FLUENT 14.5流场分析从入门到精通

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FLUENT 14.5流场分析从入门到精通,全面的一本书,分享一下
目录 前言 第1章流体力学基础.……. 1.1流体力学基本概念… 1.1.1连续介质模型 … 1.12流体的基本性质 1.1.3作用在流体上的力………… ·““·““·· 4 1.1.4流动分析基础…… 4 12流体运动的基本概念 13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 21CFD软件概述 .13 22 FLUENT软件包概述 2.3计算网络 …18 2.3.1网格类型… …19 232网格类型的选择…… 21 2.3.3网格质量……… 21 24 GAMBIT功能简介…22 24.1 GAMBIT的特点…… ………23 242 GAMBIT的基本操作步骤 ··········· 23 24.3 GAMBIT的启动界面……24 244 GAMBIT的用户操作界面 25 24.5二维搅拌模型与网格划分………… 0 2.4.6三维气体吸收塔模型与网格划分…… ········“···“··“··“·“·““··“““·“··· 33 24.7三管相贯模型与网格划分…… 37 第3章 FLUENT软件的操作使用…… ······················· 31 FLUENT45求解器功能简介 44 3.1.1 FLUENT14.5求解步骤………………………44 31.2 FLUENT145启动界面…………………………44 31.3 FLUENT14.5图形用户界面…… …45 3.14 FLUENT145文件读写… 46 3.1.5 FLUENT14.5对网格的基本操作…………49 3.1.6 FLUENT14.5基本计算模型 53 3.1.7 FLUENT145求解器选择 53 3.1.8选择 FLUENT14.5的运行环境 5 319 FLUENT145的材料定义… 55 31.10 FLUENT145的湍流模型.......58 3.1.11 FLUENT145边界条件……65 3.1.12设置 FLUENT145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 76 322实体网格的划分… ,,,,,,,, ·,,·来.,,,,,着, 323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 41 Tecplot概述 91 41.1 Tecplot软件菜单介绍………………………91 41.2 Tecplot软件边框工具栏选项的介绍… 93 4.1.32D图形的编辑… 93 4.143D图形的编辑………......……………9 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 ·,,,,,,,,,,,,,,.,.,,来,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,来,,,,,,,,,,,,,,,,主,,,,,,,,, 104 4.2.2模型的建立 104 42.3网格的划分………106 4.2.4求解计算…………………106 42.5 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 51.1利用 GAMBIT创建模型….………11 51.2网格的划分 112 5.1.3边界条件和区域的设定…… 51.4网格的输出…… 115 51.5利用 FLUENT求解器求解 .115 52二维自然对流传热问题的分析…122 52.1利用 GAMBIT创建模型 122 522网格的划分 123 523求解计算 124 53喷嘴内气体流动分析.…128 5.3.1利用 GAMBIT创建模型-…… 128 5.32网格的划分……… ,,,,,,,,,,来,,,,,,,,,,,,,,主,,,,,,,,,,,,来, 129 533求解计算… …130 54二维瞬间闸门倾洪流动模拟.….….….….…-.….…-…-…-.133 54.1利用 GAMBIT创建模型 133 542网格的划分… 134 543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……………………………………………………………139 612划分实体网格………… ……………146 613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 62.1利用 GAMBIT创建模型… 音·, ………………………157 622网格的划分………………………………158 623求解计算………9 63三维喷管流动与传热的耦合求解……………163 63.1利用 GAMBIT读入三维物理模型……… 632利用 GAMBIT划分网格………165 633设定区域属性与边界条件 ………………166 63.4输出网格文件………………………………………………168 63.5利用 FLUENT进行流动与换热的耦合求解……68 6.3.6后处理 179 64周期性三维流动与传热模拟 641利用 GAMBIT创建几何模型……18 642利用 GAMBIT划分网格…………8 643利用 GAMBIT初定边界…………………………………………………………189 644利用 GAMBIT导出Mesh文件…92 645利用 FLUENT145导入Mesh文件…92 64.6周期边界计算模型的设定过程…………………92 647 FLUENT145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 ………………………………205 712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………20 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 VI 7.3.1建立模型… ·,,,,,,,,,,,,,,,,.,,.,,, ………212 7.32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 8.1.1VOF模型… ,,,·,, …………24 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… ,,,,,,,,,,,,,,,,,未·,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 