计算流体力学教学参考书：FLUENT流体工程仿真计算实例与应用

　　第一章 流体力学基础与FLUENT简介
　　第一节 概论
　　一、流体的密度、重度和比重
　　二、流体的黏性——牛顿流体与非牛顿流体
　　三、流体的压缩性——可压缩与不可压缩流体
　　四、液体的表面张力
　　第二节 流体力学中的力与压强
　　一、质量力与表面力
　　二、绝对压强、相对压强与真空度
　　三、液体的汽化压强
　　四、静压、动压和总压
　　第三节 能量损失与总流的能量方程
　　一、沿程损失与局部损失
　　二、总流的伯努里方程
　　三、人口段与充分发展段
　　第四节 流体运动的描述
　　一、定常流动与非定常流动
　　二、流线与迹线
　　三、流量与净通量
　　四、有旋流动与有势流动
　　五、层流与湍流
　　第五节 亚音速与超音速流动
　　一、音速与流速
　　二、马赫数与马赫锥
　　三、速度系数与临界参数
　　四、可压缩流动的伯努里方程
　　五、等熵滞止关系式
　　第六节 正激波与斜激波
　　一、正激波
　　二、斜激波
　　第七节 流体多维流动基本控制方程
　　一、物质导数
　　二、连续性方程
　　三、N—S方程
　　第八节 边界层与物体阻力
　　一、边界层及基本特征
　　二、层流边界层微分方程
　　三、边界层动量积分关系式
　　四、物体阻力
　　第九节 湍流模型
　　第十节 FLUENT简介
　　一、程序的结构
　　二、FLUENT程序可以求解的问题
　　三、用FLUENT程序求解问题的步骤
　　四、关于FLUENT求解器的说明
　　五、FLUENT求解方法的选择
　　六、边界条件的确定
　　第二章 二维流动与传热的数值计算
　　第一节 冷、热水混合器内部二维流动
　　一、前处理——利用GAMBIT建立计算模型
　　第1步确定求解器
　　第2步创建坐标网格图
　　第3步由节点创建直线
　　第4步创建圆弧边
　　第5步创建小管嘴
　　第6步由线组成面
　　第7步确定边界线的内部节点分布并创建结构化网格
　　第8步设置边界类型
　　第9步输出网格并保存会话
　　二、利用FLUENT进行混合器内流动
　　与热交换的仿真计算
　　第1步与网格相关的操作
　　第2步建立求解模型
　　第3步设置流体的物理属性
　　第4步设置边界条件
　　第5步求解
　　第6步显示计算结果
　　第7步使用二阶离散化方法重新计算
　　第8步自适应性网格修改功能
　　小结
　　课后练习
　　第二节 喷管内二维非定常流动
　　一、利用GAMBIT建立计算模型
　　第1步确定求解器
　　第2步创建坐标网格图和边界线的节点
　　第3步由节点创建直线
　　第4步利用圆角功能对I点处的角倒成圆弧
　　第5步由边线创建面
　　第6步定义边线上的节点分布
　　第7步创建结构化网格
　　第8步设置边界类型
　　第9步输出网格并保存会话
　　二、利用FLUENT进行喷管内流动的仿真计算
　　第1步与网格相关的操作
　　第2步确定长度单位
　　第3步建立求解模型
　　第4步设置流体属性
　　第5步设置工作压强为0atm
　　第6步设置边界条件
　　第7步求解定常流动
　　第8步非定常边界条件设置以及非定常流动的计算
　　第9步求解非定常流
　　第10步对非定常流动计算数据
　　的保存与后处理
　　小结
　　课后练习
　　第三节 三角翼的可压缩外部绕流
　　一、利用GAMBIT建立计算模型
　　第1步启动Gambit，并选择求解器为FLUENT5／6
　　第2步创建节点
　　第3步由节点连成线
　　第4步由边线创建面
　　第5步创建网格
　　第6步设置边界类型
　　第7步输出网格文件
　　二、利用FLUENT进行仿真计算
　　第1步启动FLUENT2D求解器
　　并读入网格文件
　　第2步网格检查与确定长度单位
　　第3步建立计算模型
　　第4步设置流体材料属性
　　第5步设置工作压强
　　第6步设置边界条件
　　第7步利用求解器进行求解
　　第8步计算结果的后处理
　　小结
　　课后练习
　　第四节 三角翼不可压缩的外部绕流
　　(空化模型应用)
　　第1步启动FLUENT2D求解器并读入网格文件
　　第2步网格检查与确定长度单位
　　第3步设置求解器
　　第4步设置流体材料及其物理性质
　　第5步设置流体的流相
　　第6步设置边界条件
　　第7步求解
　　第8步对计算结果的后处理
　　小结
　　课后练习
　　第五节 VOF模型的应用
　　一、利用GAMBIT建立计算模型
　　第1步启动GAMBIT并选择FLUENT5／6求解器
　　第2步建立坐标网格并创建节点
　　第3步由节点连成直线段
　　第4步创建圆弧
　　第5步创建线段的交点G
　　第6步将两条线在G点处分别断开
　　第7步删除DG直线和FG弧线
　　第8步由边创建面
　　第9步定义边线上的节点分布
　　第10步在面上创建结构化网格
