FLUENT流体工程仿真计算实例与分析PDF电子书下载

第一章　计算流体力学概论 1

第一节　计算流体力学与数值模拟 1

第二节　计算流体力学的发展 2

第三节　微分方程的分类 3

第四节　常用的模型方程 3

第五节　差分格式构造方法 4

一、Taylor级数展开法 5

二、多项式插值法 8

三、待定系数法 9

四、积分方法 10

五、特征线法 11

六、控制体积法 12

第六节　几种模型方程的常用差分格式 13

一、对流方程 13

二、扩散方程 16

三、对流扩散方程 17

第七节　差分格式的相容性、收敛性和稳定性 19

第八节　流体力学常见偏微分方程的数值解法 20

一、偏微分方程的形式和来源 20

二、抛物型方程的数值解 21

三、双曲型方程特征线法 27

第二章　二维流动与传热问题 31

第一节　空气流过高温平板的流动与换热问题 31

第1步：在Gambit中创建流域结构、划分网格并确定边界类型 32

第2步：创建网格 34

第3步：定义边界类型 35

第4步：在Fluent中对问题进行设置 37

第5步：求解 43

第6步：计算结果分析 45

讨论1：网格对计算结果的影响 53

讨论2：边界层流动问题 56

一、平板层流边界层 56

二、平板紊流边界层 57

三、平板混合边界层 57

第二节　空气绕流机翼空气动力学分析 57

第1步：利用Gambit建立几何模型 58

第2步：划分网格 64

第3步：定义边界类型 67

第4步：保存文件并输出网格 68

第5步：进行Fluent求解计算设置 69

第6步：求解计算 72

第7步：计算结果分析 76

讨论1：网格对计算结果的影响（将机翼头部网格加密后重新计算） 80

讨论2：气体压缩性对流动的影响（将气体视为可压缩流体后重新计算） 84

讨论3：黏性对计算结果的影响（将气体视为黏性不可压流体重新计算） 87

第三节　船舶行驶阻力特性数值模拟——VOF模型的应用 92

第1步：启动Gambit 93

第2步：创建船体附近小流域 93

第3步：创建外围流域 96

第4步：确定边界类型 97

第5步：求解计算 98

第6步：第一次调整水线 112

第7步：第二次调整水线 116

讨论1：混合网格的计算 119

第1步：创建工作环境 119

第2步：在船体附近小区域构造非结构四边形网格 119

第3步：进行设置并开始计算 120

讨论2：压力出流边界的计算 122

第1步：创建工作环境 122

第2步：建立压力出流边界计算模型 123

第3步：启动Fluent进行模拟计算 124

第四节　水箱沸腾加热过程——Mixture模型的应用 128

第1步：启动Gambit 128

第2步：创建流动区域 129

第3步：利用Fluent进行设置与求解 132

一、定义常数和包含库文件 140

二、宏DEFINE＿…定义UDF函数 141

三、函数体部分 141

第4步：计算结果的后处理 146

第五节　平板在空气中的降落过程——动网格应用 150

第1步：流域按网格类型分解 150

第2步：求解设置 153

第3步：稳态流动的求解 156

第4步：非定常流动过程计算 157

第5步：动网格设置与计算 160

第6步：后处理 165

第三章　三维流动仿真计算 168

第一节　引射式冷热水混流器流动分析 168

第1步：建立三维模型 169

第2步：划分网格 172

第3步：边界类型 175

第4步：启动Fluent进行计算 175

第5步：计算结果后处理 186

讨论：影响出流温度的因素 195

第二节　单头螺旋槽纹管内的流动 197

第1步：启动Gambit 198

第2步：建立螺旋槽纹管内的螺旋槽 198

第3步：创建主管道 201

第4步：网格划分 203

第5步：确定边界类型 205

第6步：启动Fluent，读入网格文件 206

第7步：计算模型及边界条件设置 207

第8步：求解器控制参数设置 210

第9步：后处理 212

第10步：阻力损失的进一步计算与结论 218

第三节 叶轮机械流动问题——Turbo工具的应用 219

第1步：启动Gambit，创建流域外形 220

第2步：利用Turbo工具进行建模 224

第3步：利用Fluent-3d求解器进行计算 229

第4步：计算结果的后处理 234

讨论1：有分流叶片流域的建模 242

讨论2：涡轮建模与旋转坐标系的应用 245

第1步：有叶项间隙流域的建模 245

第2步：建立单旋转坐标系并进行计算 249

第3步：计算结果的后处理 255

第四节　喷泉的喷射——VOF与DPM模型的应用 260

第1步：启动Gambit 260

第2步：建立流域 260

第3步：网格划分 263

第4步：确定边界类型 264

第5步：启动Fluent-3d，读入网格文件 266

第6步：计算模型及边界条件设置 266

第7步：求解器控制参数设置 271

第8步：后处理 276

讨论1：空气混合沙粒喷出的非耦合计算 279

分析1：沙粒所占的体积比例 279

分析2：沙粒喷射高度 279

第1步：连续相的流动计算 280

第2步：进行喷沙流动的计算 281

第3步：计算结果后处理 284

讨论2：离散相模型的耦合计算 288

讨论3：单个颗粒源的点属性设置 291

参考文献 295