《FLUENT工程技术与实例分析》通过大量实例系统介绍了FLUENT建模和计算以及后处理的详细过程，可以让读者在短时间内系统掌握数值模拟的基础知识，掌握FLUENT的高级应用技术，学会采用FLUENT软件进行产品开发。《FLUENT工程技术与实例分析》共分三篇，第一篇为基础篇，包括1～4章，主要讲解流体计算基础、网格划分基础以及Gambit工具的应用，并结合计算流体和传热学中的经典算例熟悉FLUENT分析问题的过程和方法：第二篇为工程应用篇，包括5～9章，系统讲解了FLUENT在各种工程背景下的应用，内容涵盖流体机械领域、化工设备领域、换热和制冷领域、热力设备领域和汽车工程领域，通过丰富而细致的应用实例讲解如何应用FLUENT来解决应用中出现的问题；第三篇为提高与专题篇，包括10～15章，讲解UDF、UDS并行计算的专题，针对工程实际的需求，还特别讲解了与FLUENT配合使用的数据后处理工具的应用技巧，最后对多相流和动网格模型进行了讲解。
《FLUENT工程技术与实例分析》在写作过程中注重层次递进，深入浅出地讲解FLUENT流体分析方面的技术，通过大量丰富、有深度的应用案例讲解FLUENT的应用，并且实例来自科研和生产一线，对解决实际工程和科研问题会有很大帮助。此外，为了方便读者学习，《FLUENT工程技术与实例分析》还配套模型文件，以提高读者的学习效率。
《FLUENT工程技术与实例分析》既是利用FLUENT软件进行高级应用计算的工程技术相关计算指导书，又可作为高等院校相关专业本科生和硕士生的教学参考书。

《FLUENT工程技术与实例分析》实例来自于科研和生产一线，对于解决实际工程和科研问题会有很大的帮助。为了方便读者学习，《FLUENT工程技术与实例分析》还配套有模型文件，以提高学习效率。
书通过大量实例系统介绍了FLUENT建模和计算以及后处理的详细过程，读者可以在短时间内系统掌握数值模拟的基础知识，掌握FLUENT的高级应用技术，学会采用FLUENT软件进行产品的开发。
《FLUENT工程技术与实例分析》既是利用FLUENT软件进行高级应用计算的工程技术相关计算指导书，又可作为高等院校相关专业本科生和硕士生的教学参考书。
深入浅出LFUENT流体分析技术，详细剖析FLUENT计算结果所隐藏的含义，配套实际安全模型文件。

前言
第1章 概述
1.1 序言
1.2 基本思想
1.3 主要应用领域
1.4 常用流体分析软件比较
1.5 本章小结

第2章 FUNENT基础
2.1 概述
2.2 流体流动基本特性
2.2.1 基本的物理概念
2.2.2 流动状态
2.2.3 湍流模型
2.2.4 多相流模型
2.3 控制方程
2.3.1 连续性方程
2.3.2 N.S方程
2.3.3 能量守恒方程
2.3.4 其他方程
2.3.5 通用控制方程
2.4 数值求解方法
2.4.1 概述
2.4.2 有限差分法
2.4.3 有限元法
2.4.4 有限容积法
2.4.5 谱方法
2.4.6 边界元法
2.5 离散格式
2.5.1 概述
2.5.2 一阶差分格式
2.5.3 高阶差分格式
2.6 边界条件
2.6.1 概述
2.6.2 边界条件
2.6.3 初始条件
2.6.4 UDF7与边界条件
2.7 软件基本结构
2.7.1 概述
2.7.2 前处理
2.7.3 求解器
2.7.4 后处理
2.8 求解过程
2.8.1 建立控制方程
2.8.2 确定边界条件与初始条件
2.8.3 划分计算网格
2.8.4 建立离散化方程
2.8.5 离散初始条件和边界条件
2.8.6 给定求解控制参数
2.8.7 求解离散方程
2.8.8 判断解的收敛性
2.8.9 输出结果
2.9 本章小结

第3章 网格生成技术
3.1 概述
3.2 结构化网格
3.2.1 单块结构网格生成技术
3.2.2 分区结构网格生成方法
3.3 非结构化网格
3.4 Gambit的使用
3.4.1 Gambit的用户界面
3.4.2 绘制几何图形
3.4.3 绘制网格
3.4.4 Gambit几何图形绘制实例
3.4.5 FUENT的安装与运行
3.4.6 FLUENT的用户界面
3.4.7 数值模拟步骤简介
3.5 本章小结

