精通CFD工程仿真與案例實戰 FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot 第2版
第二版自序
1 CFD概述
1.1 計算流體力學概述
1.1.1 計算流體力學的基本思想和本質
1.1.2 計算流體力學的優勢
1.1.3 CFD學科誕生與工程化背景
1.1.4 計算流體力學的應用領域
1.2 計算流體力學問題的解決過程
1.2.1 前處理
1.2.2 求解
1.2.3 后處理
1.3 計算流體力學商業軟件介紹
1.3.1 前處理器
1.3.2 求解器
1.3.3 后處理軟件
1.4 FLUENT的操作界面
1.4.1 啟動FLUENT界面
1.4.2 FLUENT主界面
1.5 FLUENT的基礎操作
1.5.1 啟動ANSYS FLUENT求解器
1.5.2 讀入網格文件
1.5.3 網格檢查
1.5.4 尺寸檢查
1.5.5 網格光順化
1.5.6 顯示網格
1.5.7 模型參數設置
1.5.8 物性參數設置
1.5.9 邊界條件參數設置
1.5.10 求解參數設置
1.5.11 迭代求解
1.5.12 利用高階離散格式獲得精確解
1.6 顯示計算結果與分析結果數據
1.6.1 顯示速度的雲圖
1.6.2 顯示溫度的雲圖
1.6.3 顯示速度矢量圖
1.6.4 顯示出口溫度的XY點圖
1.7 本章總結
2 網格基礎與操作
2.1 CFD網格前處理理論准備
2.1.1 划分網格的目的
2.1.2 網格幾何要素
2.1.3 網格形狀
2.1.4 結構化與非結構化網格
2.1.5 壁面和近壁區網格處理原則
2.1.6 網格質量評價標准
2.1.7 選擇合適的網格類型
2.1.8 網格自適應
2.2 GAMBIT網格划分
2.2.1 GAMBIT的基本功能與界面
2.2.2 GAMBIT基本術語
2.2.3 GAMBIT幾何通用操作
2.2.4 GAMBIT幾何造型
2.2.5 GAMBIT實體幾何操作
2.2.6 GAMBIT划分實體網格
2.2.7 划分體網格
2.2.8 划分邊界層網格
2.2.9 GAMBIT指定邊界和域類型
2.2.10 尺寸函數
2.2.11 網格划分策略分析簡介
2.2.12 網格質量管理及網格輸出
2.3 ICEM CFD網格划分
2.3.1 ICEM CFD基本功能與界面
2.3.2 ICEM CFD幾何體創建與處理
2.3.3 ICEM CFD划分非結構網格
2.3.4 ICEM CFD划分棱柱邊界層網格
2.3.5 ICEM CFD划分六面體結構化網格
2.3.6 ICEM CFD指定邊界和域類型以及輸出網格
3 FLUENT基礎與操作
3.1 FLUENT求解，啟動FLUENT與FLUENT並行計算
3.2 FLUENT腳本文件自動運行
3.3 FLUENT文件類型
3.4 網格檢查
3.4.1 在FLUENT中檢查網格
3.4.2 報告網格統計量
3.5 計算域尺寸設置
3.5.1 FLUENT的計算單位系統
3.5.2 在FLUENT中設置計算域尺寸
3.6 定義湍流模型
3.6.1 流體與流動的分類
3.6.2 判斷湍流的標准
3.6.3 湍流模型的評價與選擇
3.6.4 壁面函數的選擇
3.6.5 在FLUENT中設定湍流模型
3.7 對流換熱計算
3.7.1 在FLUENT中考慮對流換熱
3.7.2 考慮自然對流問題的場合與方法
3.8 輻射換熱計算
3.8.1 選擇輻射換熱模型
3.8.2 在FLUENT中設定P1輻射模型
3.8.3 在FLUENT中設定Discrete Ordinates輻射模型
3.8.4 輻射物質屬性定義
3.9 模擬不考慮化學反應的組分傳輸過程
3.10 化學反應流與燃燒模擬
3.10.1 FLUENT中的燃燒模型介紹
