精通CFD工程仿真與案例實戰(zhàn)

第1章　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(zhì)　
　　1.1.2　計算流體力學的優(yōu)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(yīng)用領(lǐng)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(yè)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(chǔ)操作　
　　1.5.1　啟動ansys fluent求解器　
　　1.5.2　讀入網(wǎng)格文件　
　　1.5.3　網(wǎng)格檢查　
　　1.5.4　尺寸檢查　
　　1.5.5　網(wǎng)格光順化　
　　1.5.6　顯示網(wǎng)格　
　　1.5.7　模型參數(shù)設(shè)置　
　　1.5.8　物性參數(shù)設(shè)置　
　　1.5.9　邊界條件參數(shù)設(shè)置　
　　1.5.10　求解參數(shù)設(shè)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(jié)果與分析結(jié)果數(shù)據(jù)　
　　1.6.1　顯示速度的云圖　
　　1.6.2　顯示溫度的云圖　
　　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(jié)　
第2章　網(wǎng)格基礎(chǔ)與操作　
　2.1　cfd網(wǎng)格前處理理論準備　
　　2.1.1　劃分網(wǎng)格的目的　
　　2.1.2　網(wǎng)格幾何要素　
　　2.1.3　網(wǎng)格形狀　
　　2.1.4　結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格　
　　2.1.5　壁面和近壁區(qū)網(wǎng)格處理原則　
　　2.1.6　網(wǎng)格質(zhì)量評價標準　
　　2.1.7　選擇合適的網(wǎng)格類型　
　　2.1.8　網(wǎng)格自適應(yīng)　
　2.2　gambit網(wǎng)格劃分　
　　2.2.1　gambit的基本功能與界面　
　　2.2.2　gambit基本術(shù)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劃分實體網(wǎng)格　
　　2.2.7　劃分體網(wǎng)格　
　　2.2.8　劃分邊界層網(wǎng)格　
　　2.2.9　gambit指定邊界和域類型　
　　2.2.10　尺寸函數(shù)　
　　2.2.11　網(wǎng)格劃分策略分析簡介　
　　2.2.12　網(wǎng)格質(zhì)量管理及網(wǎng)格輸出　
　2.3　icem cfd網(wǎng)格劃分　
　　2.3.1　icem cfd基本功能與界面　
　　2.3.2　icem cfd幾何體創(chuàng)建與處理　
　　2.3.3　icem cfd劃分非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格　
　　2.3.4　icem cfd劃分棱柱邊界層網(wǎng)格　
　　2.3.5　icem cfd劃分六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格　
　　2.3.6　icem cfd指定邊界和域類型以及輸出網(wǎng)格　
第3章　fluent基礎(chǔ)與操作　
　3.1　fluent求解，啟動fluent與fluent并行計算　
　3.2　fluent腳本文件自動運行　
　3.3　fluent文件類型　
　3.4　網(wǎng)格檢查　
　　3.4.1　在fluent中檢查網(wǎng)格　
　　3.4.2　報告網(wǎng)格統(tǒng)計量　
　3.5　計算域尺寸設(shè)置　
　　3.5.1　fluent的計算單位系統(tǒng)　
　　3.5.2　在fluent中設(shè)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　判斷湍流的標準　
　　3.6.3　湍流模型的評價與選擇　
　　3.6.4　壁面函數(shù)的選擇　
　　3.6.5　在ansys fluent中設(shè)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ansys fluent中設(shè)定p1輻射模型　
　　3.8.3　在ansys fluent中設(shè)定discrete ordinates輻射模型　
　　3.8.4　輻射物質(zhì)屬性定義　
　3.9　模擬不考慮化學反應(yīng)的組分傳輸過程　
　3.10　化學反應(yīng)流與燃燒模擬　
　　3.10.1　fluent中的燃燒模型介紹　
　　3.10.2　反應(yīng)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(yīng)機理　
　　3.10.6　非預(yù)混燃燒模型之混合分數(shù)/pdf模型　
　　3.10.7　非預(yù)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(shè)置與使用　
　　3.10.9　預(yù)混燃燒模型　
　　3.10.10　部分預(yù)混燃燒模型　
