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第1章 计算流体力学概述 1

1.1计算流体力学 1

1.2计算流体力学的应用领域 2

1.3计算流体力学的发展 2

1.4 CFD解决工程问题的基本流程 4

第2章 ANSYS CFD软件简介 6

2.1 CFD工程应用一般流程 6

2.1.1计算前处理 6

2.1.2计算求解 6

2.1.3计算后处理 7

2.2 ANSYS CFD软件族简介 7

2.2.1前处理软件：ICEM CFD 7

2.2.2 CFD求解器：Fluent 8

2.2.3 CFD求解器：CFX 10

2.2.4后处理模块：CFD-Post 12

2.3本章小结 13

第3章 计算域基础 14

3.1流体域的基本概念 14

3.1.1内流计算域 14

3.1.2外流计算域 15

3.1.3混合计算域 15

3.1.4流体域简化 15

3.1.5多区域计算模型 16

3.2流体域的创建方法 17

3.3流体域创建工具 17

3.4 ANSYS DesignModeler简介 17

3.4.1启动DM 18

3.4.2 DM的操作界面 19

3.5草图功能 24

3.5.1基准面 24

3.5.2草图绘制 26

3.5.3草图修改 27

3.5.4尺寸指定 27

3.6特征建模 27

3.6.1拉伸特征 28

3.6.2旋转特征 30

3.6.3扫掠特征 30

3.6.4放样特征 31

3.6.5抽壳特征 32

3.6.6圆角特征 32

3.6.7切割几何 32

3.7几何操作 33

3.7.1阵列 33

3.7.2布尔运算 34

3.8流体域抽取 35

3.8.1 Fill功能 35

3.8.2 Enclosure功能 36

3.9实例1：DM建模基础 36

3.9.1模型分析 36

3.9.2第一种建模方式 37

3.9.3第二种建模方式 40

3.10实例2：汽车外流场计算域 42

3.11实例3：汽车排气歧管内流场计算域 44

3.12本章小结 46

第4章 网格基础 47

4.1流体网格基础概念 47

4.1.1网格术语 47

4.1.2网格形状 47

4.1.3结构网格与非结构网格 48

4.2网格的度量 48

4.2.1网格数量 48

4.2.2网格质量 49

4.3 ANSYS Mesh软件 49

4.3.1 ANSYS Mesh启动 49

4.3.2软件界面 50

4.3.3网格流程 50

4.4网格质量评价 53

4.4.1 Element Quality 53

4.4.2 Aspect Ratio 54

4.4.3 Parallel Deviation 55

4.4.4 Maximum Corner Angle 56

4.4.5 Skewness 56

4.4.6 Orthogonal Quality 56

4.5实例1：T型管 56

4.6实例2：反应器 63

4.7实例3：划分扫掠网格 71

4.7.1几何模型 71

4.7.2切分几何 72

4.7.3划分网格 74

4.7.4添加边界层 75

4.8实例4：局部控制 77

4.8.1参数优先级 77

4.8.2实例描述 78

4.8.3网格划分 78

4.9本章小结 91

第5章 Fluent求解器基础 92

5.1 Fluent软件介绍 92

5.1.1 Fluent工作界面 92

5.1.2 Fluent模型树节点 93

5.1.3 Fluent解决工程问题流程 96

5.1.4 Fluent的应用领域 97

5.2 Fluent边界条件 98

5.2.1边界条件分类 98

5.2.2边界条件设置 99

5.3初始条件 100

5.3.1 Fluent中进行初始化 100

5.3.2 Patch 102

5.4湍流模型 104

5.4.1湍流和层流判断 104

5.4.2湍流求解方法 105

5.4.3 Fluent中的湍流模型 105

5.4.4y＋的基本概念 107

5.4.5壁面函数 109

5.4.6边界湍流设置 110

5.5传热模型 112

5.5.1壁面热边界 112

5.5.2 Fluent中的辐射模型 113

5.5.3辐射模型的选择 114

5.6多相流模型 115

5.6.1多相流定义 115

5.6.2多相流形态 115

5.6.3 Fluent中的多相流模型 116

5.6.4多相流模型的选择 117

5.6.5 Fluent多相流模拟步骤 119

5.6.6 VOF模型设置 120

5.6.7 Mixture模型设置 121

5.6.8 Eulerian模型设置 122

5.7组分输运模型 122

5.7.1 Fluent中的组分输运及反应流模型 123

5.7.2组分输运模型前处理 124

5.8动区域模型 127

5.8.1单运动参考系模型 128

5.8.2多运动参考系模型 131

5.8.3滑移网格模型 134

5.9动网格模型 135

5.9.1 Fluent中使用动网格 135

5.9.2网格更新方法 136

5.9.3运动指定 141

5.9.4运动区域定义 144

5.9.5网格预览 147

5.10案例1：T型管混合温度场计算 148

5.10.1案例描述 148

5.10.2案例学习目标 148

5.10.3计算仿真目标 148

5.10.4 Fluent设置 149

5.10.5计算后处理 160

5.11案例2 ：Tesla阀门内流场计算 166

5.11.1案例描述 166

5.11.2 Fluent设置 168

5.11.3计算后处理 175

5.12案例3：非牛顿流体流动计算 178

5.12.1案例描述 178

5.12.2 Fluent设置 179

5.13案例4：风扇流场计算 184

5.13.1案例描述 184

5.13.2 Fluent设置 185

5.14案例5：颗粒负载流动 192

5.14.1案例描述 192

5.14.2 Fluent设置 192

5.15本章小结 199

第6章 计算后处理基础 200

6.1流体计算后处理概述 200

6.2 CFD-Post软件介绍 200

6.2.1 CFD-Post软件工作界面 200

6.2.2 CFD-Post的菜单项 201

6.2.3工具栏按钮 202

6.2.4 CFD-Post计算后处理一般流程 203

6.2.5 CFD-Post的启动方式 203

6.3 CFD-Post后处理功能 204

6.3.1创建后处理位置 204

6.3.2生成后处理对象 212

6.3.3数据操作 219

6.3.4其他工具 223

6.4案例1：CFD-Post基本操作 224

6.5案例2：定量后处理 237

6.6案例3：比较多个CASE 243

6.7案例4：瞬态后处理 246

6.8本章小结 250