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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

1.3 流体流动及传热的基本控制方程8

1.4 边界层理论10

第2章 GAMBIT基础知识12

2.1 CFD软件概述13

2.2 FLUENT软件包概述16

2.3 计算网络18

2.3.1 网格类型19

2.3.2 网格类型的选择21

2.3.3 网格质量21

2.4 GAMBIT功能简介22

2.4.1 GAMBIT的特点23

2.4.2 GAMBIT的基本操作步骤23

2.4.3 GAMBIT的启动界面24

2.4.4 GAMBIT的用户操作界面25

2.4.5 二维搅拌模型与网格划分29

2.4.6 三维气体吸收塔模型与网格划分33

2.4.7 三管相贯模型与网格划分37

第3章 FLUENT软件的操作使用43

3.1 FLUENT14.5 求解器功能简介44

3.1.1 FLUENT14.5 求解步骤44

3.1.2 FLUENT14.5 启动界面44

3.1.3 FLUENT 14.5 图形用户界面45

3.1.4 FLUENT 14.5 文件读写46

3.1.5 FLUENT 14.5 对网格的基本操作49

3.1.6 FLUENT14.5 基本计算模型53

3.1.7 FLUENT14.5 求解器选择53

3.1.8 选择FLUENT14.5 的运行环境54

3.1.9 FLUENT14.5 的材料定义55

3.1.10 FLUENT14.5 的湍流模型58

3.1.11 FLUENT 14.5 边界条件65

3.1.12 设置FLUENT 14.5 求解参数73

3.2 三维机头温度场的数值模拟实例75

3.2.1 利用GAMBIT创建模型76

3.2.2 实体网格的划分80

3.2.3 边界条件和区域的设定80

3.2.4 网格输出81

3.2.5 利用FLUENT求解器求解82

3.2.6 后处理87

第4章 Tecplot软件简介90

4.1 Tecplot概述91

4.1.1 Tecplot软件菜单介绍91

4.1.2 Tecplot软件边框工具栏选项的介绍93

4.1.3 2D图形的编辑93

4.1.4 3D图形的编辑99

4.2 Tecplot后处理实例——三维弯管水流速度场模拟104

4.2.1 实例概述104

4.2.2 模型的建立104

4.2.3 网格的划分106

4.2.4 求解计算106

4.2.5 Tecplot后处理108

第5章 二维流动和传热的数值模拟110

5.1 轴对称孔板流量计的流动模拟111

5.1.1 利用GAMBIT创建模型111

5.1.2 网格的划分112

5.1.3 边界条件和区域的设定114

5.1.4 网格的输出115

5.1.5 利用FLUENT求解器求解115

5.2 二维自然对流传热问题的分析122

5.2.1 利用GAMBIT创建模型122

5.2.2 网格的划分123

5.2.3 求解计算124

5.3 喷嘴内气体流动分析128

5.3.1 利用GAMBIT创建模型128

5.3.2 网格的划分129

5.3.3 求解计算130

5.4 二维瞬间闸门倾洪流动模拟133

5.4.1 利用GAMBIT创建模型133

5.4.2 网格的划分134

5.4.3 求解计算134

第6章 三维流动和传热的数值模拟138

6.1 三维弯管流动的模拟139

6.1.1 利用GAMBIT创建模型139

6.1.2 划分实体网格146

6.1.3 边界条件和区域的设定148

6.1.4 网格输出148

6.1.5 利用FLUENT求解器求解148

6.1.6 后处理154

6.2 三维室内温度传热模拟156

6.2.1 利用GAMBIT创建模型157

6.2.2 网格的划分158

6.2.3 求解计算159

6.3 三维喷管流动与传热的耦合求解163

6.3.1 利用GAMBIT读入三维物理模型164

6.3.2 利用GAMBIT划分网格165

6.3.3 设定区域属性与边界条件166

6.3.4 输出网格文件168

6.3.5 利用FLUENT进行流动与换热的耦合求解168

6.3.6 后处理179

6.4 周期性三维流动与传热模拟181

6.4.1 利用GAMBIT创建几何模型182

6.4.2 利用GAMBIT划分网格188

6.4.3 利用GAMBIT初定边界189

