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Fluent技术基础与应用实例

Fluent技术基础与应用实例

优惠价:29.2元

原价:39元

作者:张凯, 王瑞金, 王刚

出 版 社:清华大学出版社

开  本:16

全国范围(限中国大陆地区)

点击人气:4

        
商品介绍

内容简介

《Fluent技术基础与应用实例(第2版)》基于Fluent 6.3.26版本、Gambit 2.3.16版本和Tecplot 10.0版本。全书共13章,首先详细介绍了Fluent软件及其相关的理论知识,然后通过典型的实例来讲解Fluent在传热、传质及流场等实际工程中的应用方法和技巧,包括运动部件的速度场模拟、UDF和UDS的使用、并行计算的设置、计算区域的绘制和边界条件的定义、Tecplot的数据处理等。每个实例都有详细的说明与详尽的操作步骤,读者只要按照书中的指示与方法操作,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。《Fluent技术基础与应用实例(第2版)》内容全面,实例丰富,理论与实践相结合,重在应用.适合流体计算相关专业大学生、研究生、科研人员和科技工作者阅读参考。
 

编辑推荐

《Fluent技术基础与应用实例(第2版)》详细介绍了流体计算基础知识及Fluent在传热、传质及流场等实际工程中的应用方法和技巧,包括运动部件的速度场模拟、UDF和UDS的使用、并行计算的设置、计算区域的绘制和边界条件的定义、Tecplot的数据处理等,内容丰富,实例典型,步骤详细,易学易用。
以简单实例着手,引导初学者快速入门
必要的理论知识与实际的工程经验,奠定扎实的学习基础
典型的应用案例,使您全面掌握Fluent流体计算数值仿真
明确的学习重点和详细的操作步骤,使学习更加容易
书附光盘中提供的案例源文件,使学习更简便、直观
 

目录

第1章 FLuent概述
1.1 FLuent的工程应用背景
1.2 软件包相关知识
1.2.1 Fluent软件的组成
1.2.2 各软件之间的协同关系
1.3 Fluent软件包的安装及其运行
1.3.1 Fluent软件包的安装
1.3.2 Fluent软件包的运行
1.4 F1uent简单应用实例
1.4.1 实例简介
1.4.2 实例分析
1.4.3 实例操作步骤

第2章 流体力学基础知识
2.1 流体力学基本方程及边界条件
2.1.1 流体力学基本方程组
2.1.2 初始条件和边界条件
2.2 流体力学基本概念
2.2.1 流体运动的分类
2.2.2 描写流体运动的两种方法拉格朗日方法和欧拉方法
2.3 粘性不可压缩流体运动
2.3.1 基本概念
2.3.2 边界层
2.3.3 层流
2.3.4 湍流
2.4 如何解决力学问题

第3章 流体力学数值模拟基础
3.1 数值模拟方法和分类
3.2 基于FVM的流体力学方程离散方法
3.3 FVM的求解方法
3.4 有限体积法的基本思想
3.5 粘性不可压方程组的解法
3.5.1 压力、速度的耦合处理
3.5.2 压力校正算法
3.5.3 SIMPLE系列算法
3.5.4 交错和非交错网格

第4章 Fluent软件介绍
4.1 Fluent的前置模块——Gambit
4.1.1 Gambit的图形用户界面(GUI)
4.1.2 Gambit绘制几何图形
4.1.3 Gambit绘制网格
4.2 Fluent的操作界面
4.2.1 Fluent的图形用户界面
4.2.2 Fluent数值模拟步骤简介

第5章 速度场的计算
5.1 概述
5.2 三维定常速度场的计算
5.2.1 概述
5.2.2 实例简介
5.2.3 实例操作步骤
5.3 非定常速度场的计算
5.3.1 概述
5.3.2 实例简介
5.3.3 实例操作步骤

第6章 温度场的计算
6.1 概述
6.2 实例简介
6.3 实例操作步骤
6.3.1 利用Gambit建立计算区域和指定边界条件类型
6.3.2 利用Fluent求解器求解
6.3.3 利用Tecplot进行后处理

第7章 多相流模型
7.1 概述
7.1.1 多相流定义
7.1.2 多相流研究方法
7.1.3 Fluent中的多相流模型
7.1.4 Fluent中的多相流模型的选择
7.2 VOF模型
7.2.1 概述
7.2.2 实例简介
7.2.3 实例操作步骤
7.3 Mixture模型
7.3.1 概述
7.3.2.实例简介
7.3.3 实例操作步骤
7.4 DPM模型
7.4.1 概述
7.4.2 实例简介
7.4.3 实例操作步骤

第8章 凝固和融化模型
8.1 概述
8.2 实例简介
8.3 实例操作步骤
8.3.1 利用Gambit建立计算区域和指定边界条件类型
8.3.2 利用Fluent求解器求解

