF使用指南,第9章为动网格计算实例,第10章为滑移网格基础,第11章为滑移网格的计算实例,第12章为UDF的高级用法,第13章为开发基于ICEM与Fluent的数值模拟软件,第14章为流固耦合分析流程及实例,第15章为多孔介质分析流程及实例,第16章为Fluent拓展应用实例。书中以详细的实例方式说明Fluent高级应用的计算操作,多数案例来源于作者们的科研项目或与企业合作项目,具有较强的实用性。《Fluent高级应用与实例分析(第2版)》可作为水利、动力、能源、航空、冶金、环境、建筑、机械、材料、流体工程等专业领域的研究生和本科生教材,也可供上述领域的科研人员,特别是进行CFD应用研究的人员参考。第1章CFD基础1.1流体力学的基本概念1.1.1流体的连续介质模型1.1.2流体的性质1.1.3流体力学中的力与压强1.1.4流体运动的描述1.2CFD基本模型1.2.1基本控制方程1.2.2湍流模型1.2.3初始条件和边界条件1.3CFD模型的离散——有限体积法1.3.1CFD模型的数值求解方法概述1.3.2有限体积法1.3.3有限体积法中常用的离散格式1.4流场数值计算算法分析1.4.1SIMPLE算法详解1.4.2其他算法介绍第2章Fluent基本介绍2.1Fluent概述2.1.1Fluent软件功能2.1.2Fluent的文件类型2.1.3Fluent的特点2.2Fluent的操作界面2.2.1图形用户界面(GUI)2.2.2文本用户界面(TUI)及Scheme表达式2.2.3图形控制及鼠标使用2.3Fluent简单操作实例2.3.1Fluent计算流程2.3.2简单流动与传热的计算第3章网格划分3.1Mesh模块简介3.1.1Mesh界面与功能3.1.2模型导入后相关操作3.1.3网格生成3.2Mesh网格划分实例3.2.1二维油水环状流阀门管道网格划分3.2.2三维油水环状流阀门管道网格划分3.3ICEM CFD功能及界面3.3.1特点及功能3.3.2基本界面3.3.3ICEM CFD的文件组成3.3.4ICEM CFD中鼠标的使用3.3.5ICEM CFD网格生成流程3.4ICEM CFD网格划分简介3.4.1结构化网格3.4.2非结构化网格3.4.3混合网格3.4.4网格质量3.5ICEM非结构网格划分及实例3.5.1非结构化网格基础3.5.2二维网格生成——分叉管非结构网格划分3.5.3三维网格生成——分支管非结构网格划分3.6ICEM CFD结构网格划分及实例3.6.1结构化网格基础3.6.2二维网格生成——Upipe结构网格划分3.6.3三维网格生成——三叉管结构网格划分第4章通用后处理Tecplot的使用入门4.1Tecplot基本功能4.1.1Tecplot的界面4.1.2基本功能4.2Tecplot的数据格式4.2.1Tecplot数据层次4.2.2多数据区域4.2.3数据区域中的数据结构4.3Tecplot对Fluent数据进行后处理4.3.1Tecplot识别的数据格式4.3.2Tecplot读取Fluent文件步骤4.4Tecplot绘图环境设置4.4.1网格和标尺的设定4.4.2坐标系统4.5Tecplot使用实例4.5.1绘制XY曲线4.5.2绘制矢量图4.5.3绘制等值线图4.5.4绘制流线图4.5.5绘制散点图4.5.6绘制三维流场图第5章多相流基本模型5.1VOF模型5.1.1VOF模型概述及其局限5.1.2控制方程5.2混合模型5.2.1混合模型概述及其局限5.2.2控制方程5.3欧拉模型5.3.1欧拉模型概述及其局限5.3.2控制方程5.4气穴影响5.4.1气穴模型概述及其局限5.4.2体积和气泡数量5.4.3体积分数方程5.4.4气泡动力学5.5选择通用多相流模型5.6设置一般的多相流问题5.6.1使用一般多相流模型的步骤5.6.2选用多相流模型并指定相数5.6.3VOF模型设置5.6.4Mixture模型设置5.6.5Eulerian模型设置5.6.6包含气穴影响5.6.7定义相概述5.6.8定义VOF模型中的相5.6.9定义混合模型中的相5.6.10定义欧拉模型中的相5.6.11包含体积力的设置5.6.12VOF模型中时间依赖参数的设置5.6.13欧拉多相流计算中的湍流模型选择5.6.14设置边界条件5.6.15设置初始体积分数5.6.16可压缩VOF和Mixture模型计算的输入5.6.17凝固/熔化VOF计算的输入5.7一般多相流问题的求解策略5.7.1VOF模型的求解策略5.7.2混合模型的求解策略5.7.3欧拉模型的求解策略第6章多相流计算实例6.1U型管油水环状流的计算6.1.1问题描述6.1.2具体计算6.2沉淀池活性污泥沉降的计算6.2.1问题描述6.2.2具体计算6.3泄洪坝气固液三相流的计算6.3.1问题描述6.3.2具体计算6.4泄洪坝气液两相流的计算6.4.1问题描述6.4.2具体计算第7章动网格计算方法概述7.1动网格计算模型7.2动网格更新方法7.2.1基于弹性变形的网格调整7.2.2动态网格层变7.2.3局部网格重构7.3Fluent中动网格相关设置7.3.1启动动网格计算7.3.2运动边界文件的准备与导入7.3.3运动边界(动态区域)的相关设置第8章UDF使用指南8.1