　　3.10.11　組分概率密度輸運燃燒模型　
　　3.10.12　fluent燃燒模擬可能遇到的點火問題　
　3.11　表面反應(yīng)模擬　
　3.12　設(shè)定操作工況參數(shù)　
　　3.13　設(shè)定單元區(qū)域條件　
　　3.13.1　單元區(qū)域條件的類型　
　　3.13.2　單元區(qū)域條件設(shè)定　
　3.14　多孔介質(zhì)計算域　
　3.15　設(shè)定邊界條件　
　　3.15.1　邊界條件類型　
　　3.15.2　邊界條件設(shè)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(shè)置離散格式　
　3.17　求解方法　
　　3.17.1　基于壓力的求解器　
　　3.17.2　基于密度的求解器　
　　3.17.3　在fluent中設(shè)置求解器　
　3.18　設(shè)置亞松弛因子　
　3.19　設(shè)置庫朗數(shù)　
　3.20　設(shè)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(shè)置定常狀態(tài)的計算　
　3.23　確認收斂性　
　3.24　網(wǎng)格自適應(yīng)　
　3.25　udf的基本理論與應(yīng)用　
　　3.25.1　udf的基本理論　
　　3.25.2　udf的應(yīng)用　
　3.26　fluent中常見警告的出現(xiàn)原因和解決方法　
第4章　后處理基礎(chǔ)與操作　
　4.1　計算后處理：fluent后處理　
　　4.1.1　創(chuàng)建點、線和面　
　　4.1.2　流場顯示　
　　4.1.3　顯示網(wǎng)格　
　　4.1.4　顯示等值線云圖　
　　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(chuàng)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(shè)定　
　　4.1.18　算例設(shè)置報告　
　4.2　tecplot數(shù)據(jù)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中顯示等值線云圖　
　　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(shù)據(jù)　
第5章　利用gambit劃分網(wǎng)格　
　5.1　網(wǎng)格實例一：二維圓筒燃燒器網(wǎng)格劃分　
　　5.1.1　創(chuàng)建幾何實體　
　　5.1.2　對實體進行網(wǎng)格劃分　
　　5.1.3　創(chuàng)建邊界條件并輸出網(wǎng)格　
　5.2　網(wǎng)格實例二：燃氣灶網(wǎng)格劃分　
　　5.2.1　創(chuàng)建燃氣灶實體模型　
　　5.2.2　對實體進行網(wǎng)格劃分　
　　5.2.3　創(chuàng)建實體的邊界條件　
　　5.2.4　輸出網(wǎng)格　
　5.3　網(wǎng)格實例三：引擎模型四面體劃分　
　　5.3.1　打開工程　
　　5.3.2　repair幾何實體　
　　5.3.3　設(shè)置網(wǎng)格尺寸　
　　5.3.4　初步計算并查看網(wǎng)格　
　　5.3.5　光順網(wǎng)格　
　　5.3.6　基于曲率自適應(yīng)的網(wǎng)格加密　
　　5.3.7　再次創(chuàng)建網(wǎng)格　
　　5.3.8　切面顯示　
　5.4　網(wǎng)格實例四：機翼翼身組合體棱柱形網(wǎng)格劃分　
　　5.4.1　打開項目　
　　5.4.2　劃分棱柱層網(wǎng)格　
　　5.4.3　創(chuàng)建機翼尾部密度區(qū)　
　　5.4.4　再次計算網(wǎng)格并顯示　
　　5.4.5　光順網(wǎng)格　
　　5.4.6　生成六面體核心網(wǎng)格　
　5.5　網(wǎng)格實例五：二維管道四邊形網(wǎng)格劃分　
　　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(guān)聯(lián)塊頂點到幾何點　
　　5.5.6　關(guān)聯(lián)edge到curve　
　　5.5.7　顯示關(guān)聯(lián)　
　　5.5.8　組合curves　
　　5.5.9　完成邊和線的關(guān)聯(lián)　
　　5.5.10　移動剩余的頂點到幾何上　
　　5.5.11　設(shè)置網(wǎng)格尺寸　
　　5.5.12　計算并顯示網(wǎng)格　
　　5.5.13　網(wǎng)格質(zhì)量檢查　
　　5.5.14　轉(zhuǎn)化成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格　
　5.6　網(wǎng)格實例六：三維管道六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格　
　　5.6.1　新建工程　
　　5.6.2　檢查幾何拓撲　
　　5.6.3　創(chuàng)建part　
　　5.6.4　創(chuàng)建材料點并保存工程　
　　5.6.5　初始化塊　
　　5.6.6　分割塊并建立拓撲結(jié)構(gòu)　
　　5.6.7　關(guān)聯(lián)曲線　
　　5.6.8　初步計算網(wǎng)格　
　　5.6.9　初步網(wǎng)格質(zhì)量評估　
　　5.6.10　建立o-grid　