3.10.2 反應模型的選擇
3.10.3 通用有限速率模型
3.10.4 ISAT算法
3.10.5 導入CHEMKIN格式的化學反應機理
3.10.6 非預混燃燒模型之混合分數/PDF模型
3.10.7 非預混燃燒模型之層流火焰面模型
3.10.8 FLUENT中的煤燃燒模擬計算器的設置與使用
3.10.9 預混燃燒模型
3.10.10 部分預混燃燒模型
3.10.11 組分輸運概率密度函數PDF燃燒模型
3.10.12 FLUENT燃燒模擬可能遇到的點火問題
3.11 表面反應模擬
3.12 設定操作工況參數
3.13 設定單元區域條件
3.13.1 單元區域條件的類型
3.13.2 單元區域條件設定
3.14 多孔介質計算域
3.15 設定邊界條件
3.15.1 邊界條件類型
3.15.2 邊界條件設定
3.16 控制方程離散化
3.16.1 離散方法
3.16.2 離散格式
3.16.3 離散格式的選擇
3.16.4 在FLUENT中設置離散格式
3.17 求解方法
3.17.1 基於壓力的求解器
3.17.2 基於密度的求解器
3.17.3 在FLUENT中設置求解器
3.18 設置欠松弛因子
3.19 設置庫朗數
3.20 設置求解極限
3.21 求解初始化
3.21.1 全局初始化
3.21.2 對初始值進行局部修補
3.22 求解器的使用方法
3.22.1 使用求解器的基本步驟
3.22.2 在FLUENT中設置定常狀態的計算
3.23 確認收斂性
3.24 網格自適應
3.25 UDF的基本理論與應用
3.25.1 UDF的基本理論
3.25.2 UDF的應用
3.26 FLUENT中常見警告的出現原因和解決方法
4 后處理基礎與操作
4.1 計算后處理：FLUENT后處理
4.1.1 創建點、線和面
4.1.2 流場顯示
4.1.3 顯示網格
4.1.4 顯示等值線雲圖
4.1.5 顯示矢量圖
4.1.6 顯示軌跡線
4.1.7 顯示掃描面
4.1.8 創建動畫
4.1.9 顯示XY曲線
4.1.10 顯示柱狀圖
4.1.11 FLUENT計算報告
4.1.12 邊界通量報告
4.1.13 受力報告
4.1.14 投影面積
4.1.15 表面積分
4.1.16 體積分
4.1.17 參考值設定
4.1.18 算例設置報告
4.2 Tecplot數據處理
4.2.1 Tecplot 360功能簡介
4.2.2 Tecplot 360 文件格式
4.2.3 Tecplot 360 讀入FLUENT文件
4.2.4 在Tecplot 360中繪制XY曲線
4.2.5 在Tecplot 360中顯示等值線雲圖
4.2.6 在Tecplot 360中繪制矢量圖
4.2.7 在Tecplot 360中繪制流線
4.2.8 在Tecplot 360中繪制三維流場剖面圖
4.2.9 在Tecplot 360中制作動畫
4.2.10 在Tecplot 360中分析CFD 數據
5 網格划分案例
第一部分：利用GAMBIT划分網格
5.1 網格實例一：二維圓筒燃燒器網格划分
5.1.1 創建幾何實體
5.1.2 對實體進行網格划分
5.1.3 創建邊界條件並輸出網格
5.2 網格實例二：燃氣灶網格划分
5.2.1 創建燃氣灶實體模型
5.2.2 對實體進行網格划分
5.2.3 創建實體的邊界條件
5.2.4 輸出網格
第二部分：利用ICEM CFD划分網格
5.3 網格實例三：引擎模型四面體划分
5.3.1 打開工程
5.3.2 Repair幾何實體
5.3.3 設置網格尺寸
5.3.4 初步計算並查看網格
5.3.5 光順網格
5.3.6 基於曲率自適應的網格加密
5.3.7 再次創建網格
5.3.8 切面顯示