226 82.1通用多相流模型的选择……26 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 83.1建立模型 229 832划分网格… 229 833求解计算 …230 84低气相容积率的气泡流混合模型模拟…………236 84.1利用 GAMBIT创建几何模型……236 842利用 GAMBIT划分网格………239 843利用 GAMBIT初定边界……………240 844利用 GAMBIT导出Mesh文件 …………………240 84.5利用 FLUENT145导入Mesh文件 ……241 84.6混合模型的设定过程………………241 847模型初始化 ,,,.,,,,.....,,...,,,,,,,·,,,,,.,·,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,·、,·,,··,, …246 848迭代计算 247 849 FLUENT145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………249 852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 93用MRF法模拟二维离心泵的流场 26 93.1利用 GAMBIT创建几何模型…………262 932利用 GAMBIT划分网格 …………………272 933利用 GAMBIT初建边界条件 273 934利用 GAMBIT导出Mesh文件… …275 93.5利用 FLUENT145导入Meh文件…75 VIlI 9.3.6计算模型的设定过程 276 9.3.7模型初始化…… ……………81 938迭代计算 ……………282 939 FLUENT14.5自带后处理……………………………………………………………282 94用滑动网格法模拟二维离心泵的流场 ……284 94.1利用 FLUENT145导入Case文件 285 942滑动网格模型的修改与设定………………………………………………285 943设定观看录像………………………………………………………86 944迭代计算… ……287 94.5 FLUENT14.5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 10.22动网格运动方式的定义…………295 10.23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 10.32划分网格 ………………………298 10.3.3求解计算 …299 104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 10.42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 11.3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 12.1UDF基础 ……………331 2.1.1UDF概述 ……………331 12.1.2 FLUENT网格拓扑… ……331 12.1.3 FLUENT数据类型… ……………………………332 122UDF宏……… …………………333 122.1UDF中访问 FLUENT变量的宏… ………………333 1222UDF实用工具宏… ……………338 IX 122.3常用 DEFINE宏 ,,,着1 …348 12.3UDF的解释和编译 ……………………………351 12.31UDF的解释………51 1232UDF的编译 352 12.33在 FLUENT中激活UDF …352 124UDF应用实例管道流动凝固过程… …………354 , (1 空求三中 中的面由 流体力学基础 流体力学是力学的一个重要分支,也是理论性很强的一门学 科,涉及很多复杂的理论和公式。本章重点介绍流体力学和流体 运动的基本概念,以及流体流动和传热的基本控制方程、边界层 的基本理论。通过本章的学习,让读者掌握流体流动和传热的基 本控制方程,为后面的软件操作打下理论基础 似千的的更,的等到内△,生组个一业, 点是长 Ce8ET-uAhnz 到,密说点 解价林 流体基本性质概述图 亲示 描述流体运动的基本控制方程 ,量小 FLUENT145流场分斬从入门到睛通 1.1)流体力学基本概念 本节简要介绍流体的连续介质模型、基本性质以及研究流体运动的方法。 口1.1.1连续介质模型 气体与液体都属于流体。从微观角度讲,无论是气体还是液体,分子间都存在间隙, 同时由于分子的随机运动,导致流体的质量不但在空间上分布不连续,而且在任意空间 点上流体物理量相对时间也不连续。但是从宏观的角度考虑,流体的结构和运动又表现 出明显的连续性与确定性,而流体力学研究的正是流体的宏观运动,在流体力学中,正 是用宏观流体模型来代替微观有空隙的分子结构。1753年,欧拉首先采用“连续介质” 作为宏观流体模型,将流体看成是由无限多流体质点所组成的稠密而无间隙的连续介质, 这个模型称为连续介质模型。 流体的密度定义为 (1-1) 式中,p为流体密度;m为流体质量;V表示质量为m的流体所占的体积。 对于非均质流体,流体中任一点的密度定义为 p= lim 4z (1-2) 式中,△ν是设想的一个最小体积,在Δν内包含足够多的分子,使得密度的统计平均 值(△m/△ν)有确切的意义;△v是流体质点的体积,所以连续介质中某一点的流体密 度实质上是流体质点的密度,同样,连续介质中某一点的流体速度,是指在某瞬时质 在该点的流体质点的质心速度。不仅如此,对于空间任意点的流体物理量都是指位 于该点的流体质点的物理量。 1.1.2流体的基本性质 1.流体的压缩性 流体体积会随着作用于其上的压强的增大而减小,这一特性称为流体的压缩性,通 常用压缩系数B来度量。它具体定义为:在一定温度下,升高单位压强时流体体积的相 对缩小量,即 I dp (1-3) d 当密度为常数时,流体为不可压缩流体,否则为可压缩流体。纯液体的压缩性很差, 通常情况下可以认为液体的体积和密度是不变的。对于气体,其密度随压强的变化与热

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谢双喜 这本书很实用,值得仔细读读
2019-09-29
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daihui1180 资料清楚,不错。
2018-12-11
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