第1章 流体力学与计算流体力学基础 1
1.1流体力学基础 1
1.1.1一些基本概念 1
1.1.2流体流动的分类 5
1.1.3边界层和物体阻力 5
1.1.4层流和湍流 6
1.1.5流体流动的控制方程 7
1.1.6边界条件与初始条件 8
1.1.7流体力学专业词汇 9
1.2计算流体力学基础 11
1.2.1计算流体力学的发展 11
1.2.2计算流体力学的求解过程 13
1.2.3数值模拟方法和分类 13
1.2.4有限体积法的基本思想 14
1.2.5有限体积法的求解方法 16
1.3计算流体力学应用领域 17
1.4常用的CFD商用软件 18
1.4.1PHOENICS 18
1.4.2 STAR-CD 19
1.4.3 STAR-CCM+ 19
1.4.4 CFX 20
1.4.5 FLUENT 21
1.5本章小结 22
第2章FLUENT软件简介 23
2.1 FLUENT的软件结构 23
2.1.1 FLUENT启动 24
2.1.2 FLUENT用户界面 26
2.1.3 FLUENT文件读入与输出 27
2.2 FLUENT计算类型及应用领域 32
2.3 FLUENT求解步骤 33
2.3.1制订分析方案 33
2.3.2求解步骤 33
2.4 FLUENT使用的单位制 34
2.5 FLUENT使用的文件类型 34
2.6本章小结 35
第3章 创建几何模型 36
3.1建立几何模型概述 36
3.2 DesignModeler简介 37
3.2.1 DesignModeler启动 37
3.2.2 DesignModeler用户界面 38
3.3草图模式 40
3.3.1进入草图模式 40
3.3.2创建新平面 40
3.3.3创建草图 41
3.3.4几何模型的关联性 42
3.4创建3D几何体 43
3.4.1拉伸（Extrude） 43
3.4.2旋转（Revolve） 44
3.4.3扫掠（Sweep） 44
3.4.4直接创建3D几何体（Primitives） 45
3.4.5填充（Fill）和包围（Enclosure） 45
3.5导入外部CAD文件 47
3.6创建几何体的实例操作 48
3.7本章小结 52
第4章 生成网格 53
4.1网格生成概述 53
4.1.1网格划分技术 53
4.1.2网格类型 53
4.2 ANSYS ICEM CFD简介 54
4.2.1工作流程 55
4.2.2 ICEM CFD的文件类型 56
4.2.3 ICEM CFD的用户界面 56
4.3 ANSYS ICEM CFD基本用法 57
4.3.1几何模型的创建 57
4.3.2几何文件导入 61
4.3.3网格生成 61
4.3.4块的生成 71
4.3.5网格编辑 76
4.3.6网格输出 84
4.4 ANSYS ICEM CFD实例分析 85
4.4.1启动ICEM CFD并建立分析项目 85
4.4.2导入几何模型 85
4.4.3模型建立 86
4.4.4生成块 89
4.4.5网格生成 95
4.4.6网格质量检查 96
4.4.7网格输出 97
4.5 ANSYS FLUENT的Meshing模式简介 98
4.5.1启动Meshing模式 98
4.5.2导入模型 99
4.5.3网格设置 100
4.5.4切换到Solution模式 102
4.6本章小结 102
第5章FLUENT计算设置 103
5.1网格导入与工程项目保存 103
5.1.1启动FLUENT 103
5.1.2网格导入 104
5.1.3网格质量检查 104
5.1.4显示网格 105
5.1.5修改网格 106
5.1.6光顺网格与交换单元面 110
5.1.7项目保存 110
5.2设置求解器及操作条件 111
5.2.1求解器设置 111
5.2.2操作条件设置 112
5.3物理模型设定 113
5.3.1多相流模型 113
5.3.2能量方程 115
5.3.3湍流模型 115
5.3.4辐射模型 118
5.3.5组分输运和反应模型 119
5.3.6离散相模型 121
5.3.7凝固和融化模型 122
5.3.8气动噪声模型 123
5.4材料性质设定 123
5.4.1物性参数 124
5.4.2参数设定 125
5.5边界条件设定 127
5.5.1边界条件分类 127
5.5.2边界条件设置 128
5.5.3常用边界条件类型 130
