精通CFD工程仿真與案例實戰:FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot(附光盤1張)

精通CFD工程仿真與案例實戰:FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot(附光盤1張) 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

李鵬飛,徐敏義,王飛飛 編
圖書標籤:
  • CFD
  • Fluent
  • Gambit
  • ICEM
  • Tecplot
  • 工程仿真
  • 計算流體力學
  • 流體動力學
  • 數值模擬
  • 案例分析
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齣版社: 人民郵電齣版社
ISBN:9787115260802
版次:1
商品編碼:10842340
品牌:異步圖書
包裝:平裝
叢書名: 計算機行業應用軟件係列
開本:16開
齣版時間:2011-10-01
用紙:膠版紙
頁數:569
字數:960000
正文語種:中文
附件:光盤
附件數量:1

具體描述

編輯推薦

  8個經典網格ICEM CFD劃分實例(非結構網格、塊結構網格、O-grid網格劃分、邊界層網格),詳細講解ICEMCFD的應用
  26個經典的FLUENT案例(氣流組織、管流、換熱、可壓縮流動、水波、翼型繞流、各類多相流模型、固體燃料電池、SNCR、燃燒與化學反應、催化反應、非牛頓流體、風機、圓柱繞流、UDF),全麵解讀FLUENT的應用典型的Tecplot後處理應用(矢量圖、等值綫圖、三維剖麵圖、XY點圖)
  260分鍾視頻講解及各算例源文件,幫助讀者盡快融入實戰角色(見光盤)

內容簡介

  《精通CFD工程仿真與案例實戰:FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot》詳細介紹瞭fluent、gambit、icem cfd和tecplot基礎理論、具體操作和典型的應用案例。
  《精通CFD工程仿真與案例實戰:FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot》理論講解詳細、操作介紹直觀、實例內容豐富,全麵介紹瞭fluent、gambit、icem cfd和tecplot應用於流體工程計算的操作,具有較強的實用性。《精通CFD工程仿真與案例實戰:FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot》包含的大量實例基本涵蓋瞭icem cfd和fluent在各大領域中的典型應用,《精通CFD工程仿真與案例實戰:FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot》的這些經典算例是對icem cfd和fluent功能應用很全麵的總結。
  《精通CFD工程仿真與案例實戰:FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot》可作為航空航天、船舶、能源、石油、化工、機械、製造、汽車、生物、環境、水利、火災安全、冶金、建築、材料等眾多領域的研究生和本科生學習cfd基本理論和軟件應用的教材,也可供上述領域的科研人員、企業研發人員,特彆是從事cfd基礎和應用計算的人員學習參考。

內頁插圖

目錄

第1章 cfd概述
1.1 計算流體力學概述
1.1.1 計算流體力學的基本思想和本質
1.1.2 計算流體力學的優勢
1.1.3 cfd學科誕生與工程化背景
1.1.4 計算流體力學的應用領域
1.2 計算流體力學問題的解決過程
1.2.1 前處理
1.2.2 求解
1.2.3 後處理
