ANSYS FLUENT流体分析与工程实例

段中喆，工学博士，现在中国航空研究院数值模拟中心从事航空CFD科研工作，参加过中航工业605所的多个研究，包括平流层飞艇螺旋桨缩尺模型地面风洞试验、高空螺旋桨低雷诺数分离气泡流动控制数值研究、某平流层飞艇高性能螺旋桨气动特性数值模拟研究、某带螺旋桨大型水陆两栖飞机气动特性数值计算，主持了中国航空工业空气动力研究院的螺旋桨翼型升力特性研究，完成了国家863课题水上飞机在多种工况下的数值模拟研究，先后参加了超过20个飞机项目的气动性研究。发表超过10篇专业论文。

《ANSYS FLUENT流体分析与工程实例（配视频教程）》详细介绍了ANSYS FLUENT软件的基础理论、操作方法和模拟实例，简单介绍了Pointwise软件和ICEM CFD软件的使用方法。 全书共8章。第1章介绍流体力学的基础知识、CFD发展简史，以及几种主流的CFD前处理、求解器和后处理软件；第2章介绍采用Pointwise划分结构网格和采用ICEM划分非结构网格；第3章讲解ANSYS FLUENT的安装与基本操作，以冷热水换热模型算例进行ANSYS FLUENT流程介绍；第4章讲解ANSYS FLUENT的各种边界条件意义及设置方法；第5章讲解ANSYS FLUENT的湍流模型设置方法及各项参数的意义；第6章对FLUENT中的传热模型、燃烧模型、污染物模型、离散相模型、多相流模型、凝固与熔化模型及气动噪声模型的理论和设置方法进行讲解和说明；第7章对工程中二维流体力学问题给出了11个常用的模型算例；第8章对工程中三维流体力学问题给出了7个算例。

适读人群 ：使用ANSYS Fluent软件的高校师生以及广大科研及工程技术人员

本书以ANSYS 19.0为依据，汇集作者10余年的实践经验，通过大量经典案例详细描述了ANSYS Fluent软件在工程流体仿真计算中的实际应用过程，助力读者快速高效地将所学知识应用到实际工作学习中。另外，本书还具有以下突出特色：

1.CAE大神流沙倾情之作。涵盖热、流、燃烧、化学、耦合、动网格等28个经典案例，以及超过5G的配套资源。

2.帮助读者实现从看起来懂到真懂了的跨越。内容涵盖重点参数的选取、特殊技巧的应用、操作误区的提示等，帮助读者真正学通弄懂，有效锻炼使用ANSYS Fluent软件解决实际工程问题的实践技能。

3.坚持读者的阅读体验为首要原则。版式设计方面从章节名到实例步骤，再到知识拓展、难点解析、技巧应用处处都体现着设计者的良苦用心。

本书中的实例文件保存在网盘中（链接：https://pan.baidu.com/s/1edEr_0wtihV1LfRAhPEyHQ 密码：e8dl），读者可自行下载。同时也欢迎读者加入QQ 群（831446063）对本书中的内容进行交流和探讨。