5.6求解控制参数设定 148
5.6.1求解方法设置 148
5.6.2松弛因子设置 150
5.6.3求解极限设置 151
5.7初始条件设定 151
5.7.1定义全局初始条件 152
5.7.2定义局部区域初始值 153
5.8求解设定 154
5.8.1求解设置 154
5.8.2求解过程监视 156
5.9本章小结 159
第6章 计算结果后处理 160
6.1FLUENT后处理功能 160
6.1.1创建表面 160
6.1.2图形及可视化技术 161
6.1.3动画技术 164
6.2 CFD-Post后处理器 165
6.2.1启动后处理器 165
6.2.2工作界面 166
6.2.3创建位置 167
6.2.4创建对象 178
6.2.5创建数据 184
6.3本章小结 186
第7章 稳态和非稳态模拟实例 187
7.1管内稳态流动 187
7.1.1案例介绍 187
7.1.2启动FLUENT并导入网格 188
7.1.3定义求解器 189
7.1.4定义模型 189
7.1.5设置材料 190
7.1.6边界条件 191
7.1.7设置计算域 192
7.1.8求解控制 193
7.1.9初始条件 194
7.1.10求解过程监视 194
7.1.11计算求解 195
7.1.12结果后处理 195
7.2喷嘴内瞬态流动 196
7.2.1案例介绍 196
7.2.2启动FLUENT并导入网格 197
7.2.3定义求解器 198
7.2.4定义模型 199
7.2.5设置材料 200
7.2.6边界条件 200
7.2.7求解控制 201
7.2.8初始条件 202
7.2.9求解过程监视 202
7.2.10网格自适应 203
7.2.11计算求解 203
7.2.12结果后处理 204
7.2.13瞬态计算 205
7.2.14瞬态计算结果 207
7.3本章小结 208
第8章 内部流动分析实例 209
8.1圆管内气体的流动 209
8.1.1案例介绍 209
8.1.2启动FLUENT并导入网格 209
8.1.3定义求解器 210
8.1.4定义模型 211
8.1.5设置材料 211
8.1.6边界条件 212
8.1.7求解控制 213
8.1.8初始条件 213
8.1.9求解过程监视 213
8.1.10计算求解 214
8.1.11结果后处理 215
8.2三通内水的流动 216
8.2.1案例介绍 216
8.2.2启动FLUENT并导入网格 217
8.2.3定义求解器 218
8.2.4定义模型 218
8.2.5设置材料 219
8.2.6设置区域条件 220
8.2.7边界条件 221
8.2.8求解控制 223
8.2.9初始条件 224
8.2.10求解过程监视 224
8.2.11计算求解 226
8.2.12结果后处理 226
8.3本章小结 229
第9章 外部流动分析实例 230
9.1圆柱绕流 230
9.1.1案例介绍 230
9.1.2启动FLUENT并导入网格 230
9.1.3定义求解器 231
9.1.4定义模型 232
9.1.5设置材料 232
9.1.6边界条件 233
9.1.7求解控制 234
9.1.8初始条件 234
9.1.9求解过程监视 235
9.1.10计算求解 236
9.1.11结果后处理 236
9.1.12定义求解器修改 237
9.1.13求解控制修改 237
9.1.14计算求解 238
9.1.15求解控制修改 239
9.1.16计算求解 239
9.1.17结果后处理 239
9.2机翼超音速流动 241
9.2.1案例介绍 241
9.2.2启动FLUENT并导入网格 241
9.2.3定义求解器 242
9.2.4定义模型 242
9.2.5设置材料 243
9.2.6边界条件 244
9.2.7求解控制 244
9.2.8初始条件 245
9.2.9求解过程监视 246
9.2.10计算求解 246
9.2.11结果后处理 248
9.3本章小结 253
第10章 多相流分析实例 254
10.1自由表面流动 254
10.1.1案例介绍 254
10.1.2启动FLUENT并导入网格 254
10.1.3定义求解器 255
10.1.4定义湍流模型 256
10.1.5设置材料 256
10.1.6定义多相流模型 257
10.1.7求解控制 258
