ANSYS FLUENT 16.0超级学习手册

·本书以FLUENT 16.0版本为基础，其操作界面与老版本有较大不同，因此对新版本的操作界面进行了详细的说明，使读者能较快地掌握新版本的特点。

·通过本书的学习，读者可以在较短时间内掌握FLUENT 16.0的学习要领和详细的操作步骤。各章所用到的实例可从配套DVD光盘中找到。

·本书内容丰富、结构清晰，所有案例均经过精心设计与筛选，代表性强，并且每个案例都通过用户图形交互界面进行全过程操作。

·本书主要目的不是为了求解多么复杂的物理问题，而是为了让读者学习FLUENT软件的求解思路，强调实用性，比如导热问题的数值模拟，其求解过程并不复杂，以往的书籍很少有涉及，但实际工程中却有广泛的应用。

本书以有限体积分析法（又称为控制容积法）为基础，结合作者多年的使用和开发经验，通过丰富的工程实例详细介绍ANSYS FLUENT 16.0在各个专业领域的应用。
全书分为基础和实例两个部分，共16章。基础部分详细介绍了流体力学的相关理论基础知识和ANSYS FLUENT 16.0软件，包括FLUENT软件、前处理、后处理、常用的边界条件等内容；实例部分包括导热问题、流体流动与传热、自然对流与辐射换热、凝固和融化过程、多相流模型、离散相、组分传输与气体燃烧、动网格问题、多孔介质内部流动与换热、UDF基础应用和燃料电池问题等的数值模拟。本书每个实例都有详细的说明和操作步骤，读者只需按书中的方法和步骤进行软件操作，即可完成一个具体问题的数值模拟和分析，进而逐步学会ANSYS FLUENT 16.0软件的使用。本书光盘配有书中实例的几何模型以及实例的网格模型，方便读者查阅。
本书内容翔实，既可以作为动力、能源、水利、航空、冶金、海洋、环境、气象、流体工程等专业领域的工程技术人员参考用书，也可以作为高等院校相关专业高年级本科生、研究生的学习用书。

