目录

●前言
第1章 流体力学基础1
1.1 流体力学基本概念2
1.1.1 连续介质模型2
1.1.2 流体的基本性质2
1.1.3 作用在流体上的力4
1.1.4 流动分析基础4
1.2 流体运动的基本概念5
1.2.1 层流流动与湍流流动5
1.2.2 有旋流动与无旋流动6
1.2.3 声速与马赫数6
1.2.4 膨胀波与激波7
1.3 流体流动及传热的基本控制方程8
1.3.1 物质导数8
1.3.2 质量守恒方程（连续性方程）9
1.3.3 动量守恒方程（连续性方程）9
1.3.4 能量方程与导热方程10
1.4 边界层理论11
第2章 Fluent软件简介及操作使用13
2.1 CFD软件概述14
2.2 Fluent软件概述17
2.2.1 Fluent软件的运用领域17
2.2.2 Fluent的构成18
2.2.3 Fluent求解计划18
2.3 Fluent的启动19
2.3.1 直接启动19
2.3.2 在Workbench中启动20
2.4 Fluent的用户界面22
2.5 Fluent 2024操作介绍24
2.5.1 Fluent 2024对网格的基本操作24
2.5.2 Fluent 2024基本计算模型27
2.5.3 Fluent 2024求解器选择27
2.5.4 选择Fluent的工作条件28
2.6 Fluent的物理模型29
2.6.1 粘性模型29
2.6.2 多相流模型30
2.6.3 辐射模型31
2.6.4 组份模型32
2.6.5 离散相模型33
2.6.6 凝固和熔化模型33
2.7 Fluent 的边界条件33
2.8 Fluent的分析流程34
第3章 创建几何模型37
3.1  启动DesignModeler38
3.2 DesignModeler图形界面39
3.2.1 图形界面介绍39
3.2.2 菜单栏40
3.2.3 工具栏42
3.2.4 信息栏42
3.2.5 鼠标操作42
3.2.6 选择过滤器43
3.2.7 单选43
3.2.8 框选44
3.3 绘制草图44
3.3.1 设置单位44
3.3.2 绘图平面44
3.3.3 草图工具箱45
3.4 三维建模50
3.4.1 挤出特征50
3.4.2 旋转特征53
3.4.3 扫掠特征54
3.4.4 蒙皮/放样55
3.4.5 薄/表面55
3.4.6 固定半径圆角56
3.4.7 变量半径圆角57
3.4.8 顶点圆角57
3.4.9 倒角58
3.4.10 模式59
3.4.11 几何体转换60
3.4.12 布尔运算65
3.4.13 切片66
3.4.14 单一几何体68
3.5 概念建模69
3.5.1 来自点的线69
3.5.2 草图线70
3.5.3 边线70
3.5.4 曲线70
3.5.5 分割边71
3.5.6 边表面72
3.5.7 草图表面73
3.5.8 面表面73
3.6 横截面74
3.6.1 创建横截面74
3.6.2 将横截面赋给线体75
3.7 冻结和解冻75
3.8 挤出机机头模型创建76
第4章 划分网格83
4.1 网格生成技术84
4.1.1 常用的网格单元84
4.1.2 网格生成方法分类84
4.1.3 网格类型的选择87
4.1.4 网格质量88
4.2 Meshing网格应用程序89
4.2.1 网格划分步骤89
4.2.2 分析类型90
4.3 网格划分方法91
4.3.1 自动91
4.3.2 四面体91
4.3.3 扫掠93
4.3.4 多区域93
4.4 全局网格控制94
4.4.1 全局单元尺寸94
4.4.2 全局尺寸调整94
4.4.3 网格质量96
4.4.4 禁用自适应尺寸调整功能97
4.5 局部网格控制98
4.5.1 局部尺寸调整99
4.5.2 接触尺寸控制102
4.5.3 加密控制102
4.5.4 面网格剖分103
4.5.5 匹配控制104
4.5.6 收缩控制105
4.5.7 局部膨胀控制106
4.6 网格工具106
4.6.1 生成网格106
4.6.2 截面107
4.6.3 命名选择109
4.7 挤出机机头的网格划分110
第5章 Fluent分析设置及求解118
5.1 通用设置119
5.1.1 网格设置119
5.1.2 求解设置121
5.1.3 重力设置121
5.2 模型设置122
5.3 定义材料122
5.3.1 选择材料123
5.3.2 设置材料属性123
5.4 边界条件设置125
5.5 求解方法及控制参数设置126
5.5.1 求解方法设置126