10.1.8初始条件 259
10.1.9求解过程监视 260
10.1.10动画设置 260
10.1.11计算求解 262
10.1.12结果后处理 262
10.2水罐内多相流动 263
10.2.1案例介绍 264
10.2.2启动FLUENT并导入网格 264
10.2.3定义求解器 265
10.2.4定义湍流模型 265
10.2.5设置材料 266
10.2.6定义多相流模型 267
15.2.7边界条件 268
10.2.8求解控制 271
10.2.9初始条件 271
10.2.10计算结果输出设置 273
10.2.11定义计算活动 273
10.2.12求解过程监视 274
10.2.13动画设置 275
10.2.14计算求解 276
10.2.15结果后处理 277
10.3本章小结 277
第11章 离散相分析实例 278
11.1反应器内粒子流动 278
11.1.1案例介绍 278
11.1.2启动FLUENT并导入网格 278
11.1.3定义求解器 280
11.1.4定义湍流模型 280
11.1.5边界条件 281
11.1.6定义离散相模型 282
11.1.7修改边界条件 284
11.1.8设置材料 284
11.1.9求解控制 285
11.1.10初始条件 285
11.1.11求解过程监视 285
11.1.12计算求解 286
11.1.13结果后处理 287
11.2喷嘴内粒子流动 288
11.2.1案例介绍 289
11.2.2启动FLUENT并导入网格 289
11.2.3定义求解器 290
11.2.4定义模型 290
11.2.5设置材料 292
11.2.6边界条件 292
11.2.7求解控制 296
11.2.8初始条件 297
11.2.9求解过程监视 297
11.2.10计算求解 298
11.2.11结果后处理 298
11.2.12定义离散相模型 301
11.2.13修改材料设置 303
11.2.14计算求解 304
11.2.15结果后处理 304
11.3本章小结 305
第12章 传热流动分析实例 306
12.1芯片传热分析 306
12.1.1案例介绍 306
12.1.2启动FLUENT并导入网格 307
12.1.3定义求解器 308
12.1.4定义模型 308
12.1.5设置材料 309
12.1.6设置区域条件 310
12.1.7边界条件 311
12.1.8求解控制 313
12.1.9初始条件 314
12.1.10求解过程监视 314
12.1.11计算求解 316
12.1.12结果后处理 316
12.1.13网格自适应 318
12.1.14计算求解 322
12.1.15结果后处理 322
12.2车灯传热分析 324
12.2.1案例介绍 325
12.2.2启动FLUENT并导入网格 325
12.2.3定义求解器 326
12.2.4定义模型 327
12.2.5设置材料 327
12.2.6设置区域条件 328
12.2.7边界条件 330
12.2.8求解控制 334
12.2.9初始条件 336
12.2.10求解过程监视 336
12.2.11计算求解 339
12.2.12结果后处理 340
12.3本章小结 342
第13章 多孔介质和气动噪音分析实例 343
13.1催化转换器内多孔介质流动 343
13.1.1案例介绍 343
13.1.2启动FLUENT并导入网格 344
13.1.3定义求解器 345
13.1.4定义湍流模型 345
13.1.5设置材料 346
13.1.6设置计算域 347
13.1.7边界条件 348
13.1.8求解控制 349
13.1.9初始条件 350
13.1.10求解过程监视 350
13.1.11计算求解 351
13.1.12结果后处理 352
13.2圆柱外气动噪声模拟 357
13.2.1案例介绍 357
13.2.2启动FLUENT并导入网格 357
13.2.3定义求解器 358
13.2.4定义湍流模型 359
13.2.5设置材料 359
13.2.6边界条件 360
13.2.7求解控制 361
13.2.8初始条件 361
13.2.9求解过程监视 362
13.2.10计算求解 363
13.2.11定义声学模型 364
13.2.12计算求解 364
13.2.13结果后处理 365