唐家鹏，精通Fluent流体分析软件、Ansys有限元分析软件以及AutoCAD、Solidworks、UG等机械设计软件。在国内外期刊发表论文多篇。

目录
第1章流体力学与计算流体力学基础1
1．1流体力学基础1
1．1．1流体力学概述1
1．1．2连续介质模型3
1．1．3流体的基本概念及性质3
1．1．4流体流动分类11
1．1．5流体流动描述的方法14
1．1．6流体力学基本方程组15
1．1．7湍流模型29
1．2计算流体力学（CFD）基础37
1．2．1CFD概述37
1．2．2CFD求解力学问题的过程38
1．2．3CFD数值模拟方法和分类40
1．2．4有限体积法计算区域的离散42
1．2．5有限体积法控制方程的离散42
1．2．6CFD常用算法50
1．2．7计算域网格生成技术61
1．3CFD软件的构成62
1．3．1前处理器63
1．3．2求解器63
1．3．3后处理器63
1．4常用的商业CFD软件64
1．4．1Phoenics软件64
1．4．2STAR-CD软件64
1．4．3ANSYS CFX软件65
1．4．4ANSYS FLUENT软件66
1．5本章小结66
第2章FLUENT软件介绍67
2．1FLUENT软件特点简介67
2．1．1网格技术68
2．1．2数值技术69
2．1．3物理模型70
2．1．4FLUENT的独有特点71
2．1．5FLUENT系列软件简介72
2．2FLUENT 16．0的新特性73
2．2．1新的操作界面73
2．2．2功能上的改进73
2．3FLUENT 16．0的功能模块74
2．4FLUENT与ANSYS Workbench75
2．4．1ANSYS Workbench简介75
2．4．2ANSYS Workbench的操作界面76
2．4．3在ANSYS Workbench中打开FLUENT77
2．5FLUENT 16．0的基本操作78
2．5．1启动FLUENT主程序78
2．5．2FLUENT主界面79
2．5．3FLUENT读入网格79
2．5．4检查网格80
2．5．5选择基本物理模型80
2．5．6设置材料属性81
2．5．7相的定义81
2．5．8设置计算区域条件82
2．5．9设置边界条件82
2．5．10设置动网格83
2．5．11设置参考值83
2．5．12设置算法及离散格式83
2．5．13设置求解参数84
2．5．14设置监视窗口84
2．5．15初始化流场84
2．5．16与运行计算相关的设置85
2．5．17保存结果86
2．6FLUENT的一个简单实例86
2．7本章小结93
第3章前处理方法94
3．1常用前处理软件94
3．1．1Gambit94
3．1．2ANSYS ICEM CFD95
3．1．3TGrid95
3．1．4GridPro96
3．1．5Gridgen简介96
3．2Gambit的应用97
3．2．1Gambit的基本功能97
3．2．2Gambit的基本用法99
3．2．3Gambit生成网格文件的操作步骤107
3．2．4Gambit应用实例108
3．3ANSYS ICEM CFD 16．0的应用113
3．3．1ANSYS ICEM CFD的基本功能113
3．3．2ANSYS ICEM CFD 16．0的操作界面116
3．3．3ANSYS ICEM CFD 16．0的文件系统117
3．3．4ANSYS ICEM CFD 16．0的操作步骤117
3．3．5ANSYS ICEM CFD 16．0应用实例119
3．4本章小结127
第4章后处理方法128
4．1FLUENT内置后处理方法128
4．1．1创建面129
4．1．2显示及着色处理129
4．1．3曲线绘制功能135
4．1．4通量报告和积分计算136
4．2Workbench CFD-Post通用后处理器138
4．2．1启动CFD-Post139
4．2．2创建位置140
4．2．3颜色、渲染和视图142
4．2．4矢量图、云图及流线图的绘制142
4．2．5其他图形功能144
4．2．6变量列表与表达式列表145
4．2．7创建表格和图表147
4．2．8制作报告149
4．2．9动画制作151
4．2．10其他工具151
4．2．11多文件模式152
4．3Tecplot的用法153
4．3．1概述153
4．3．2Tecplot基本功能介绍154
4．3．3Tecplot用法简介160
4．3．4Tecplot读取FLUENT文件的方法172
4．4本章小结173
第5章FLUENT中常用的边界条件174
5．1FLUENT中边界条件的分类174
5．2边界条件设置及操作方法174
5．2．1边界条件的设置175
5．2．2边界条件的修改175
5．2．3边界条件的复制175
5．2．4边界的重命名176
5．3FLUENT中流动出入口边界条件及参数确定176
5．3．1用轮廓指定湍流参量177
5．3．2湍流参量的估算177
5．4FLUENT中常用的边界条件179
5．4．1压力入口边界条件179
5．4．2速度入口边界条件182
5．4．3质量入口边界条件183
5．4．4进风口边界条件185
5．4．5进气扇边界条件185
5．4．6压力出口边界条件186
5．4．7压力远场边界条件187
5．4．8出风口边界条件188
5．4．9排气扇边界条件189
5．4．10壁面边界条件190
5．4．11对称边界条件195
5．4．12周期性边界条件196
5．4．13流体区域条件197
5．4．14固体区域条件198
5．4．15出流边界条件199
5．4．16其他边界条件200
5．5本章小结200
第6章导热问题的数值模拟201
6．1导热问题分析概述201
6．2有内热源的导热问题的数值模拟202
6．2．1案例简介202
6．2．2FLUENT中求解计算202
6．2．3计算结果后处理209
6．2．4保存数据并退出211
6．3钢球非稳态冷却过程的数值模拟211
6．3．1案例简介211
6．3．2FLUENT求解计算设置212
6．3．3求解计算214
6．3．4计算结果后处理及分析219
6．4本章小结221
第7章流体流动与传热的数值模拟222
7．1流体流动与传热概述222
7．2引射器内流场数值模拟224
7．2．1案例简介224
7．2．2FLUENT求解计算设置224
7．2．3求解计算228
7．2．4计算结果后处理及分析230
7．3扇形教室空调通风的数值模拟232
7．3．1案例简介232
7．3．2FLUENT求解计算设置232
7．3．3求解计算237
7．3．4计算结果后处理及分析238
7．4地埋管流固耦合换热的数值模拟240
7．4．1案例简介240
7．4．2FLUENT求解计算设置240
7．4．3流场求解计算245
7．4．4温度场求解计算设置246
7．4．5温度场求解计算248
7．4．6计算结果后处理及分析249
7．5圆柱绕流流场的数值模拟251