1.3 計算流體力學商業軟件介紹
1.3.1 前處理器
1.3.2 求解器
1.3.3 後處理軟件
1.4 fluent的操作界麵
1.4.1 啓動fluent界麵
1.4.2 fluent主界麵
1.5 fluent的基礎操作
1.5.1 啓動ansys fluent求解器
1.5.2 讀入網格文件
1.5.3 網格檢查
1.5.4 尺寸檢查
1.5.5 網格光順化
1.5.6 顯示網格
1.5.7 模型參數設置
1.5.8 物性參數設置
1.5.9 邊界條件參數設置
1.5.10 求解參數設置
1.5.11 迭代求解
1.5.12 利用高階離散格式獲得精確解
1.6 顯示計算結果與分析結果數據
1.6.1 顯示速度的雲圖
1.6.2 顯示溫度的雲圖
1.6.3 顯示速度矢量圖
1.6.4 顯示齣口溫度的xy點圖
1.7 本章總結
第2章 網格基礎與操作
2.1 cfd網格前處理理論準備
2.1.1 劃分網格的目的
2.1.2 網格幾何要素
2.1.3 網格形狀
2.1.4 結構化與非結構化網格
2.1.5 壁麵和近壁區網格處理原則
2.1.6 網格質量評價標準
2.1.7 選擇閤適的網格類型
2.1.8 網格自適應
2.2 gambit網格劃分
2.2.1 gambit的基本功能與界麵
2.2.2 gambit基本術語
2.2.3 gambit幾何通用操作
2.2.4 gambit幾何造型
2.2.5 gambit實體幾何操作
2.2.6 gambit劃分實體網格
2.2.7 劃分體網格
2.2.8 劃分邊界層網格
2.2.9 gambit指定邊界和域類型
2.2.10 尺寸函數
2.2.11 網格劃分策略分析簡介
2.2.12 網格質量管理及網格輸齣
2.3 icem cfd網格劃分
2.3.1 icem cfd基本功能與界麵
2.3.2 icem cfd幾何體創建與處理
2.3.3 icem cfd劃分非結構網格
2.3.4 icem cfd劃分棱柱邊界層網格
2.3.5 icem cfd劃分六麵體結構化網格
2.3.6 icem cfd指定邊界和域類型以及輸齣網格
第3章 fluent基礎與操作
3.1 fluent求解,啓動fluent與fluent並行計算
3.2 fluent腳本文件自動運行
3.3 fluent文件類型
3.4 網格檢查
3.4.1 在fluent中檢查網格
3.4.2 報告網格統計量
3.5 計算域尺寸設置
3.5.1 fluent的計算單位係統
3.5.2 在fluent中設置計算域尺寸
3.6 定義湍流模型
3.6.1 流體與流動的分類
3.6.2 判斷湍流的標準
3.6.3 湍流模型的評價與選擇
3.6.4 壁麵函數的選擇
3.6.5 在ansys fluent中設定湍流模型
3.7 對流換熱計算
3.7.1 在fluent中考慮對流換熱
3.7.2 考慮自然對流問題的場閤與方法
3.8 輻射換熱計算
3.8.1 選擇輻射換熱模型
3.8.2 在ansys fluent中設定p1輻射模型
3.8.3 在ansys fluent中設定discrete ordinates輻射模型
3.8.4 輻射物質屬性定義
3.9 模擬不考慮化學反應的組分傳輸過程
3.10 化學反應流與燃燒模擬
3.10.1 fluent中的燃燒模型介紹
3.10.2 反應模型的選擇
3.10.3 通用有限速率模型
3.10.4 isat算法
3.10.5 導入chemkin格式的化學反應機理
3.10.6 非預混燃燒模型之混閤分數/pdf模型
3.10.7 非預混燃燒模型之層流火焰麵模型
3.10.8 fluent中的煤燃燒模擬計算器的設置與使用
3.10.9 預混燃燒模型
3.10.10 部分預混燃燒模型
3.10.11 組分概率密度輸運燃燒模型
3.10.12 fluent燃燒模擬可能遇到的點火問題
3.11 錶麵反應模擬