　　第11步设置边界类型
　　第12步输出网格文件并保存会话
　　二、利用FLUENT2D求解器进行求解
　　第1步读入、显示网格并设置长度单位
　　第2步设置求解器
　　第3步设置流体材料及属性
　　第4步设置基本相和第二相
　　第5步运算环境设置
　　第6步设置边界条件
　　第7步求解
　　第8步计算结果的后处理
　　小结
　　第六节 组分传输与气体燃烧
　　一、利用GAMBIT建立计算模型
　　第1步打开GAMBIT
　　第2步对空气进口边界进行分网
　　第3步设置边界条件
　　第4步输出2D网格
　　二、利用FLUENT-2D求解器进行模拟计算
　　第1步与网格相关的操作
　　第2步设置求解模型
　　第3步流体材料设置
　　第4步边界条件设置
　　第5步使用常比热容的初始化并求解
　　第6步采用变比热容的解法
　　第7步后处理
　　第8步NOx预测
　　小结
　　第三章 三维流动与传热的数值计算
　　第一节 冷、热水混合器内的三维流动与换热
　　一、利用GAMBIT建立混合器计算模型
　　第1步启动GAMBrr并选定求解器(FLUENT5／6)
　　第2步创建混合器主体
　　第3步设置混合器的切向人流管
　　第4步去掉小圆柱体与大圆柱体相交的多余部分，并将三个圆柱体联结成一个整体
　　第5步创建主体下部的圆锥
　　第6步创建出流小管
　　第7步将混合器上部、渐缩部分和下部出流小管组合为一个整体
　　第8步对混合器内区域划分网格
　　第9步检查网格划分情况
　　第10步设置边界类型
　　第11步输出网格文件(．msh)
　　二、利用FLUENT3D求解器进行求解
　　第1步检查网格并定义长度单位
　　第2步创建计算模型
　　第3步设置流体的材料属性
　　第4步设置边界条件
　　第5步求解初始化
　　第6步设置监视器
　　第7步保存Case文件
　　第8步求解计算
　　第9步保存计算结果
　　三、计算结果的后处理
　　第1步读入Case和Data文件
　　第2步显示网格
　　第3步创建等(坐标)值面
　　第4步绘制温度与压强分布图
　　第5步绘制速度矢量图
　　第6步绘制流体质点的迹线
　　第7步绘制XY曲线
　　小结
　　课后练习
　　第二节 粘性流体通过圆管弯头段的三维流动
　　一、前处理——利用GAMBIT建立计算模型
　　第1步确定求解器
　　第2步创建圆环
　　第3步创建立方体
　　第4步移动立方体
　　第5步分割圆环
　　第6步删除3／4圆环
　　第7步建立弯管直段
　　第8步移动弯管直段
　　第9步整合弯管和直段
　　第10步边界层的设定
　　第11步划分面网格
　　第12步划分体网格
　　第13步定义边界类型
　　第14步输出网格文件
　　二、利用FLUENT3D求解器进行模拟计算
　　第1步启动FLUENT进入3D模式
　　第2步读入网格数据
　　第3步网格检查
　　第4步显示网格
　　第5步建立求解模型
　　第6步设置标准k-￡湍流模型
　　第7步设置流体的物理属性
　　第8步设置边界条件
　　第9步求解控制
　　第10步求解
　　第11步显示初步计算结果
　　第12步流线显示
　　小结
　　第三节 三维稳态热传导问题
　　一、利用GAMBrI、进行网格划分
　　第1步导人几何模型
　　第2步选取求解器
　　第3步网格划分
　　第4步边界条件设置
　　第5步网格检查
　　第6步输出网格
　　二、利用FLUENT-3D求解器进行数值模拟计算
　　第1步在FLUENT中读入网格、文件
　　第2步选取求解器
　　第3步材料设置
　　第4步边界条件
　　第5步求解控制
　　第6步后处理
　　小结
　　第四节 动网格问题
　　一、利用FLUENT-3D进行计算
　　第1步与网格有关的操作
　　第2步模型设置
　　第3步材料设置
　　第4步边界条件设置
　　第5步网格运动设置
　　第6步求解
　　二、利用FLUENT-3D进行后处理
　　第1步检查最后一个时间步BDC的解
　　第2步检查上死点的解
　　第3步回放温度等高线动画
　　第4步显示上死点时缸内的流动
　　矢量切面
　　小结
　　第五节 叶轮机械的MixingPlane模型
　　一、利用FLUENT-3D求解器进行计算
　　第1步网格
　　第2步单位设置
　　第3步计算模型设置
　　第4步混合面(MixingPlane)设置
　　第5步流体材料设置
　　第6步边界条件设置
　　第7步求解
　　二、利用FLUENT-3D进行后处理
　　第1步生成后处理的一个等值面
　　第2步显示速度矢量
　　第3步平面x=0上绘全压的周向平均量
　　第4步显示全压的等高线图
　　小结
　　附录
　　参考文献

　　本书是利用界面友好、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。本书配有1张光盘，可对书中所举实例进行动画演示。