6.4.4 利用GAMBIT导出Mesh文件192

6.4.5 利用FLUENT14.5 导入Mesh文件192

6.4.6 周期边界计算模型的设定过程192

6.4.7 FLUENT 14.5 自带后处理200

第7章 湍流模型模拟204

7.1 湍流模型概述205

7.1.1 单方程模型205

7.1.2 标准k～ε模型206

7.1.3 重整化群k～ε模型207

7.1.4 可实现k～ε模型207

7.1.5 雷诺应力模型209

7.1.6 大涡模拟210

7.2 湍流模型的设置210

7.3 湍流模型实例——瀑布流过圆柱形石块时的流场212

7.3.1 建立模型212

7.3.2 网格的划分214

7.3.3 求解计算215

第8章 多相流模型模拟223

8.1 FLUENT中的多相流模型224

8.1.1 VOF模型224

8.1.2 混合模型224

8.1.3 欧拉模型225

8.2 通用多相流模型的选择与使用226

8.2.1 通用多相流模型的选择226

8.2.2 通用多相流模型的设置226

8.2.3 一般多相流问题的求解策略228

8.3 二维喷射流场模拟实例228

8.3.1 建立模型229

8.3.2 划分网格229

8.3.3 求解计算230

8.4 低气相容积率的气泡流混合模型模拟236

8.4.1 利用GAMBIT创建几何模型236

8.4.2 利用GAMBIT划分网格239

8.4.3 利用GAMBI初定边界240

8.4.4 利用GAMBIT导出Mesh文件240

8.4.5 利用FLUENT 14.5 导入Mesh文件241

8.4.6 混合模型的设定过程241

8.4.7 模型初始化246

8.4.8 迭代计算247

8.4.9 FLUENT 14.5 自带后处理247

8.5 套管内气液两相流动模拟249

8.5.1 利用GAMBIT创建几何模型249

8.5.2 利用GAMBIT划分网格252

8.5.3 求解计算252

第9章 滑移网格模型模拟258

9.1 滑移网格模型概述259

9.2 滑移网格的设置260

9.3 用MRF法模拟二维离心泵的流场261

9.3.1 利用GAMBIT创建几何模型262

9.3.2 利用GAMBIT划分网格272

9.3.3 利用GAMBIT初建边界条件273

9.3.4 利用GAMBIT导出Mesh文件275

9.3.5 利用FLUENT14.5 导入Mesh文件275

9.3.6 计算模型的设定过程276

9.3.7 模型初始化281

9.3.8 迭代计算282

9.3.9 FLUENT14.5 自带后处理282

9.4 用滑动网格法模拟二维离心泵的流场284

9.4.1 利用FLUENT14.5 导 Case文件285

9.4.2 滑动网格模型的修改与设定285

9.4.3 设定观看录像286

9.4.4 迭代计算287

9.4.5 FLUENT 14.5 自带后处理289

第10章 动网格模型模拟291

10.1 动网格模型概述292

10.2 动网格的设置293

10.2.1 动网格参数的设置294

10.2.2 动网格运动方式的定义295

10.2.3 动网格预览296

10.3 二维实体入水模拟实例297

10.3.1 建立模型297

10.3.2 划分网格298

10.3.3 求解计算299

10.4 活塞在气缸中运动模拟实例303

10.4.1 利用FLUENT求解动网格问题304

10.4.2 计算结果后处理309

第11章 组分传输与气体燃烧的模拟312

11.1 燃烧模型313

11.1.1 燃烧模型概述313

11.1.2 燃烧模型的计算方式314

11.1.3 燃烧模拟的设置316

11.2 氢气燃烧反应实例318

11.2.1 气体燃烧温度场模拟318

11.2.2 废气排放组分浓度模拟324

第12章 UDF使用简介330

12.1 UDF基础331

12.1.1 UDF概述331

12.1.2 FLUENT网格拓扑331

12.1.3 FLUENT数据类型332

12.2 UDF宏333

12.2.1 UDF中访问FLUENT变量的宏333

12.2.2 UDF实用工具宏338

12.2.3 常用DEFINE宏348

12.3 UDF的解释和编译351

12.3.1 UDF的解释351

12.3.2 UDF的编译352

12.3.3 在FLUENT中激活UDF352

12.4 UDF应用实例——管道流动凝固过程354