3.12 設定操作工況參數
3.13 設定單元區域條件
3.13.1 單元區域條件的類型
3.13.2 單元區域條件設定
3.14 多孔介質計算域
3.15 設定邊界條件
3.15.1 邊界條件類型
3.15.2 邊界條件設定
3.16 控製方程離散化
3.16.1 離散方法
3.16.2 離散格式
3.16.3 離散格式的選擇
3.16.4 在fluent中設置離散格式
3.17 求解方法
3.17.1 基於壓力的求解器
3.17.2 基於密度的求解器
3.17.3 在fluent中設置求解器
3.18 設置亞鬆弛因子
3.19 設置庫朗數
3.20 設置求解極限
3.21 求解初始化
3.21.1 全局初始化
3.21.2 對初始值進行局部修補
3.22 求解器的使用方法
3.22.1 使用求解器的基本步驟
3.22.2 在fluent中設置定常狀態的計算
3.23 確認收斂性
3.24 網格自適應
3.25 udf的基本理論與應用
3.25.1 udf的基本理論
3.25.2 udf的應用
3.26 fluent中常見警告的齣現原因和解決方法
第4章 後處理基礎與操作
4.1 計算後處理:fluent後處理
4.1.1 創建點、綫和麵
4.1.2 流場顯示
4.1.3 顯示網格
4.1.4 顯示等值綫雲圖
4.1.5 顯示矢量圖
4.1.6 顯示軌跡綫
4.1.7 顯示掃描麵
4.1.8 創建動畫
4.1.9 顯示xy麯綫
4.1.10 顯示柱狀圖
4.1.11 fluent計算報告
4.1.12 邊界通量報告
4.1.13 受力報告
4.1.14 投影麵積
4.1.15 錶麵積分
4.1.16 體積分
4.1.17 參考值設定
4.1.18 算例設置報告
4.2 tecplot數據處理
4.2.1 tecplot 360功能簡介
4.2.2 tecplot 360文件格式
4.2.3 tecplot 360讀入fluent文件
4.2.4 在tecplot 360中繪製xy麯綫
4.2.5 在tecplot 360中顯示等值綫雲圖
4.2.6 在tecplot 360中繪製矢量圖
4.2.7 在tecplot 360中繪製流綫
4.2.8 在tecplot 360中繪製三維流場剖麵圖
4.2.9 在tecplot 360中製作動畫
4.2.10 在tecplot 360中分析cfd數據
第5章 網絡實戰
5.1 網格實例一:二維圓筒燃燒器網格劃分
5.1.1 創建幾何實體
5.1.2 對實體進行網格劃分
5.1.3 創建邊界條件並輸齣網格
5.2 網格實例二:燃氣竈網格劃分
5.2.1 創建燃氣竈實體模型
5.2.2 對實體進行網格劃分
5.2.3 創建實體的邊界條件
5.2.4 輸齣網格
5.3 網格實例三:引擎模型四麵體劃分
5.3.1 打開工程
5.3.2 repair幾何實體
5.3.3 設置網格尺寸
5.3.4 初步計算並查看網格
5.3.5 光順網格
5.3.6 基於麯率自適應的網格加密
5.3.7 再次創建網格
5.3.8 切麵顯示
5.4 網格實例四:機翼翼身組閤體棱柱形網格劃分
5.4.1 打開項目
5.4.2 劃分棱柱層網格
5.4.3 創建機翼尾部密度區
5.4.4 再次計算網格並顯示
5.4.5 光順網格
5.4.6 生成六麵體核心網格
5.5 網格實例五:二維管道四邊形網格劃分
5.5.1 新建工程
5.5.2 初始化塊
5.5.3 分割塊
5.5.4 刪除 blocks
5.5.5 關聯塊頂點到幾何點
5.5.6 關聯edge到curve
5.5.7 顯示關聯
5.5.8 組閤curves
5.5.9 完成邊和綫的關聯
5.5.10 移動剩餘的頂點到幾何上
5.5.11 設置網格尺寸
5.5.12 計算並顯示網格
5.5.13 網格質量檢查
5.5.14 轉化成非結構化網格
5.6 網格實例六:三維管道六麵體結構化網格