　　5.6.11　第二次計算網(wǎng)格　
　　5.6.12　第二次網(wǎng)格質(zhì)量評估　
　　5.6.13　網(wǎng)格輸出　
　5.7　網(wǎng)格實例七：三維彎管六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格　
　　5.7.1　打開項目并創(chuàng)建parts　
　　5.7.2　創(chuàng)建體并初始化塊　
　　5.7.3　切塊和刪除部分塊　
　　5.7.4　關(guān)聯(lián)　
　　5.7.5　移動頂點(1)　
　　5.7.6　創(chuàng)建第一個o-grid　
　　5.7.7　修飾塊　
　　5.7.8　移動頂點(2)　
　　5.7.9　創(chuàng)建第二個o-grid　
　　5.7.10　設(shè)置網(wǎng)格尺寸并預(yù)覽網(wǎng)格　
　　5.7.11　移動頂點以改善網(wǎng)格質(zhì)量　
　　5.7.12　重新查看網(wǎng)格　
　5.8　網(wǎng)格實例八：管內(nèi)葉片三維六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格　
　　5.8.1　打開工程并創(chuàng)建parts　
　　5.8.2　創(chuàng)建體　
　　5.8.3　初始化塊　
　　5.8.4　創(chuàng)建關(guān)聯(lián)　
　　5.8.5　塊分割　
　　5.8.6　塌陷　
　　5.8.7　邊關(guān)聯(lián)　
　　5.8.8　設(shè)置面網(wǎng)格參數(shù)　
　　5.8.9　網(wǎng)格質(zhì)量檢查　
　　5.8.10　創(chuàng)建o-grid　
　　5.8.11　中間塊刪除并計算網(wǎng)格　
　　5.8.12　網(wǎng)格質(zhì)量檢查　
　5.9　網(wǎng)格實例九：半球方體三維六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)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(guān)聯(lián)(1)　
　　5.9.5　設(shè)置網(wǎng)格參數(shù)(1)　
　　5.9.6　預(yù)覽網(wǎng)格并檢查網(wǎng)格質(zhì)量　
　　5.9.7　建立拓撲(2)　
　　5.9.8　關(guān)聯(lián)(2)　
　　5.9.9　設(shè)置網(wǎng)格參數(shù)(2)　
　　5.9.10　計算網(wǎng)格　
　　5.9.11　檢查網(wǎng)格質(zhì)量　
　　5.9.12　局部網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置　
　5.10　網(wǎng)格實例十：托架三維六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格　
　　5.10.1　創(chuàng)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(guān)聯(lián)并移動頂點　
　　5.10.6　創(chuàng)建塊　
　　5.10.7　關(guān)聯(lián)　
　　5.10.8　分塊(2)　
　　5.10.9　創(chuàng)建o-grid　
　　5.10.10　設(shè)置邊緣o-grid　
　　5.10.11　計算網(wǎng)格　
　　5.10.12　網(wǎng)格質(zhì)量評估　
　　5.10.13　網(wǎng)格鏡像　
第6章　綜合實戰(zhàn)案例一　
　6.1　算例一：空調(diào)房間室內(nèi)氣流組織模擬　
　　6.1.1　介紹　
　　6.1.2　方法和設(shè)置　
　　6.1.3　前期要求　
　　6.1.4　問題描述　
　　6.1.5　準備　
　　6.1.6　設(shè)置和求解　
　　6.1.7　總結(jié)　
　6.2　算例二：管內(nèi)流動的模擬　
　　6.2.1　介紹　
　　6.2.2　方法和設(shè)置　
　　6.2.3　前期要求　
　　6.2.4　問題描述　
　　6.2.5　準備　
　　6.2.6　設(shè)置和求解　
　　6.2.7　總結(jié)　
　　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(shè)置　
　　6.3.3　前期要求　
　　6.3.4　問題描述　
　　6.3.5　準備　
　　6.3.6　設(shè)置與求解　
　　6.3.7　總結(jié)　
　　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(shè)置　
　　6.4.3　前期要求　
　　6.4.4　問題描述　
　　6.4.5　準備　
　　6.4.6　設(shè)置和求解　
　　6.4.7　總結(jié)　
　　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(shè)置　
　　6.5.3　前期準備　
　　6.5.4　問題描述　
　　6.5.5　準備　
　　6.5.6　設(shè)置和求解　
　　6.5.7　總結(jié)　
　　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(shè)置　
　　6.6.3　前期要求　
　　6.6.4　問題描述　
　　6.6.5　準備　