5.4 網格實例四：機翼翼身組合體棱柱形網格划分
5.4.1 打開項目
5.4.2 划分棱柱層網格
5.4.3 創建機翼尾部密度區
5.4.4 再次計算網格並顯示
5.4.5 光順網格
5.4.6 生成六面體核心網格
5.5 網格實例五：二維管道四邊形網格划分
5.5.1 新建工程
5.5.2 初始化塊
5.5.3 分割塊
5.5.4 刪除 Blocks
5.5.5 關聯塊頂點到幾何點
5.5.6 關聯Edge到Curve
5.5.7 顯示關聯
5.5.8 組合Curves
5.5.9 完成邊和線的關聯
5.5.10 移動剩余的頂點到幾何上
5.5.11 設置網格尺寸
5.5.12 生成並顯示網格
5.5.13 網格質量檢查
5.5.14 轉化成非結構化網格
5.6 網格實例六：三維管道六面體結構化網格
5.6.1 新建工程
5.6.2 檢查幾何拓撲
5.6.3 創建Part
5.6.4 創建材料點並保存工程
5.6.5 初始化塊
5.6.6 分割塊並建立拓撲結構
5.6.7 關聯曲線
5.6.8 初步生成網格
5.6.9 初步網格質量評估
5.6.10 建立O-grid
5.6.11 第二次生成網格
5.6.12 第二次網格質量評估
5.6.13 網格輸出
5.7 網格實例七：三維彎管六面體結構化網格
5.7.1 打開項目並創建Parts
5.7.2 創建體並初始化塊
5.7.3 切塊和刪除部分塊
5.7.4 關聯
5.7.5 移動頂點（1）
5.7.6 創建第一個O-grid
5.7.7 修飾塊
5.7.8 移動頂點（2）
5.7.9 創建第二個O-grid
5.7.10 設置網格尺寸並預覽網格
5.7.11 移動頂點以改善網格質量
5.7.12 重新查看網格
5.8 網格實例八：管內葉片三維六面體結構化網格
5.8.1 打開工程並創建Parts
5.8.2 創建體
5.8.3 初始化塊
5.8.4 創建關聯
5.8.5 塊分割
5.8.6 塌陷
5.8.7 邊關聯
5.8.8 設置面網格參數
5.8.9 網格質量檢查
5.8.10 創建O-grid
5.8.11 中間塊刪除並計算網格
5.8.12 網格質量檢查
5.9 網格實例九：半球方體三維六面體結構化網格
5.9.1 讀入工程
5.9.2 初始化塊
5.9.3 建立拓撲（1）
5.9.4 關聯（1）
5.9.5 設置網格參數（1）
5.9.6 預覽網格並檢查網格質量
5.9.7 建立拓撲（2）
5.9.8 關聯（2）
5.9.9 設置網格參數（2）
5.9.10 計算網格
5.9.11 檢查網格質量
5.9.12 局部網格參數設置
5.10 網格實例十：托架三維六面體結構化網格
5.10.1 創建新項目
5.10.2 初始化塊
5.10.3 移動塊頂點
5.10.4 分塊（1）
5.10.5 關聯並移動頂點
5.10.6 創建塊
5.10.7 關聯
5.10.8 分塊（2）
5.10.9 創建O-grid
5.10.10 設置邊緣O-grid
5.10.11 計算網格
5.10.12 網格質量評估
5.10.13 網格鏡像
6 綜合實戰案例一
6.1 算例一：空調房間室內氣流組織模擬
6.1.1 介紹
6.1.2 方法和設置
6.1.3 前期要求
6.1.4 問題描述
6.1.5 准備
6.1.6 設置和求解
6.1.7 總結
6.2 算例二：管內流動的模擬
6.2.1 介紹
6.2.2 方法和設置
6.2.3 前期要求
6.2.4 問題描述
6.2.5 准備
6.2.6 設置和求解
6.2.7 總結
6.2.8 參考文獻
6.2.9 練習與討論
6.3 算例三：外掠平板的流場與換熱
6.3.1 介紹
6.3.2 方法和設置
6.3.3 前期要求
6.3.4 問題描述
6.3.5 准備