5.5.2 求解控制设置129
5.6 求解初始化130
5.6.1 标准初始化130
5.6.2 混合初始化131
5.6.3 扫掠131
5.7 定义动画132
5.8 求解设置133
5.8.1 稳态求解设置133
5.8.2 瞬态求解设置134
5.9 挤出机机头分析求解134
5.9.1 分析设置134
5.9.2 求解设置139
5.9.3 求解141
第6章 计算后处理142
6.1 Fluent的后处理功能143
6.1.1 创建云图143
6.1.2 创建矢量图143
6.1.3 创建迹线图144
6.1.4 创建颗粒轨迹图145
6.1.5 创建平面145
6.2 挤出机机头后处理146
6.2.1 创建平面146
6.2.2 查看径向温度等值线和云图146
6.2.3 查看轴向温度等值线和云图147
第7章 二维流动和传热的数值模拟149
7.1 二维瞬间闸门倾洪流动模拟150
7.1.1 创建模型150
7.1.2 划分网格及命名边界153
7.1.3 分析设置154
7.1.4 求解设置158
7.1.5 求解160
7.1.6 结果后处理和保存文件161
7.2 喷嘴内气体流动分析162
7.2.1 创建模型162
7.2.2 划分网格及命名边界163
7.2.3 分析设置165
7.2.4 求解设置168
7.2.5 求解168
7.2.6 结果后处理和保存文件168
7.3 套管式换热器的流动和传热的模拟171
7.3.1 创建模型172
7.3.2 划分网格及命名边界173
7.3.3 分析设置174
7.3.4 求解设置178
7.3.5 求解179
7.3.6 结果后处理和保存文件179
7.4 轴对称孔板流量计的流动模拟180
7.4.1 创建模型181
7.4.2 划分网格及命名边界181
7.4.3 分析设置183
7.4.4 求解设置185
7.4.5 求解185
7.4.6 结果后处理和保存文件185
7.5 二维自然对流传热问题的分析186
7.5.1 创建模型187
7.5.2 划分网格及命名边界187
7.5.3 分析设置189
7.5.4 求解设置190
7.5.5 求解190
7.5.6 结果后处理和保存文件191
第8章 三维流动和传热的数值模拟192
8.1 混合器流动和传热的数值模拟193
8.1.1 创建模型193
8.1.2 划分网格及命名边界197
8.1.3 分析设置198
8.1.4 求解设置202
8.1.5 求解203
8.1.6 结果后处理和保存文件203
8.2 三维弯管流动的模拟206
8.2.1 创建模型207
8.2.2 划分网格及命名边界208
8.2.3 分析设置209
8.2.4 求解设置211
8.2.5 求解212
8.2.6 结果后处理和保存文件212
8.3 三维室内温度传热模拟214
8.3.1 创建模型215
8.3.2 划分网格及命名边界216
8.3.3 分析设置218
8.3.4 求解设置222
8.3.5 求解222
8.3.6 结果后处理和保存文件222
8.4 三维流-固耦合散热模拟226
8.4.1 创建模型226
8.4.2 划分网格及命名边界228
8.4.3 分析设置230
8.4.4 求解设置234
8.4.5 求解234
8.4.6 结果后处理和保存文件234
第9章 湍流模型模拟237
9.1 湍流模型概述238
9.1.1 Spalart-Allmaras（1 eqn）模型238
9.1.2 k-epsilon（2 eqn）模型238
9.1.3 k-omega（2 eqn）模型239
9.1.4 转捩 k-kl-omega（3 eqn）模型240
9.1.5 转捩 SST（4 eqn）模型240
9.1.6 雷诺应力（RSM-7 eqn）模型240
9.1.7 尺度自适应模型（SAS）241
9.1.8 分离涡模拟（DES）模型242
9.1.9 大涡模拟（LES）242
9.2 壁面函数概论242
9.2.1 标准壁面函数（SWF）242
9.2.2 可扩展壁面函数（SWF）243
9.2.3 非平衡壁面函数243
9.2.4 增强壁面函数（EWF）243
9.2.5 Menter-Lechner壁面函数243
9.3 湍流模型实例—瀑布流过圆柱形石块时的流场243
9.3.1 建立模型243
9.3.2 划分网格及命名边界244
9.3.3 分析设置246
9.3.4 求解设置249
9.3.5 求解250
9.3.6 结果后处理和保存文件250