　　6.6.6　設(shè)置和求解　
　　6.6.7　總結(jié)　
　　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(shè)置和求解　
　　6.7.5　分析　
　　6.7.6　總結(jié)　
　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(shè)置　
　　6.8.3　前期要求　
　　6.8.4　問題描述　
　　6.8.5　準備　
　　6.8.6　設(shè)置和求解　
　　6.8.7　總結(jié)　
　　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(shè)置　
　　6.9.3　問題描述　
　　6.9.4　設(shè)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(shè)置　
　　6.10.3　問題描述　
　　6.10.4　設(shè)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(shè)置　
　　6.11.3　問題描述　
　　6.11.4　設(shè)置與求解　
第7章　綜合實戰(zhàn)案例二　
　7.1　算例十二：使用噴尿素法并利用選擇性非催化還原法進行nox模擬　
　　7.1.1　介紹　
　　7.1.2　方法和設(shè)置　
　　7.1.3　前期要求　
　　7.1.4　問題描述　
　　7.1.5　準備　
　　7.1.6　設(shè)置和求解　
　7.2　總結(jié)　
　7.3　算例十三：使用混合物模型模擬質(zhì)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(shè)置和求解　
　7.4　算例十四：使用用戶自定義標量和用戶自定義內(nèi)存模擬電加熱(歐姆加熱)　
　　7.4.1　介紹　
　　7.4.2　方法和設(shè)置　
　　7.4.3　前期要求　
　　7.4.4　問題描述　
　　7.4.5　準備　
　　7.4.6　設(shè)置和求解　
　　7.4.7　總結(jié)　
　　7.4.8　練習與討論　
　7.5　算例十五：頂蓋驅(qū)動的腔體流動　
　　7.5.1　介紹　
　　7.5.2　方法和設(shè)置　
　　7.5.3　前期要求　
　　7.5.4　問題描述　
　　7.5.5　準備　
　　7.5.6　設(shè)置和求解　
　　7.5.7　總結(jié)　
　　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(shè)置　
　　7.6.3　前期要求　
　　7.6.4　問題描述　
　　7.6.5　準備　
　　7.6.6　設(shè)置和求解　
　　7.6.7　總結(jié)　
　　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(shè)置　
　　7.7.3　前期要求　
　　7.7.4　問題描述　
　　7.7.5　準備　
　　7.7.6　設(shè)置和求解　
　　7.7.7　結(jié)果　
　7.8　算例十八：多步焦炭反應(yīng)模擬　
　　7.8.1　介紹　
　　7.8.2　技巧和設(shè)置　
　　7.8.3　前期要求　
　　7.8.4　問題描述　
　　7.8.5　準備　
　　7.8.6　設(shè)置和求解　
　　7.8.7　結(jié)果　
　　7.8.8　總結(jié)　
　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　準備　
　　7.9.5　設(shè)置和求解　
　　7.9.6　總結(jié)　
　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(shè)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　準備　
　　7.10.7　設(shè)置和求解　
　　7.10.8　總結(jié)　
　7.11　算例二十一：模擬圓形通道的表面反應(yīng)　
　　7.11.1　介紹　
　　7.11.2　準備　
　　7.11.3　設(shè)置和求解　
第8章　綜合實戰(zhàn)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(shè)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(shè)置　
　　8.2.3　前期準備　
　　8.2.4　問題描述　
　　8.2.5　準備　
　　8.2.6　設(shè)置和求解　
　　8.2.7　總結(jié)　
　8.3　算例二十四：偏心環(huán)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(shè)置　
　　8.3.3　前期要求　
　　8.3.4　問題描述　
　　8.3.5　準備　
　　8.3.6　設(shè)置和求解　
　　8.3.7　總結(jié)　
　　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　準備　
　　8.4.4　設(shè)置和求解　
　　8.4.5　總結(jié)　
　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　準備　
　　8.5.4　設(shè)置和求解　
　　8.5.5　總結(jié)　
　　8.5.6　參考文獻