第1章 流體力學(xué)基礎(chǔ) 1
1.1 流體力學(xué)基本概念 2
1.1.1 連續(xù)介質(zhì)的模型 2
1.1.2 流體的基本性質(zhì) 2
1.1.3 作用在流體上的力 3
1.1.4 研究流體運(yùn)動(dòng)方法 4
1.2 流體運(yùn)動(dòng)的基本概念 5
1.2.1 層流流動(dòng)與紊流流動(dòng) 5
1.2.2 有旋流動(dòng)與無(wú)旋流動(dòng) 5
1.2.3 聲速與馬赫數(shù) 6
1.2.4 膨脹波與激波 6
1.3 附面層理論 7
1.3.1 附面層概念及附面層厚度 7
1.3.2 附面層微分方程 8
1.4 流體運(yùn)動(dòng)及換熱的多維方程組 8
1.4.1 物質(zhì)導(dǎo)數(shù) 8
1.4.2 不同形式的N-S方程 9
1.4.3 能量方程與導(dǎo)熱方程 11
1.5 湍流模型 11
1.6 計(jì)算網(wǎng)格與邊界條件 14
1.6.1 計(jì)算網(wǎng)格 14
1.6.2 邊界條件 14
第2章 流體流動(dòng)分析軟件概述 16
2.1 CFD軟件簡(jiǎn)介 17
2.1.1 CFD軟件結(jié)構(gòu) 17
2.1.2 CFD基本模型 18
2.1.3 常用的CFD商用軟件 21
2.2 Fluent軟件介紹 23
2.2.1 Fluent的軟件結(jié)構(gòu) 23
2.2.2 Fluent的功能及特點(diǎn) 24
2.3 Fluent的系統(tǒng)要求和啟動(dòng) 26
2.3.1 系統(tǒng)要求 26
2.3.2 Fluent軟件的啟動(dòng) 26
2.4 Fluent的功能特點(diǎn)和分析過(guò)程 29
2.4.1 數(shù)值算法 29
2.4.2 物理模型 30
2.4.3 Fluent的應(yīng)用 33
2.4.4 Fluent的分析過(guò)程 33
第3章 創(chuàng)建幾何模型 35
3.1 啟動(dòng)DesignModeler 36
3.2 DesignModeler圖形界面 37
3.2.1 圖形界面介紹 37
3.2.2 菜單欄 38
3.2.3 工具欄 39
3.2.4 信息欄 39
3.2.5 鼠標(biāo)操作 40
3.2.6 選擇過(guò)濾器 40
3.2.7 單選 40
3.2.8 框選 41
3.3 繪制草圖 41
3.3.1 設(shè)置單位 41
3.3.2 繪圖平面 42
3.3.3 草圖工具箱 43
3.4 三維建模 46
3.4.1 擠出特征 46
3.4.2 旋轉(zhuǎn)特征 49
3.4.3 掃掠特征 50
3.4.4 蒙皮/放樣 51
3.4.5 薄/表面 51
3.4.6 固定半徑圓角 52
3.4.7 變量半徑圓角 53
3.4.8 頂點(diǎn)圓角 53
3.4.9 倒角 54
3.4.10 模式 54
3.4.11 幾何體轉(zhuǎn)換 55
3.4.12 布爾運(yùn)算 60
3.4.13 切片 61
3.4.14 單一幾何體 63
3.5 概念建模 63
3.5.1 來(lái)自點(diǎn)的線(xiàn) 64
3.5.2 草圖線(xiàn) 64
3.5.3 邊線(xiàn) 64
3.5.4 曲線(xiàn) 65
3.5.5 分割邊 65
3.5.6 邊表面 66
3.5.7 草圖表面 67
3.5.8 面表面 67
3.6 橫截面 68
3.6.1 創(chuàng)建橫截面 68
3.6.2 將橫截面賦給線(xiàn)體 68
3.7 凍結(jié)和解凍 69
第4章 劃分網(wǎng)格 70
4.1 網(wǎng)格生成技術(shù) 71
4.1.1 常用的網(wǎng)格單元 71
4.1.2 網(wǎng)格生成方法分類(lèi) 71
4.1.3 網(wǎng)格類(lèi)型的選擇 73
4.1.4 網(wǎng)格質(zhì)量 74
4.2 Meshing網(wǎng)格劃分模塊 75
4.2.1 網(wǎng)格劃分步驟 75
4.2.2 分析類(lèi)型 75
4.3 全局網(wǎng)格控制 76
4.3.1 全局單元尺寸 76
4.3.2 全局尺寸調(diào)整 77
4.3.3 質(zhì)量 78
4.3.4 高級(jí)尺寸功能 79
4.4 局部網(wǎng)格控制 80
4.4.1 局部尺寸調(diào)整 80
4.4.2 接觸尺寸 82
4.4.3 加密 82
4.4.4 面網(wǎng)格剖分 83
4.4.5 匹配控制 84
4.4.6 收縮控制 85