第4章 FLUENT基本算例
4.1 概述
4.2 页盖驱动流
4.2.1 物理模型
4.2.2 在Gambit中建立模型
4.2.3 求解计算
4.2.4 计算结果
4.3 后台阶流动
4.3.1 物理模型
4.3.2 在Gambit中建立模型
4.3.3 求解计算
4.3.4 计算结果
4.4 圆柱绕流
4.4.1 基本理论与物理模型
4.4.2 在Gambit中建立模型
4.4.3 求解计算
4.4.4 计算结果
4.5 圆管流动
4.5.1 物理模型
4.5.2 在Gambitp建立模型
4.5.3 求解计算
4.5.4 计算结果
4.6 弯通道流动
4.6.1 物理模型
4.6.2 在Gambit建立模型
4.6.3 求解计算
4.6.4 计算结果
4.7 方腔自然对流
4.7.1 物理模型
4.7.2 在Gambit中建立模型
4.7.3 求解计算
4.7.4 计算结果
4.8 本章小结

第5章 FLUENT在流体机械领域的应用
5.1 概述
5.2 泵分析实例
5.2.1 概述
5.2.2 数学物理建模
5.2.3 边界条件
5.2.4 求解计算
5.2.5 结果分析与讨论
5.3 机分析实例
5.3.1 概述
5.3.2 数学物理建模
5.3.3 边界条件
5.3.4 求解计算
5.3.5 结果分析与讨论
5.4 本章小结

第6章 FLUENT在化工设备领域的应用
6.1 搅拌设备
6.1.1 概述
6.1.2 数学物理建模
6.1.3 边界条件
6.1.4 求解计算
6.1.5 结果分析与讨论
6.2 混合设备
6.2.1 概述
6.2.2 数学物理建模
6.2.3 边界条件
6.2.4 求解计算
6.3 本章小结

第7章 FLUENT在换热及制冷领域的应用
7.1 概述
7.2 管壳式换热器
7.2.1 概述
7.2.2 数学物理建模
7.2.3 边界条件
7.2.4 求解计算
7.2.5 结果分析与讨论
7.3 管翅式换热器
7.3.1 概述
7.3.2 数学物理建模
7.3.3 i边界条件
7.3.4.求解计算
7.3.5 结果分析与讨论
7.4 空气对流换热的场协同原理分析
7.4.1 场协同基本思想介绍
7.4.2 场协同评价指标的分析和探讨
7.4.3 带芯棒圆管换热的场协同原理分析
7.5 制冷剂管内换热的场协同原理分析
7.5.1 制冷剂蒸气光管内换热的场协同分析
7.5.2 内横槽管制冷剂蒸气换热的场协同分析
7.5.3 光管内液体制冷剂换热的场协同分析
7.5.4 液体制冷剂内横槽管换热的场协同分析
7.6 减阻节能
7.7 本章小结

第8章 FLUENT在热力设备领域的应用
8.1 概述
8.2 锅炉
8.2.1 概述
8.2.2 数学物理建模
8.2.3 边界条件
8.2.4 求解计算
8.2.5 结果分析与讨论
8.3 燃烧器
8.3.1 概述
8.3.2 数学物理建模
8.3.3 边界条件
8.3.4 求解计算
8.3.5 结果分析和讨论
8.4 本章小结

第9章 FLUENT在汽车工程领域的应用
9.1 概述
9.1.1 夏季空调的试验标准
9.1.2 冬季空调的试验标准
9.1.3 湍流流动及其数值模拟概述
9.1.4 室内气流分布的性能评价
9.1.5 离散传播辐射模型（DTRM）
9.2 轿车整车室内夏季空调环境的模拟
9.2.1 概述
9.2.2 数学物理模型
9.2.3 边界条件的设置
9.2.4 求解计算
9.2.5 结果分析与讨论
9.3 轿车整车室内冬季空调环境模拟
9.3.1 概述
9.3.2 数学物理建模
9.3.3 边界条件的设置
9.3.4 求解计算
9.3.5 结果分析与讨论
9.4 加入有人模型下的探讨
9.4.1 概述
9.4.2 数学物理模型
9.4 13边界条件设置
9.4.4 边界条件设置
9.4.5 结果分析与讨论
9.5 本章小结