6.3.6 設置與求解
6.3.7 總結
6.3.8 參考文獻
6.3.9 練習與討論
6.4 算例四：進氣歧管的流動模擬
6.4.1 介紹
6.4.2 方法和設置
6.4.3 前期要求
6.4.4 問題描述
6.4.5 准備
6.4.6 設置和求解
6.4.7 總結
6.4.8 參考文獻
6.4.9 練習與討論
6.5 算例五：漸縮漸擴管的無粘與可壓縮流動模擬
6.5.1 介紹
6.5.2 方法和設置
6.5.3 前期准備
6.5.4 問題描述
6.5.5 准備
6.5.6 設置和求解
6.5.7 總結
6.5.8 參考文獻
6.5.9 練習與討論
6.6 算例六：模擬水箱的水波運動
6.6.1 介紹
6.6.2 方法和設置
6.6.3 前期要求
6.6.4 問題描述
6.6.5 准備
6.6.6 設置和求解
6.6.7 總結
6.6.8 練習與討論
6.7 算例七：水平膜狀沸騰
6.7.1 介紹
6.7.2 前期要求
6.7.3 問題描述
6.7.4 設置和求解
6.7.5 分析
6.7.6 總結
6.8 算例八：機翼繞流可壓縮流動的模擬
6.8.1 介紹
6.8.2 方法和設置
6.8.3 前期要求
6.8.4 問題描述
6.8.5 准備
6.8.6 設置和求解
6.8.7 總結
6.8.8 練習與討論
6.9 算例九：利用歐拉模型解決攪拌器混合問題
6.9.1 介紹
6.9.2 方法和設置
6.9.3 問題描述
6.9.4 設置和求解
6.10 算例十：利用多相流混合模型和歐拉模型求解T形管流動
6.10.1 介紹
6.10.2 方法和設置
6.10.3 問題描述
6.10.4 設置和求解
6.11 算例十一：對固體燃料電池進行流體動力學模擬
6.11.1 介紹
6.11.2 方法和設置
6.11.3 問題描述
6.11.4 設置與求解
7 綜合實戰案例二
7.1 算例十二：使用噴尿素法並利用選擇性非催化還原法（SNCR）進行NOx 模擬
7.1.1 介紹
7.1.2 方法和設置
7.1.3 前期要求
7.1.4 問題描述
7.1.5 准備
7.1.6 設置和求解
7.2 總結
7.3 算例十三：使用混合物模型模擬質量和熱量交換
7.3.1 介紹
7.3.2 前期要求
7.3.3 問題描述
7.3.4 設置和求解
7.4 算例十四：使用用戶自定義標量模擬電加熱（歐姆加熱）
7.4.1 介紹
7.4.2 方法和設置
7.4.3 前期要求
7.4.4 問題描述
7.4.5 准備
7.4.6 設置和求解
7.4.7 總結
7.4.8 練習與討論
7.5 算例十五：頂蓋驅動的腔體流動
7.5.1 介紹
7.5.2 方法和設置
7.5.3 前期要求
7.5.4 問題描述
7.5.5 准備
7.5.6 設置和求解
7.5.7 總結
7.5.8 參考文獻
7.5.9 練習與討論
7.6 算例十六：引擎流場模擬
7.6.1 介紹
7.6.2 方法和設置
7.6.3 前期要求
7.6.4 問題描述
7.6.5 准備
7.6.6 設置和求解
7.6.7 總結
7.6.8 練習和討論
7.7 算例十七：使用EBU（Eddy Break Up，渦破碎）模型模擬煤粉燃燒
7.7.1 介紹
7.7.2 技巧和設置
7.7.3 前期要求
7.7.4 問題描述
7.7.5 准備
7.7.6 設置和求解
7.7.7 結果
7.8 算例十八：多步焦炭反應模擬
7.8.1 介紹
7.8.2 技巧和設置
7.8.3 前期要求
7.8.4 問題描述
7.8.5 准備
7.8.6 設置和求解
7.8.7 結果
7.8.8 總結
7.9 算例十九：利用EDC燃燒模型模擬擴散火焰
7.9.1 介紹
7.9.2 前期要求
7.9.3 問題描述
7.9.4 准備
7.9.5 設置和求解