4.4.7 膨脹 85
4.5 網(wǎng)格工具 86
4.5.1 生成網(wǎng)格 86
4.5.2 截面 86
4.5.3 命名選擇 88
4.6 網(wǎng)格劃分方法 88
4.6.1 自動(dòng)劃分方法 88
4.6.2 四面體 89
4.6.3 掃掠 91
4.6.4 多區(qū)域 91
第5章 Fluent軟件的操作使用 93
5.1 Fluent的操作界面 94
5.1.1 Fluent啟動(dòng)界面 94
5.1.2 Fluent圖形用戶(hù)界面 94
5.2 Fluent對(duì)網(wǎng)格的基本操作 97
5.2.1 導(dǎo)入和檢查網(wǎng)格 97
5.2.2 顯示和修改網(wǎng)格 100
5.3 選擇Fluent求解器及運(yùn)行環(huán)境 105
5.3.1 Fluent求解器的比較與選擇 105
5.3.2 Fluent計(jì)算模式的選擇 106
5.3.3 Fluent運(yùn)行環(huán)境的選擇 106
5.3.4 Fluent的基本物理模型 107
5.3.5 Fluent的材料定義 112
5.4 設(shè)置Fluent的邊界條件 113
5.5 設(shè)置Fluent的求解參數(shù) 125
第6章 Fluent高級(jí)應(yīng)用 127
6.1 UDF概述 128
6.1.1 UDF基礎(chǔ)知識(shí) 128
6.1.2 UDF能夠解決的問(wèn)題 128
6.1.3 UDF宏 128
6.1.4 UDF的預(yù)定義函數(shù) 130
6.1.5 UDF的編寫(xiě) 134
6.2 UDS基礎(chǔ)知識(shí) 135
6.3 并行計(jì)算 137
6.3.1 開(kāi)啟并行求解器 137
6.3.2 使用并行網(wǎng)絡(luò)工作平臺(tái) 137
6.3.3 分割網(wǎng)格 138
6.3.4 檢測(cè)并提高并行性能 141
第7章 二維流動(dòng)和傳熱的數(shù)值模擬 143
（ 視頻講解：20分鐘）
7.1 三角形腔體內(nèi)層流流動(dòng) 144
7.1.1 創(chuàng)建幾何模型 144
7.1.2 劃分網(wǎng)格及邊界命名 145
7.1.3 分析設(shè)置 146
7.1.4 求解設(shè)置 148
7.1.5 求解 150
7.1.6 查看求解結(jié)果 150
7.2 二維三通管內(nèi)流體的流動(dòng)分析 151
7.2.1 導(dǎo)入Mesh文件 152
7.2.2 計(jì)算模型的設(shè)定 152
7.2.3 求解設(shè)置 156
7.2.4 查看求解結(jié)果 157
第8章 三維流動(dòng)和傳熱的數(shù)值模擬 161
（ 視頻講解：26分鐘）
8.1 混合器流動(dòng)和傳熱的數(shù)值模擬 162
8.1.1 導(dǎo)入Mesh文件 162
8.1.2 計(jì)算模型的設(shè)定 162
8.1.3 求解設(shè)置 168
8.1.4 后處理 169
8.2 三維流-固耦合散熱模擬 175
8.2.1 導(dǎo)入Mesh文件 175
8.2.2 計(jì)算模型的設(shè)定 175
8.2.3 求解設(shè)置 180
8.2.4 后處理 180
第9章 多相流模型 184
（ 視頻講解：42分鐘）
9.1 Fluent中的多相流模型 185
9.1.1 VOF模型 185
9.1.2 Mixture模型 186
9.1.3 Eulerian模型 186
9.2 水油混合物T形管流動(dòng)模擬
實(shí)例 187
9.2.1 導(dǎo)入Mesh文件 187
9.2.2 計(jì)算模型的設(shè)定 187
9.2.3 求解設(shè)置 189
9.2.4 查看求解結(jié)果 189
9.2.5 歐拉模型求解設(shè)置 190
9.2.6 查看歐拉模型求解結(jié)果 191
9.3 VOF模型倒酒實(shí)例 191
9.3.1 創(chuàng)建幾何模型 192
9.3.2 劃分網(wǎng)格及邊界命名 194
9.3.3 分析設(shè)置 196
9.3.4 求解設(shè)置 201
9.3.5 求解 203
9.3.6 查看求解結(jié)果 204
第10章 湍流分析 206
（ 視頻講解：18分鐘）
10.1 湍流模型概述 207
10.1.1 單方程（spalart-allmaras）
模型 207
10.1.2 標(biāo)準(zhǔn)k~ε模型 208