5.6.1 新建工程
5.6.2 檢查幾何拓撲
5.6.3 創建part
5.6.4 創建材料點並保存工程
5.6.5 初始化塊
5.6.6 分割塊並建立拓撲結構
5.6.7 關聯麯綫
5.6.8 初步計算網格
5.6.9 初步網格質量評估
5.6.10 建立o-grid
5.6.11 第二次計算網格
5.6.12 第二次網格質量評估
5.6.13 網格輸齣
5.7 網格實例七:三維彎管六麵體結構化網格
5.7.1 打開項目並創建parts
5.7.2 創建體並初始化塊
5.7.3 切塊和刪除部分塊
5.7.4 關聯
5.7.5 移動頂點(1)
5.7.6 創建第一個o-grid
5.7.7 修飾塊
5.7.8 移動頂點(2)
5.7.9 創建第二個o-grid
5.7.10 設置網格尺寸並預覽網格
5.7.11 移動頂點以改善網格質量
5.7.12 重新查看網格
5.8 網格實例八:管內葉片三維六麵體結構化網格
5.8.1 打開工程並創建parts
5.8.2 創建體
5.8.3 初始化塊
5.8.4 創建關聯
5.8.5 塊分割
5.8.6 塌陷
5.8.7 邊關聯
5.8.8 設置麵網格參數
5.8.9 網格質量檢查
5.8.10 創建o-grid
5.8.11 中間塊刪除並計算網格
5.8.12 網格質量檢查
5.9 網格實例九:半球方體三維六麵體結構化網格
5.9.1 讀入工程
5.9.2 初始化塊
5.9.3 建立拓撲(1)
5.9.4 關聯(1)
5.9.5 設置網格參數(1)
5.9.6 預覽網格並檢查網格質量
5.9.7 建立拓撲(2)
5.9.8 關聯(2)
5.9.9 設置網格參數(2)
5.9.10 計算網格
5.9.11 檢查網格質量
5.9.12 局部網格參數設置
5.10 網格實例十:托架三維六麵體結構化網格
5.10.1 創建新項目
5.10.2 初始化塊
5.10.3 移動塊頂點
5.10.4 分塊(1)
5.10.5 關聯並移動頂點
5.10.6 創建塊
5.10.7 關聯
5.10.8 分塊(2)
5.10.9 創建o-grid
5.10.10 設置邊緣o-grid
5.10.11 計算網格
5.10.12 網格質量評估
5.10.13 網格鏡像
第6章 綜閤實戰案例一
6.1 算例一:空調房間室內氣流組織模擬
6.1.1 介紹
6.1.2 方法和設置
6.1.3 前期要求
6.1.4 問題描述
6.1.5 準備
6.1.6 設置和求解
6.1.7 總結
6.2 算例二:管內流動的模擬
6.2.1 介紹
6.2.2 方法和設置
6.2.3 前期要求
6.2.4 問題描述
6.2.5 準備
6.2.6 設置和求解
6.2.7 總結
6.2.8 參考文獻
6.2.9 練習與討論
6.3 算例三:外掠平闆的流場與換熱
6.3.1 介紹
6.3.2 方法和設置
6.3.3 前期要求
6.3.4 問題描述
6.3.5 準備
6.3.6 設置與求解
6.3.7 總結
6.3.8 參考文獻
6.3.9 練習與討論
6.4 算例四:進氣歧管的流動模擬
6.4.1 介紹
6.4.2 方法和設置
6.4.3 前期要求
6.4.4 問題描述
6.4.5 準備
6.4.6 設置和求解
6.4.7 總結
6.4.8 參考文獻
6.4.9 練習與討論
6.5 算例五:漸縮漸擴管的無粘與可壓縮流動模擬
6.5.1 介紹
6.5.2 方法和設置
6.5.3 前期準備
6.5.4 問題描述
6.5.5 準備
6.5.6 設置和求解
6.5.7 總結
6.5.8 參考文獻
6.5.9 練習與討論
6.6 算例六:模擬水箱的水波運動
6.6.1 介紹
6.6.2 方法和設置
6.6.3 前期要求
6.6.4 問題描述
6.6.5 準備
6.6.6 設置和求解
6.6.7 總結
6.6.8 練習與討論
6.7 算例七:水平膜狀沸騰
6.7.1 介紹
6.7.2 前期要求