前　言

第1 章　ANSYS Fluent 基础

1.1　ANSYS Fluent 简介

1.2　Fluent 基本使用流程

1.3　Fluent 操作流程示例

1.3.1　实例描述

1.3.2　Fluent 前处理

1.3.3　计算后处理

第2 章　流动问题计算

2.1　【实例1】层流圆管流动

2.1.1　实例描述

2.1.2　几何创建

2.1.3　网格划分

2.1.4　Fluent 设置

2.1.5　计算后处理

2.1.6　计算结果验证

2.1.7　湍流计算

2.1.8　实例小结

2.2　【实例2】NACA0012 翼型风洞模型计算

2.2.1　实例描述

2.2.2　几何创建

2.2.3　网格划分

2.2.4　Fluent 设置

2.2.5　计算后处理

2.2.6　计算结果验证

2.3　【实例3】三维机翼跨音速流动计算

2.3.1　问题描述

2.3.2　几何模型

2.3.3　网格划分

2.3.4　Fluent 设置

2.3.5　计算后处理

2.4　【实例4】转捩流动

2.4.1　问题描述

2.4.2　Fluent 设置

2.4.3　计算后处理

2.5　【实例5】血管内血液流动

2.5.1　问题描述

2.5.2　几何模型

2.5.3　划分网格

2.5.4　Fluent 设置

2.5.5　计算后处理

2.6　【实例6】多孔介质流动计算

2.6.1　问题描述

2.6.2　Fluent 设置

2.6.3　计算后处理

第3 章　传热计算

3.1　【实例1】固体热传导计算实例

3.1.1　几何模型

3.1.2　网格划分

3.1.3　Fluent 设置

3.1.4　后处理

3.2　【实例2】管内自然对流换热

3.2.1　实例描述

3.2.2　几何建模

3.2.3　网格划分

3.2.4　Fluent 设置

3.2.5　计算后处理

3.3　【实例3】空腔自然对流换热

3.3.1　问题描述

3.3.2　建模及网格

3.3.3　Fluent 设置

3.3.4　计算后处理

3.4　【实例4】管式换热器强制对流换热

3.4.1　实例描述

3.4.2　创建几何

3.4.3　划分网格

3.4.4　Fluent 设置

3.4.5　计算后处理

3.5　【实例5】散热器

3.5.1　实例描述

3.5.2　Fluent 设置

3.5.3　计算后处理

3.5.4　修改模型

3.5.5　总结

3.6　【实例6】热辐射

3.6.1　简介

3.6.2　实例描述

3.6.3　Fluent 设置

3.6.4　计算结果

第4 章　运动部件计算

4.1　【实例1】垂直轴风力机

4.1.1　问题描述

4.1.2　几何与网格

4.1.3　Fluent 设置

4.1.4　计算后处理

4.2　【实例2】滑移网格模型实例

4.3　【实例3】动网格模型实例

4.3.1　几何模型

4.3.2　网格划分

4.3.3　UDF 准备

4.3.4　Fluent 设置

4.3.5　计算后处理

4.4　【实例4】重叠网格实例

4.4.1　实例描述

4.4.2　几何准备

4.4.3　网格划分

4.4.4　定义区域运动

4.4.5　Fluent 设置

4.4.6　计算后处理

第5 章　多相流计算

5.1　【实例1】波浪模拟

5.1.1　模型描述

5.1.2　几何模型

5.1.3　网格划分

5.1.4　Fluent 设置

5.2　【实例2】抽水马桶

5.2.1　实例描述

5.2.2　几何模型

5.2.3　网格划分

5.2.4　Fluent 设置

5.3　【实例3】离心泵空化计算

5.3.1　实例描述

5.3.2　Fluent 设置

5.3.3　计算后处理

5.4　【实例4】冲蚀

5.4.1　简介

5.4.2　问题描述

5.4.3　Fluent 设置

5.4.4　计算后处理

5.5　【实例5】流化床

5.5.1　引言

5.5.2　问题描述

5.5.3　前期准备

5.5.4　Fluent 前处理

第6 章　反应流计算

6.1　【实例1】引擎着火导致气体扩散

6.1.1　问题描述

6.1.2　Fluent 前处理

6.1.3　计算后处理

6.2　【 实例2】锥形燃烧器燃烧模拟（有限速率模型）

6.2.1　实例简介

6.2.2　问题描述

6.2.3　Fluent 前处理

6.2.4　计算后处理

6.3　【 实例3】锥形燃烧器燃烧模拟（Zimount 预混模型）

6.3.1　实例概述

6.3.2　Fluent 前处理

6.3.3　计算后处理

第7 章　耦合场计算

7.1　【实例1】流体域中挡板受力计算

7.1.1　实例描述

7.1.2　几何模型

7.1.3　流体模块设置

7.1.4　固体模块设置

7.2　【实例2】流体域中柔性挡板受力

7.2.1　计算流程

7.2.2　几何模型

7.2.3　流体网格生成

7.2.4　Fluent 设置

7.2.5　固体模块设置

7.2.6　System Coupling 设置

7.2.7　计算后处理

7.3　【实例3】流致振动计算

7.3.1　实例描述

7.3.2　几何模型

7.3.3　网格划分

7.3.4　Fluent 设置

7.3.5　Mechanical 模块设置

7.3.6　System Coupling 模块设置

7.3.7　计算后处理

7.4　【实例4】共轭传热计算

7.4.1　实例描述

7.4.2　导入几何

7.4.3　划分网格

7.4.4　Fluent 设置

7.4.5　计算后处理2100433B

《FLUENT流体工程仿真计算实例与应用》是利用界面友好、使用简单的大型商业计算机应用软件FLUENT进行流体流动与传热计算的一本入门书籍。全书以“跟我学”的形式编写而成。书中给出了11个实例，读者只要按照书中的步骤一步一步进行，即可完成一个具体问题的数值模拟与分析，进而逐步掌握利用FLUENT进行流体流动数值模拟的基本方法。书中使用FLUENT6.0版本，GAMBIT2.0版本。