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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 CFD7

2.2.2 CFD求解器：Fluent8

2.2.3 CFD求解器：CFX10

2.2.4后处理模块：CFD-Post12

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DM18

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 Quality53

4.4.2 Aspect Ratio54

4.4.3 Parallel Deviation55

4.4.4 Maximum Corner Angle56

4.4.5 Skewness56

4.4.6 Orthogonal Quality56

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 Patch102

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CASE243

6.7案例4：瞬态后处理246

6.8本章小结250