6.7.3 問題描述
6.7.4 設置和求解
6.7.5 分析
6.7.6 總結
6.8 算例八:機翼繞流可壓縮流動的模擬
6.8.1 介紹
6.8.2 方法和設置
6.8.3 前期要求
6.8.4 問題描述
6.8.5 準備
6.8.6 設置和求解
6.8.7 總結
6.8.8 練習與討論
6.9 算例九:利用歐拉模型解決攪拌器混閤問題
6.9.1 介紹
6.9.2 方法和設置
6.9.3 問題描述
6.9.4 設置和求解
6.10 算例十:利用多相流混閤模型和歐拉模型求解t形管流動
6.10.1 介紹
6.10.2 方法和設置
6.10.3 問題描述
6.10.4 設置和求解
6.11 算例十一:對固體燃料電池進行流體動力學模擬
6.11.1 介紹
6.11.2 方法和設置
6.11.3 問題描述
6.11.4 設置與求解
第7章 綜閤實戰案例二
7.1 算例十二:使用噴尿素法並利用選擇性非催化還原法進行nox模擬
7.1.1 介紹
7.1.2 方法和設置
7.1.3 前期要求
7.1.4 問題描述
7.1.5 準備
7.1.6 設置和求解
7.2 總結
7.3 算例十三:使用混閤物模型模擬質量和熱量交換
7.3.1 介紹
7.3.2 前期要求
7.3.3 問題描述
7.3.4 設置和求解
7.4 算例十四:使用用戶自定義標量和用戶自定義內存模擬電加熱(歐姆加熱)
7.4.1 介紹
7.4.2 方法和設置
7.4.3 前期要求
7.4.4 問題描述
7.4.5 準備
7.4.6 設置和求解
7.4.7 總結
7.4.8 練習與討論
7.5 算例十五:頂蓋驅動的腔體流動
7.5.1 介紹
7.5.2 方法和設置
7.5.3 前期要求
7.5.4 問題描述
7.5.5 準備
7.5.6 設置和求解
7.5.7 總結
7.5.8 參考文獻
7.5.9 練習與討論
7.6 算例十六:引擎流場模擬
7.6.1 介紹
7.6.2 方法和設置
7.6.3 前期要求
7.6.4 問題描述
7.6.5 準備
7.6.6 設置和求解
7.6.7 總結
7.6.8 練習和討論
7.7 算例十七:使用ebu(eddy break up,渦破碎)模型模擬煤粉燃燒
7.7.1 介紹
7.7.2 技巧和設置
7.7.3 前期要求
7.7.4 問題描述
7.7.5 準備
7.7.6 設置和求解
7.7.7 結果
7.8 算例十八:多步焦炭反應模擬
7.8.1 介紹
7.8.2 技巧和設置
7.8.3 前期要求
7.8.4 問題描述
7.8.5 準備
7.8.6 設置和求解
7.8.7 結果
7.8.8 總結
7.9 算例十九:利用edc燃燒模型模擬擴散火焰
7.9.1 介紹
7.9.2 前期要求
7.9.3 問題描述
7.9.4 準備
7.9.5 設置和求解
7.9.6 總結
7.10 算例二十:擴散射流火焰的pdf輸運方程模型模擬
7.10.1 介紹
7.10.2 技巧和設置
7.10.3 實驗概況
7.10.4 前期要求
7.10.5 問題描述
7.10.6 準備
7.10.7 設置和求解
7.10.8 總結
7.11 算例二十一:模擬圓形通道的錶麵反應
7.11.1 介紹
7.11.2 準備
7.11.3 設置和求解
第8章 綜閤實戰案例三
8.1 算例二十二:模擬二維流化床的均勻流化作用
8.1.1 介紹
8.1.2 前期要求
8.1.3 問題描述
8.1.4 設置和求解
8.2 算例二十三:液體燃料燃燒
8.2.1 介紹
8.2.2 技巧和設置
8.2.3 前期準備
8.2.4 問題描述
8.2.5 準備
8.2.6 設置和求解
8.2.7 總結
8.3 算例二十四:偏心環形管道的非牛頓流體流動模擬
8.3.1 介紹
8.3.2 技巧和設置
8.3.3 前期要求
8.3.4 問題描述
8.3.5 準備
8.3.6 設置和求解
8.3.7 總結
8.3.8 參考文獻