第10章 多相流模型模拟253
10.1 Fluent中的多相流模型254
10.1.1 VOF模型254
10.1.2 Mixture模型（混合模型）254
10.1.3 欧拉模型255
10.2 通用多相流模型的选择与使用255
10.2.1 通用多相流模型的选择255
10.2.2 通用多相流模型的设置256
10.2.3 一般多相流问题的求解策略257
10.3 二维喷射流场模拟实例258
10.3.1 建立模型258
10.3.2 划分网格及命名边界259
10.3.3 分析设置260
10.3.4 求解265
10.3.5 结果后处理和保存文件265
10.4 低气相容积率的气泡流混合模型模拟266
10.4.1 建立模型267
10.4.2 划分网格及命名边界268
10.4.3 分析设置269
10.4.4 求解设置273
10.4.5 求解274
10.4.6 结果后处理和保存文件274
10.5 水油混合物T形管流动模拟实例275
10.5.1 建立模型275
10.5.2 划分网格及命名边界276
10.5.3 分析设置277
10.5.4 求解设置281
10.5.5 求解282
10.5.6 结果后处理和保存文件282
10.6 套管内气液两相流动模拟283
10.6.1 建立模型283
10.6.2 划分网格及命名边界285
10.6.3 分析设置285
10.6.4 求解设置289
10.6.5 求解290
10.6.6 结果后处理和保存文件290
第11章 滑移网格模型模拟293
11.1 滑移网格模型概述294
11.2 滑移网格的设置295
11.3 用MRF法模拟二维离心泵的流场296
11.3.1 建立模型297
11.3.2 划分网格及命名边界301
11.3.3 分析设置304
11.3.4 求解设置307
11.3.5 求解308
11.3.6 结果后处理和保存文件308
第12章 动网格模型模拟311
12.1 动网格模型概述312
12.2 动网格的设置313
12.2.1 动网格参数的设置314
12.2.2 动网格运动方式的定义315
12.2.3 动网格预览316
12.3 二维实体入水模拟实例317
12.3.1 建立模型317
12.3.2 划分网格及命名边界318
12.3.3 分析设置319
12.3.4 求解设置324
12.3.5 求解326
12.3.6 结果后处理和保存文件327
12.4 隧道中两车相对行驶的流场模拟实例328
12.4.1 建立模型328
12.4.2 划分网格及命名边界329
12.4.3 分析设置329
12.4.4 求解设置333
12.4.5 求解334
12.4.6 结果后处理和保存文件334
第13章 组份传输与气体燃烧的模拟337
13.1 燃烧模型338
13.1.1 燃烧模型概述338
13.1.2 组份传递模型338
13.1.3 非预混燃烧模型339
13.1.4 预混合燃烧模型340
13.1.5 部分预混合燃烧模型340
13.1.6 联合概率密度输运模型340
13.2 气体燃烧温度场模拟341
13.2.1 建立模型341
13.2.2 划分网格及命名边界342
13.2.3 分析设置343
13.2.4 求解设置347
13.2.5 求解347
13.2.6 结果后处理和保存文件347
13.3 废气排放组份浓度模拟349
13.3.1 建立模型349
13.3.2 划分网格及命名边界350
13.3.3 分析设置351
13.3.4 求解设置355
13.3.5 求解356
13.3.6 结果后处理和保存文件356
第14章 UDF使用简介358
14.1 UDF基础359
14.1.1 UDF概述359
14.1.2 Fluent网格拓扑359
14.1.3 Fluent数据类型360
14.2 UDF宏361
14.2.1 UDF中访问Fluent变量的宏361
14.2.2 UDF实用工具宏366
14.2.3 常用DEFINE宏376
14.3 UDF的解释和编译378
14.3.1 UDF的解释379
14.3.2 UDF的编译379
14.3.3 在Fluent中激活UDF379
14.4 UDF应用实例——焊接铝板381
14.4.1 建立模型381
14.4.2 划分网格及命名边界383
14.4.3 编写UDF384
14.4.4 分析设置384
14.4.5 求解设置387
14.4.6 求解388
14.4.7 查看求解结果389