UDF基础8.1.1Fluent的求解次序8.1.2Fluent网格拓扑8.1.3Fluent的数据类型8.2UDF中访问Fluent变量的宏8.2.1访问单元的宏8.2.2访问面的宏8.2.3访问几何的宏8.2.4访问节点的宏8.2.5访问多相的宏8.3UDF实用工具宏8.3.1一般的循环宏8.3.2查询多相组分的宏8.3.3设置面变量8.3.4访问没有赋值的自变量8.3.5访问邻近网格和线索的变量8.3.6矢量工具8.4UDF常用DEFINE宏8.4.1通用求解宏8.4.2模型指定宏8.4.3多相流模型宏8.5UDF的解释和编译8.5.1UDF的解释运行8.5.2UDF的编译8.5.3UDF的VC++编译8.5.4编译相关问题第9章动网格计算实例9.1塑料圆柱体自空气跌落水中的模拟9.1.1问题描述9.1.2具体计算9.2齿轮泵的动态模拟9.2.1问题描述9.2.2具体计算9.3悬浮生物载体在移动床运动的模拟9.3.1问题描述9.3.2具体计算第10章滑移网格基础10.1滑移网格概述10.1.1滑移网格应用及运动方式10.1.2滑移网格原理10.2滑移网格基本设置10.2.1网格的前提条件10.2.2问题的建立第11章滑移网格的计算实例11.1转笼生物反应器的内部流场计算11.1.1问题描述11.1.2具体计算11.2车辆交会的动态模拟11.2.1问题描述11.2.2具体计算11.3滑移网格模型和动网格模型计算比较11.3.1数学模型上的区别11.3.2建模处理的区别11.3.3计算速度的比较11.3.4转笼生物反应器计算结果上的区别11.3.5结论第12章UDF的高级用法12.1求取任意几何点的物理场值12.1.1基本C++类的说明12.1.2求取任何一点的物理场值的方法12.2Fluent和有限元软件的数据交换12.2.1两数值模拟软件进行数据交换的方式条件12.2.2Fluent和FEPG的数据交换第13章开发基于ICEM与Fluent的定制数值模拟软件13.1用VC++操纵ICEM13.1.1脚本文件.rpl的构建13.1.2ICEM的启动和脚本文件的运行13.1.3ICEM的进阶编程初步13.2用VC操纵Fluent13.2.1Fluent的命令行操纵方法13.2.2用VC操纵Fluent13.3边界条件的自动识别和施加13.4用VC操纵Tecplot第14章流固耦合及其实例分析14.1ANSYS流固耦合分析14.1.1理论基础14.1.2单向流固耦合分析14.1.3双向流固耦合分析14.1.4耦合面的数据传递14.2流固耦合基本设置14.2.1单向耦合基本设置14.2.2双向耦合基本设置14.3河水冲击闸板的分析实例14.3.1问题描述14.3.2具体计算14.4主动脉血管瘤的分析实例14.4.1问题描述14.4.2具体计算第15章多孔介质及其实例分析15.1多孔介质及其模型的概述15.1.1多孔介质应用15.1.2多孔介质模型的假设和限制条件15.1.3多孔介质的动量方程15.1.4多孔介质能量方程处理15.1.5多孔介质模型对湍流的处理15.1.6多孔介质对瞬态标量方程的影响15.1.7多孔介质计算中用户的输入参数15.1.8多孔介质流动的求解策略15.2变截面纤维结构中树脂流动的分析实例15.2.1问题描述15.2.2具体计算15.3废气过滤数值分析实例15.3.1问题描述15.3.2具体计算第16章Fluent拓展应用实例16.1蛇形管内水沸腾流动模拟16.1.1问题描述16.1.2具体计算16.2水雾射流撞击打磨工件的模拟16.2.1问题描述16.2.2具体计算16.3液滴撞击液膜的数值模拟16.3.1问题描述16.3.2具体计算16.4微流体流动的模拟16.4.1问题描述16.4.2具体计算参考文献计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)是流体力学的一个分支,它通过计算机模拟获得某种流体在特定条件下的有关信息,实现了用计算机代替试验装置完成“计算试验”,为工程技术人员提供了实际工况模拟仿真的操作平台,已广泛应用于航空航天、热能动力、土木水利、汽车工程、铁道、船舶工业、化学工程、流体机械、环境工程等领域。本章介绍CFD一些重要的基础知识,帮助读者熟悉CFD的基本理论和基本概念,为计算时设置计算参数、边界条件、计算结果的分析与整理提供参考。1.1 流体力学的基本概念1.1.1 流体的连续介质模型(1)流体质点(fluid particle):几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。(2)连续介质(continuum/continuous medium):质点连续地充满所占空间的流体或固体。(3)连续介质模型(continuum continuous medium model):把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的一种连续介质,且其所有的物理量都是空间坐标和时间的连续函数的一种假设模型:u=u(t,x,y,z)。

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