8.3.9 練習與討論
8.4 算例二十五:離心式鼓風機模擬
8.4.1 介紹
8.4.2 問題描述
8.4.3 準備
8.4.4 設置和求解
8.4.5 總結
8.5 算例二十六:圓柱繞流模擬
8.5.1 介紹
8.5.2 問題描述
8.5.3 準備
8.5.4 設置和求解
8.5.5 總結
8.5.6 參考文獻





前言/序言


精通CFD工程仿真與案例實戰:FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot(附光盤1張) 前言 在現代工程設計與科學研究領域,計算流體力學(CFD)已成為不可或缺的關鍵工具。它能夠深入剖析流體、傳熱、傳質等復雜物理過程,為工程師和研究人員提供強大的預測與優化能力。本書旨在引領讀者全麵掌握CFD工程仿真的核心理念、方法與實踐技巧,並結閤業界主流軟件,通過豐富的實戰案例,幫助讀者快速成長為CFD領域的精通者。 本書內容涵蓋瞭CFD仿真流程的每一個環節,從前處理的幾何建模、網格生成,到求解器的設置與計算,再到後處理的數據可視化與結果分析,力求為讀者構建一個完整、深入的CFD知識體係。我們精選瞭 FLUENT、GAMBIT、ICEM CFD 和 Tecplot 等業界廣泛應用的CFD軟件,並以它們為載體,通過詳實的操作步驟和豐富的案例研究,展現CFD技術在航空航天、汽車工程、能源動力、生物醫藥等眾多領域的應用深度與廣度。 本書並非對CFD技術的簡單羅列,而是側重於培養讀者獨立解決實際工程問題的能力。我們不僅講解軟件的操作,更深入探討瞭CFD理論背後的物理原理、數值方法以及建模的關鍵策略。通過本書的學習,讀者將能夠理解不同模型選擇的依據,掌握網格質量對仿真結果的影響,學會如何有效地驗證和優化仿真結果,從而做齣更明智的工程決策。 本書的齣版,離不開眾多CFD領域專傢、學者以及工程技術人員的寶貴意見和支持。同時,我們也希望本書能夠成為廣大CFD學習者和從業者手中一份得力的參考資料,陪伴大傢在CFD探索之路上不斷前行,共同推動工程仿真技術的進步。 第一部分:CFD基礎理論與工程仿真流程 第一章:計算流體力學(CFD)導論 1.1 CFD的定義、發展曆程與重要性 CFD作為一種基於數值計算和計算機模擬的科學,通過求解流體運動相關的偏微分方程組(如Navier-Stokes方程),預測流體的速度、壓力、溫度等關鍵參數。本章將迴顧CFD從萌芽到蓬勃發展的曆史,闡述其在現代工程設計、科學研究中不可替代的地位,以及它如何幫助我們理解和預測從宏觀到微觀的各種流體現象。 1.2 納維-斯托剋斯方程組與流體運動的基本定律 深入解析描述流體運動核心的納維-斯托剋斯方程組,包括其數學形式、物理含義以及所包含的守恒定律(質量守恒、動量守恒、能量守恒)。我們將探討不同流體流動狀態(層流、湍流)的描述方法,以及引入的雷諾平均(RANS)、大渦模擬(LES)、直接數值模擬(DNS)等湍流模型的基本原理。 1.3 CFD仿真流程概述 本節將勾勒齣完整的CFD工程仿真流程,通常包括:前處理(幾何建模、網格劃分)、求解(方程離散、數值求解、收斂性控製)、後處理(結果可視化、數據分析、工程驗證)。我們將對每個階段的關鍵任務和技術要點進行初步介紹,為後續章節的深入學習打下基礎。 1.4 CFD在各工程領域的應用實例 列舉CFD在航空航天(飛機氣動設計)、汽車工程(風阻優化)、能源動力(燃燒室模擬、換熱器設計)、生物醫學(血液流動模擬)、環境工程(汙染物擴散模擬)等典型領域的廣泛應用,展示CFD技術強大的問題解決能力和價值。 第二章:CFD仿真中的關鍵技術概念 2.1 物理模型選擇與簡化策略 理解不同物理現象(如不可壓縮流、可壓縮流、多相流、傳熱傳質、化學反應等)的建模要求,學習如何根據工程問題的實際情況,選擇閤適的物理模型和邊界條件。探討模型簡化(如假設穩態、忽略重力、絕熱等)對仿真結果準確性和計算效率的影響。 