第9章 可动区域中流动问题的模拟
9.1 概述
9.2 实例简介
9.3 利用Gambit建立计算区域和指定边界条件类型
9.4 利用MRF方法求解
9.5 利用MovingMesh方法求解

第10章 动网格模型
10.1 概述
10.2 第一类问题
10.2.1 实例简介
10.2.2 实例操作步骤
10.3 第二类问题
10.3.1 实例简介
10.3.2 实例操作步骤
10.4 第三类问题
10.4.1 实例简介
10.4.2 实例操作步骤

第11章 UDF和UDS
11.1 UDF基础知识
11.1.1 UDF概述
11.1.2 UDF能够解决的问题
11.1.3 UDF宏
11.1.4 UDF的预定义函数
11.1.5 LJDF的编写
11.1.6 LIDF实例
11.2 UDS基础知识
11.2.1 UDS可以解决的问题
11.2.2 UDS实例

第12章 Fluent并行计算
12.1 概述
12.2 并行计算实例
12.2.1 概述
12.2.2 实例操作步骤

第13章 Tecplot软件
13.1 Tecplot概述
13.2 Tecplot使用技巧
13.2.1 菜单的介绍
13.2.2 边框工具栏选项的介绍
13.2.3 XY图形的绘制实例
13.2.4 2D图形的编辑
13.2.5 3D图形的编辑
 

序言

计算流体动力学(CFD)是建立在经典流体动力学与数值计算方法基础之上的一门新型独立学科。CFD应用计算流体力学理论与方法,利用具有超强数值运算能力的计算机,编制计算机运行程序,数值求解满足不同种类流体的运动和传热传质规律的三大守恒定律,以及附加的各种模型方程所组成的非线性偏微分方程组,得到确定边界条件下的数值解。它兼有理论性和实践性的双重特点,为现代科学中许多复杂流动与传热问题提供了有效的解决方法。
Fluent是目前国际上比较流行的商用CFD软件包,在美国的市场占有率为60%,凡是和流体、热传递和化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能,在航空航天、汽车设计、石油天然气和涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。例如,在石油天然气工业上的应用就包括燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流和管道流动等。另外,通过Fluent提供的用户自定义函数可以改进和完善模型,从而处理更加个性化的问题。
本书以Fluent6.3.26为例,全书共13章,第1-4章介绍了CFD基础理论和Fluent基本知识,第5-12章结合实例介绍了Fluent中常用的计算模型及其在求解流体和传热传质等工程问题中的方法,对Tecplot软件作了详细介绍。各章所用到的实例可以从本书的配套光盘中找到。
 

文摘

插图:



有限元法(FEM)是将一个连续的求解域任意分成适当形状的许多微小单元,并于各小单元分片构造插值函数,然后根据极值原理(变分或加权余量法),将问题的控制方程转化为所有单元上的有限元方程,把总体的极值作为各单元极值之和,即将局部单元总体合成,形成嵌入了指定边界条件的代数方程组,求解该方程组就得到各节点上待求的函数值。
有限体积法(FVM)又称为控制体积法,是将计算区域划分为网格,并使每个网格点周围有一个互不重复的控制体积,将待解的微分方程对每个控制体积积分,从而得到一组离散方程。其中的未知数是网格节点上的因变量。子域法加离散,就是有限体积法的基本思路。有限体积法的基本思路易于理解,并能得出直接的物理解释。离散方程的物理意义,就是因变量在有限大小的控制体积中的守恒原理,如同微分方程表示因变量在无限小的控制体积中的守恒原理一样。有限体积法得出的离散方程,要求因变量的积分守恒对任意一组控制体积都得到满足,对整个计算区域,自然也得到满足,这是有限体积法吸引入的优点。有一些离散方法,例如有限差分法,仅当网格极其细密时,离散方程才满足积分守恒;而有限体积法即使在粗网格情况下,也显示出准确的积分守恒。由于Fluent是基于FVM方法的,所以后续章节会以FVM为例介绍数值模拟的基础知识。
就离散方法而言,有限体积法可视作有限元法和有限差分法的中间产物。三者各有所长,有限差分法直观,理论成熟,精度可选,但是不规则区域处理繁琐,虽然网格生成可以使有限差分法应用于不规则区域,但是对区域的连续性等要求较严。使用有限差分法的好处在于易于编程,易于并行。有限元方法适合处理复杂区域,精度可选。缺憾在于内存和计算量巨大,并行不如有限差分法和有限体积法直观。不过有限元方法的并行是当前和将来应用的一个方向。有限体积法适于流体计算,可以应用于不规则网格,适于并行。但是精度基本上只能是二阶了。有限体积法的优势正逐渐显现出来,有限体积法在应力应变、高频电磁场方面的特殊的优点正在被人重视。
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