13.3本章小结 367
第14章 化学反应分析实例 368
14.1多相流燃烧模拟 368
14.1.1案例介绍 368
14.1.2启动FLUENT并导入网格 369
14.1.3定义求解器 369
14.1.4定义湍流模型 370
14.1.5定义多相流模型 370
14.1.6定义多组分模型 371
14.1.7设置材料 371
14.1.8导入UDF文件 379
14.1.9边界条件 380
14.1.10求解控制 383
14.1.11初始条件 383
14.1.12求解过程监视 384
14.1.13计算求解 385
14.1.14结果后处理 386
14.2表面化学反应模拟 387
14.2.1案例介绍 387
14.2.2启动FLUENT并导入网格 388
14.2.3定义求解器 389
14.2.4定义能量模型 390
14.2.5定义多组分模型 390
14.2.6设置材料 391
14.2.7边界条件 394
14.2.8求解控制 399
14.2.9初始条件 400
14.2.10求解过程监视 400
14.2.11计算求解 401
14.2.12结果后处理 401
14.3本章小结 405
第15章 动网格分析实例 406
15.1理论基础 406
15.1.1基本思路 406
15.1.2基本设置 407
15.2阀门运动 409
15.2.1案例介绍 409
15.2.2启动FLUENT并导入网格 409
15.2.3定义求解器 411
15.2.4定义模型 411
15.2.5设置材料 412
15.2.6边界条件 412
15.2.7设置分界面 413
15.2.8动网格设置 414
15.2.9求解控制 417
15.2.10初始条件 418
15.2.11求解过程监视 418
15.2.12计算求解 419
15.2.13结果后处理 419
15.3风力涡轮机分析1 421
15.3.1案例介绍 421
15.3.2启动FLUENT并导入网格 421
15.3.3定义求解器 422
15.3.4定义模型 423
15.3.5设置材料 423
15.3.6边界条件 424
15.3.7设置分界面 425
15.3.8动网格设置 426
15.3.9求解控制 428
15.3.10初始条件 428
15.3.11求解过程监视 428
15.3.12计算结果输出设置 429
15.3.13计算求解 430
15.3.14结果后处理 430
15.4风力涡轮机分析2 432
15.4.1定义求解器 432
15.4.2动网格设置 432
15.4.3动画设置 434
15.4.4计算求解 435
15.4.5结果后处理 436
15.5本章小结 436
第16章 FLUENT在Workbench中的应用 437
16.1圆管内气体的流动 437
16.1.1案例介绍 437
16.1.2启动Workbench并建立分析项目 437
16.1.3导入几何体 439
16.1.4划分网格 440
16.1.5定义模型 443
16.1.6边界条件 444
16.1.7求解控制 445
16.1.8初始条件 445
16.1.9求解过程监视 446
16.1.10计算求解 446
16.1.11结果后处理 447
16.1.12保存与退出 449
16.2三通内气体的流动 449
16.2.1案例介绍 449
16.2.2启动Workbench并建立分析项目 449
16.2.3导入几何体 450
16.2.4划分网格 452
16.2.5定义模型 454
16.2.6边界条件 455
16.2.7求解控制 456
16.2.8初始条件 457
16.2.9求解过程监视 457
16.2.10计算求解 458
16.2.11结果后处理 458
16.2.12保存与退出 461
16.3探头外空气流动 461
16.3.1案例介绍 461
16.3.2启动Workbench并建立分析项目 461
16.3.3导入几何体 462
16.3.4划分网格 462
16.3.5定义模型 465
16.3.6边界条件 465
16.3.7求解控制 466
16.3.8初始条件 467
16.3.9求解过程监视 467
16.3.10计算求解 468
16.3.11结果后处理 469
16.3.12保存与退出 471
16.3本章小结 471
参考文献 472