7．5．1案例简介251
7．5．2FLUENT求解计算设置251
7．5．3求解计算254
7．5．4计算结果后处理及分析256
7．6二维离心泵叶轮内流场数值模拟258
7．6．1案例简介258
7．6．2FLUENT求解计算设置258
7．6．3求解计算262
7．6．4计算结果后处理及分析264
7．7本章小结267
第8章自然对流与辐射换热的数值模拟268
8．1自然对流与辐射换热概述268
8．2相连方腔内自然对流换热的数值模拟270
8．2．1案例简介270
8．2．2FLUENT求解计算设置270
8．2．3求解计算273
8．2．4计算结果后处理及分析275
8．3烟道内烟气对流辐射换热的数值模拟279
8．3．1案例简介279
8．3．2FLUENT求解计算设置280
8．3．3求解计算287
8．3．4计算结果后处理及分析289
8．4室内通风问题的计算实例292
8．4．1案例简介292
8．4．2FLUENT求解计算设置292
8．4．3求解计算303
8．4．4计算结果后处理及分析305
8．5本章小结308
第9章凝固和融化过程的数值模拟309
9．1凝固和融化模型概述309
9．2冰融化过程的数值模拟310
9．2．1案例简介310
9．2．2FLUENT求解计算设置310
9．2．3求解计算314
9．2．4计算结果后处理及分析317
9．3本章小结318
第10章多相流模型的数值模拟319
10．1多相流概述319
10．2孔口自由出流的数值模拟321
10．2．1案例简介321
10．2．2FLUENT求解计算设置322
10．2．3求解计算326
10．2．4计算结果后处理及分析330
10．3水中气泡上升过程的数值模拟333
10．3．1案例简介333
10．3．2FLUENT求解计算设置334
10．3．3求解计算338
10．3．4计算结果后处理及分析341
10．4水流对沙滩冲刷过程的数值模拟343
10．4．1案例简介343
10．4．2FLUENT求解计算设置344
10．4．3求解计算349
10．4．4计算结果后处理及分析352
10．5气穴现象的数值模拟354
10．5．1案例简介354
10．5．2FLUENT求解计算设置354
10．5．3求解计算359
10．5．4计算结果后处理及分析361
10．6液体燃料罐内部挡流板对振荡的影响模拟362
10．6．1实例描述362
10．6．2FLUENT求解计算设置363
10．6．3求解计算及后处理367
10．7本章小结377
第11章离散相的数值模拟378
11．1离散相模型概述378
11．2引射器离散相流场的数值模拟379
11．2．1案例简介379
11．2．2FLUENT求解计算设置379
11．2．3求解计算382
11．2．4计算结果后处理及分析383
11．3喷淋过程的数值模拟385
11．3．1案例简介385
11．3．2FLUENT求解计算设置386
11．3．3求解计算390
11．3．4计算结果后处理及分析392
11．4本章小结394
第12章组分传输与气体燃烧的数值模拟395
12．1组分传输与气体燃烧概述395
12．2室内甲醛污染物浓度的数值模拟397
12．2．1案例简介397
12．2．2FLUENT求解计算设置398
12．2．3求解计算402
12．2．4计算结果后处理及分析404
12．3焦炉煤气燃烧的数值模拟405
12．3．1案例简介405
12．3．2FLUENT求解计算设置406
12．3．3求解计算412
12．3．4计算结果后处理及分析414
12．4预混气体化学反应的模拟416
12．4．1案例简介416
12．4．2FLUENT求解计算设置416
12．4．3求解计算及后处理420
12．5本章小结426
第13章动网格问题的数值模拟427
13．1动网格问题概述427
13．2两车交会过程的数值模拟428
13．2．1案例简介428
13．2．2FLUENT求解计算设置429
13．2．3求解计算433
13．2．4计算结果后处理及分析437
13．3运动物体强制对流换热的数值模拟438
13．3．1案例简介438
13．3．2FLUENT求解计算设置439
13．3．3求解计算444
13．3．4计算结果后处理及分析447
13．4双叶轮旋转流场的数值模拟448
13．4．1案例简介448
13．4．2FLUENT求解计算设置449
13．4．3求解计算453
13．4．4计算结果后处理及分析456
13．5单级轴流涡轮机模型内部流场模拟458
13．5．1案例简介458
13．5．2FLUENT求解计算设置458
13．5．3求解计算466
13．5．4计算结果后处理及分析469
13．6本章小结472
第14章多孔介质内流动与换热的数值模拟473
14．1多孔介质模型概述473
14．2多孔烧结矿内部流动换热的数值模拟474
14．2．1案例简介474
14．2．2FLUENT求解计算设置474
14．2．3求解计算477
14．2．4计算结果后处理及分析481
14．3三维多孔介质内部流动的数值模拟483
14．3．1案例简介483
14．3．2FLUENT求解计算设置483
14．3．3求解计算487
14．3．4计算结果后处理及分析488
14．4催化转换器内部流动的数值模拟490
14．4．1案例简介490
14．4．2FLUENT求解计算设置491
14．4．3求解计算495
14．4．4计算结果后处理及分析497
14．5本章小结501
第15章UDF基础应用502
15．1UDF介绍502
15．1．1UDF的基本功能502
15．1．2UDF编写基础503
15．1．3UDF中的C语言基础504
15．2利用UDF自定义物性参数507
15．2．1案例简介507
15．2．2FLUENT求解计算设置508
15．2．3求解计算512
15．2．4计算结果后处理及分析513
15．3利用UDF求解多孔介质问题514
15．3．1案例简介514
15．3．2FLUENT求解计算设置514
15．3．3求解计算518
15．3．4计算结果后处理及分析518
15．4水中落物的数值模拟519
15．4．1案例简介519
15．4．2FLUENT求解计算设置519
15．4．3求解计算527
15．5本章小结532
第16章燃料电池问题模拟533
16．1单直通道逆流PEM燃料电池533
16．1．1案例简介533
16．1．2GAMBIT建模534
16．1．3FLUENT求解计算设置537
16．1．4求解计算540
16．1．5计算结果后处理及分析542
16．2本章小结545
附录1UDF宏简列546
附录2UDF宏具体解释547
附录2．1通用宏及其定义的函数547
附录2．2离散相模型宏及其定义的函数549
附录2．3多相模型的宏及其定义的函数551
附录3UDF的部分常用函数552
参考文献555