10.1.3 重整化群（RNG）k~ε模型 208
10.1.4 可實(shí)現(xiàn)k~ε模型 209
10.1.5 k-epsilon（2 eqn）模型 210
10.1.6 k-omega（2 eqn）模型 211
10.1.7 轉(zhuǎn)捩 k-kl-omega（3 eqn）
模型 211
10.1.8 轉(zhuǎn)捩SST（4 eqn）模型 211
10.1.9 雷諾應(yīng)力（RSM-5 eqn）模型 212
10.1.10 尺度自適應(yīng)（SAS）模型 213
10.1.11 分離渦模擬（DES）模型 213
10.1.12 大渦模擬 213
10.2 混合彎頭中的流體流動(dòng)和傳熱 213
10.2.1 創(chuàng)建幾何模型 214
10.2.2 劃分網(wǎng)格及邊界命名 219
10.2.3 分析設(shè)置 222
10.2.4 求解設(shè)置 227
10.2.5 求解 230
10.2.6 查看求解結(jié)果 231
第11章 可動(dòng)區(qū)域中流動(dòng)問(wèn)題的模擬 232
（ 視頻講解：26分鐘）
11.1 無(wú)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的三維旋轉(zhuǎn)流動(dòng) 233
11.1.1 導(dǎo)入Mesh文件 233
11.1.2 計(jì)算模型的設(shè)定過(guò)程 233
11.1.3 模型初始化 239
11.1.4 迭代計(jì)算 239
11.1.5 Fluent自帶后處理 240
11.2 單一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中三維旋轉(zhuǎn)
流動(dòng) 242
11.2.1 利用Fluent導(dǎo)入Case文件 242
11.2.2 =/2渦動(dòng)模型的修改和
計(jì)算 243
11.2.3 =渦動(dòng)模型的修改和計(jì)算 246
11.3 滑移網(wǎng)格實(shí)例分析十字?jǐn)嚢杵?br />流場(chǎng)模擬 248
11.3.1 導(dǎo)入Mesh文件 248
11.3.2 計(jì)算模型的設(shè)定 249
11.3.3 求解設(shè)置 251
11.3.4 后處理 251
第12章 動(dòng)網(wǎng)格模型的模擬 253
（ 視頻講解：47分鐘）
12.1 動(dòng)網(wǎng)格模型概述 254
12.2 用動(dòng)網(wǎng)格方法模擬隧道中兩車(chē)
相對(duì)行駛的流場(chǎng) 255
12.2.1 創(chuàng)建幾何模型 255
12.2.2 劃分網(wǎng)格及邊界命名 256
12.2.3 分析設(shè)置 258
12.2.4 模型初始化 261
12.2.5 迭代計(jì)算 262
12.2.6 Fluent自帶后處理 263
12.3 三維活塞在汽缸中的運(yùn)動(dòng)模擬
實(shí)例 264
12.3.1 導(dǎo)入Mesh文件 264
12.3.2 計(jì)算模型的設(shè)定 265
12.3.3 求解設(shè)置 268

12.3.4 查看求解結(jié)果 269
12.4 動(dòng)網(wǎng)格小球落水模擬 270
12.4.1 創(chuàng)建幾何模型 270
12.4.2 劃分網(wǎng)格及邊界命名 271
12.4.3 分析設(shè)置 272
12.4.4 求解設(shè)置 278
12.4.5 求解 279
12.4.6 查看求解結(jié)果 279
第13章 物質(zhì)運(yùn)輸和有限速率化學(xué)反應(yīng)
模型模擬 282
（ 視頻講解：30分鐘）
13.1 有限速率化學(xué)反應(yīng) 283
13.1.1 化學(xué)反應(yīng)模型概述 283
13.1.2 有限速率化學(xué)反應(yīng)的設(shè)置 286
13.2 預(yù)混燃燒模型實(shí)例乙炔-氧
燃燒 289
13.2.1 創(chuàng)建幾何模型 289
13.2.2 劃分網(wǎng)格及邊界命名 290
13.2.3 分析設(shè)置 291
13.2.4 求解設(shè)置 295
13.2.5 求解 296
13.2.6 查看求解結(jié)果 297
13.3 乙烷燃燒模擬實(shí)例 299
13.3.1 利用Fluent求解器求解 299
13.3.2 采用變比熱容的解法 308
13.3.3 后處理 310