第10章 UDF
10.1 UDF综述
10.1.1 基本概念
10.1.2 编写环境
10.1.3 多相流应用写
10.1.4 编译UDF到FLUENT中
10.2 I.JDF的宏基础
10.2.1 常用的宏工具
10.2.2 有关宏的访问工具
10.3 综合应用实例
10.3.1 试验环境与测试条件
10.3.2 试验项目以及测试方法
10.3.3 试验结果
10.3.4 UDF设置
10.3.5 算例相关设置
10.4 本章小结

第11章 UDS的应用
11.1 概述
11.1.1 自定义标量UDS的定义
11.1.2 对流项的设置
11.1.3 时间项的设置
11.1.4 扩散系数的设置
11.1.5 源项S的设置
11.2 综合实例
11.3 本章小结

第12章 并行计算
12.1 概述
12.2 环境设置
12.3 综合应用实例
12.3.1 配置计算节点
12.3.2 检测网络连通性
12.3.3 网格的分割
12.3.4 读入case文件
12.3.5 检查网格分割
12.3.6 负载分布的检查
12.3.7 进行其他设置并计算
12.4 本章小结

第13章 常用数据后处理工具
13.1 Tecplot
13.1.1 概述
13.1.2 使用技巧
13.1.3 综合应用实例
13.2 Origin
13.2.1 概述
13.2.2 使用技巧
13.2.3 综合实例
13.3 Digitizer
13.3.1 概述
13.3.2 使用技巧
13.3.3 综合应用实例
13.4 本章小结

第14章 多相流模型
14.1 概述
14.2 VOF模型在射流纺织工程中的应用
14.2.1 概述
14.2.2 物理模型和网格划分
14.2.3 求解计算
14.2.4 计算结果
14.3 Mixture模型
14.3.1 主要方法
14.3.2 理论方程
14.3.3 mixture模型相变流动中的简单应用
14.4 本章小结

第15章 动网格模型
15.1 概述
15.2 方法简介
15.2.1 弹簧光滑模型
15.2.2 动态层模型
15.2.3 局部网格重划法
15.3 动网格模型在内燃机汽缸中的应用
15.3.1 问题描述
15.3.2 利用FLLJENT3D求解器进行计算
15.3.3 结果分析
15.4 本章小结
附录4
参考文献

工业发展是我国经济发展的主要推动力，但也是污染物排放的主要来源，随着节能减排和低碳经济压力的不断提高，高耗能高污染企业研发重点转向大量设备的开发。为早日实现节能减排目标，本书从几个典型行业选取过程设备和机械进行分析计算，为产品开发和设计者提供一个可供参考的例子。任何流体运动的规律均是以质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律和组分守恒定律为基础的。这些基本定律可由数学方程组来描述。采用数值计算方法，通过计算机求解这些控制流体流动的数学方程组，进而研究流体的运动规律，这就是计算流体动力学（CFD）。计算流体动力学是建立在经典流体动力学与数值计算方法基础上的一门新学科，通过计算机数值计算和图像显示方法，在时间和空间上定量描述流场的数值解，从而达到对物理问题进行研究的目的。
目前，比较著名的有FLUENT、CFX、STAR.CD和PHOENICS等，而FLUENT是国际上比较流行的商用CFD软件包，市场占有率高、计算准确、界面友好、使用简单、应用领域广、物理模型多。
正是因为FLUENT在流体工程模拟计算中的重要作用，高校和企业科技人员对学习FLL/ENT的热情很高，但往往很难应用到产品开发过程中，本书从FLUENT基础、工程应用到提高系统介绍FLUENT相关知识以及典型行业的实例。
本书内容共分三篇，15章，本书通过大量实例系统介绍了FLUENT建模和计算以及后处理的详细过程，可以让读者在短时间内系统掌握数值模拟的基础知识，掌握FLUENT的高级应用技术，学会采用FLUENT软件进行产品的开发。本书第一篇为基础篇，包括l～4章，主要讲解流体计算基础、网格划分基础以及Gambit工具的应用、结合计算流体和传热学中的经典算例熟悉FLUENT分析问题的过程和方法；第二篇为工程应用篇，包括5～9章，系统讲解了FLUENT在各种工程背景下的应用，内容涵盖流体机械领域、化工设备领域、换热和制冷领域、热力设备领域和汽车工程领域，其中通过丰富而细致的应用实例来讲解如何应用FLUENT解决应用中出现的问题；第三篇为提高与专题篇，包括10～15章，讲解了FLUENT并行计算的专题，针对于工程实际的需求，还特别讲解了与FLUENT配合使用的数据后处理工具的应用技巧，最后对多相流和动网格模型进行了讲解。
本书在写作过程中注重层次递进，深入浅出地讲解FLUENT流体分析方面的技术，并通过大量丰富且有深度的应用案例来讲解FLUENT的应用，实例均来自于科研和生产一线，对于解决实际工程和科研问题会有很大的帮助。此外，为了方便读者的学习，本书还配套有模型文件，以提高读者的学习效率。
本书第一篇由周俊杰教授编写；第二篇、7.4节和7.5节由西安交通大学的张华俊教授编写，第9章由通用泛亚技术中心的徐国权工程师编写，剩余章节由周俊杰教授编写；第三篇共6章，第10章和14-3节由通用泛亚技术中心的徐国权工程师编写，其余章节由周俊杰编写，全书由周俊杰教授统稿。