7.9.6 總結
7.10 算例二十：擴散射流火焰的PDF輸運方程模型模擬
7.10.1 介紹
7.10.2 技巧和設置
7.10.3 實驗概況
7.10.4 前期要求
7.10.5 問題描述
7.10.6 准備
7.10.7 設置和求解
7.10.8 總結
7.11 算例二十一：模擬圓形通道的表面反應
7.11.1 介紹
7.11.2 准備
7.11.3 設置和求解
8 綜合實戰案例三
8.1 算例二十二：模擬二維流化床的均勻流化作用
8.1.1 介紹
8.1.2 前期要求
8.1.3 問題描述
8.1.4 設置和求解
8.2 算例二十三：液體燃料燃燒
8.2.1 介紹
8.2.2 技巧和設置
8.2.3 前期准備
8.2.4 問題描述
8.2.5 准備
8.2.6 設置和求解
8.2.7 總結
8.3 算例二十四：偏心環形管道的非牛頓流體流動模擬
8.3.1 介紹
8.3.2 技巧和設置
8.3.3 前期要求
8.3.4 問題描述
8.3.5 准備
8.3.6 設置和求解
8.3.7 總結
8.3.8 參考文獻
8.3.9 練習與討論
8.4 算例二十五：離心式鼓風機模擬
8.4.1 介紹
8.4.2 問題描述
8.4.3 准備
8.4.4 設置和求解
8.4.5 總結
8.5 算例二十六：圓柱繞流模擬
8.5.1 介紹
8.5.2 問題描述
8.5.3 准備
8.5.4 設置和求解
8.5.5 總結
8.5.6 參考文獻
9 綜合實戰案例四
9.1 算例二十七：求解流固耦合換熱問題
9.1.1 介紹
9.1.2 問題描述
9.1.3 准備工作
9.1.4 設置和求解
9.2 總結
9.3 算例二十八：使用太陽光輻射加載模型模擬室內通風過程
9.3.1 介紹
9.3.2 問題描述
9.3.3 准備工作
9.3.4 設置與求解
9.4 附錄
9.5 算例二十九：利用FLUENT模擬核狀沸騰換熱過程
9.5.1 介紹
9.5.2 問題描述
9.5.3 准備工作
9.5.4 步驟和求解：單相流動
9.5.5 求解設置：沸騰流
9.6 算例三十：使用FLUENT的VOF多相流模型模擬大壩泄洪過程
9.6.1 問題描述
9.6.2 准備工作
9.6.3 設置與求解
9.7 總結
9.8 算例三十一：模擬離心泵的空化現象
9.8.1 問題描述
9.8.2 准備工作
9.8.3 設置與求解
9.9 總結
9.10 算例三十二：模擬噴霧蒸發過程
9.10.1 准備工作
9.10.2 問題描述
9.10.3 設置和求解
准備工作
9.11 總結
9.12 進一步改進
9.13 算例三十三：使用非預混燃燒模型模擬燃燒問題
9.13.1 前提條件
9.13.2 問題描述
9.13.3 設置和求解
9.14 總結
9.15 參考文獻
9.16 進一步改進
9.17 算例三十四：使用有限速率化學反應模型分析錐形室內的預混化學反應流
9.17.1 問題描述
9.17.2 設置和求解
9.17.3 結果
9.18 總結
9.19 參考文獻
9.20 算例三十五：選擇性催化還原（SCR）的脫硝過程模擬
9.20.1 網格
9.20.2 前期准備
9.20.3 問題描述
9.20.4 准備工作
9.20.5 設置和求解
9.21 總結
9.22 算例三十六：壁面溫度正弦狀變化的UDF設置及模擬
9.22.1 問題描述
9.22.2 准備工作
9.22.3 設置和求解
9.23 結果
9.24 總結
9.25 算例三十七：隨溫度而變化之粘性的UDF設置及模擬
9.25.1 問題描述
9.25.2 准備工作
9.25.3 設置和求解
9.26 結果
9.27 總結
思維導圖
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