插图：



1.四叉树（二维）/八叉树方法（三维）
四叉树/八叉树方法的基本思想是先用一个较粗的矩形（二维）/立方体（三维）网格覆盖包含物体的整个计算域，然后按照网格尺度的要求不断细分矩形（立方体），即将一个矩形分为四（八）个子矩形（立方体），最后将各矩形（立方体）划分为三角形（四面体）。例如，一个没有边上中间点的矩形可以划分为两个三角形，一个没有棱上中间点的立方体可以划分为5个或6个四面体。对于流场边界附近被边界切割的矩形（立方体），需要考虑各种可能的情况，并作特殊的划分。
四叉树/八叉树方法是直接将矩形/立方体划分为三角形/四面体，由于不涉及临近点面的查寻，以及邻近单元间的相交性和相容性判断等问题，所以网格生成速度很快。不足之处是网格质量较差，特别是在流场边界附近，被切割的矩形/立方体的形状可能千奇百怪，由此而划分的三角形/四面体的品质也难以保证。尽管如此，四叉树/八叉树作为一种数据结构已被广泛应用于阵面推进法和Delaunay方法中，以提高查寻效率。
2.Delaunay方法
Delaunay三角化的依据是Dirichlet在1850年提出的一种利用已知点集将平面划分为凸多边形的理论。该理论的基本思想是：假设平面内存在点集，则能将此平面域划分为互不重合的Dir。ichlet子域或称为Voronoi子域。每个Dirichlet子域内包含点集中的一个点，而且对应于该点的子域内的任意点P到该点的距离较之到点集中的其他点的距离最短，连接相邻Voronoi子域的包含点，即构成唯一的Delaunay三角形网格。CFD工作者将上述Dirichlet思想简化为Delaunay准则，即每个三角形的外接圆内不存在除其自身三个角点外的其他节点，进而给出划分三角形的简化方法：给定一个人工构造的简单初始三角形网格系，引入一个新点，标记并删除初始网格系中不满足Delaunay准则的三角形单元，形成一个多边形空洞，连接新点与多边形的顶点构成新的Delaunay网格系；重复上述过程，直至网格系达到预期的分布。
Delaunay方法的一个显著的优点是它能使给定点集构成的网格系中的每一个三角形单元最小角尽可能最大，即得到尽可能等边的高质量三角形单元。另外，Delaunay方法在插入新点的同时生成几个单元，因此网格生成的效率也较高，并且可以直接推广到三维问题。
Delaunay方法的不足之处在于它可能构成非凸域流场边界以外的单元或与边界相交，即不能保证流场边界的完整性。为了实现任意外形的非结构化网格生成，必须对流场边界附近的操作做某些限制，这可能使边界附近的网格丧失Delaunay性质。另外，对于三维复杂外形，初始网格的构造比较烦琐。
3.阵面推进法
阵面推进法的基本思想是首先将流场边界划分为小的阵元，构成初始阵面，然后选定某一阵元，将某一流场中新插入的点或原阵面上已存在的点相连构成非结构单元。随着新单元生成，产生新的阵元，组成新的阵面，这一阵面不断向流场中推进，直至整个流场被非结构化网格覆盖。