2.2 網格生成與質量控製 網格是CFD仿真的基礎。本節將介紹不同類型的網格(結構網格、非結構網格、混閤網格)及其優缺點,以及網格劃分的方法(如O型網格、C型網格、填充網格等)。重點講解網格質量(如正交性、縱橫比、網格尺寸、網格傾斜度)對仿真精度和穩定性的關鍵影響,以及如何檢查和改進網格質量。 2.3 數值離散方法(有限體積法、有限差分法、有限元法) 詳細闡述CFD求解器背後的核心數學方法。我們將重點介紹最常用的有限體積法(FVM),解釋其在離散守恒律方程中的優勢。同時,也會簡要介紹有限差分法(FDM)和有限元法(FEM)的基本思想和適用範圍。 2.4 求解算法與收斂性控製 介紹CFD求解器中常用的求解算法,如壓力-速度耦閤算法(SIMPLE係列、PISO等)。講解迭代求解過程中的收斂性概念,包括殘差、物理量收斂標準,以及如何通過殘差圖、物理量監測值來判斷仿真是否收斂。探討影響收斂性的因素及相應的處理方法(如鬆弛因子、僞時間步長等)。 2.5 仿真結果的驗證與不確定性分析 強調CFD仿真結果的可靠性是其應用價值的關鍵。本節將介紹工程驗證的方法,包括與實驗數據對比、與經驗公式對比、以及網格收斂性研究(Grid Convergence Study)。初步探討CFD仿真中的誤差來源(模型誤差、數值誤差、離散誤差)和不確定性分析的基本概念。 第二部分:主流CFD軟件操作與應用 第三章:GAMBIT:強大的前處理工具 3.1 GAMBIT軟件概述與界麵介紹 介紹GAMBIT作為一款集幾何建模、網格生成於一體的CFD前處理軟件的特點與優勢。詳細講解GAMBIT的用戶界麵布局、常用菜單和工具欄,幫助用戶快速熟悉操作環境。 3.2 幾何建模技術 講解如何在GAMBIT中創建和編輯幾何模型,包括點、綫、麵、體的創建,布爾運算(並、交、差),修剪、倒角等操作。重點演示如何構建復雜的工程幾何模型,並提供一些建模技巧和注意事項。 3.3 網格生成策略與技巧 詳細介紹GAMBIT中的各種網格生成技術,包括結構網格(Mapped、Swept)、非結構網格(Tetrahedral、Hexahedral、Polyhedral)、混閤網格的生成方法。講解如何創建局部網格加密、邊界層網格、過渡網格等,以提高仿真精度。 3.4 邊界條件與物理模型設置 介紹如何在GAMBIT中定義模型的邊界條件(入口、齣口、壁麵、對稱等)以及指定物理屬性(密度、粘度等)。為後續在求解器中的設置做準備。 3.5 GAMBIT導齣與與其他軟件的接口 講解如何將GAMBIT創建的幾何模型和網格導齣為FLUENT等求解器所需的格式。 第四章:ICEM CFD:專業級網格生成平颱 4.1 ICEM CFD軟件架構與工作流程 介紹ICEM CFD作為一款高端CFD前處理軟件的特點,其強大的幾何處理能力和靈活多樣的網格生成方法。解析ICEM CFD典型的工作流程,從導入幾何到最終網格輸齣。 4.2 復雜幾何體的處理與修復 掌握ICEM CFD中處理復雜CAD模型的方法,包括導入、幾何清理、修復縫隙、移除重疊等操作,確保幾何模型的完整性和可用性。 4.3 多種網格生成技術詳解 深入講解ICEM CFD的多種網格生成技術,包括: Body of Influence (BOI) 網格: 如何針對性地加密特定區域網格。 Surface Mesh Generation: 錶麵網格的生成與控製。 Volume Mesh Generation: 多種體積網格生成算法(Tetra, Hex, Poly)及其應用。 Hexahedral Mesh Generation: 詳細介紹ICEM CFD強大的六麵體網格生成能力,包括Blocking技術、Sweeping技術。 Boundary Layer Meshing: 如何高效生成貼體邊界層網格,這對模擬近壁麵流動至關重要。 4.4 網格質量檢查與優化 詳細介紹ICEM CFD中豐富的網格質量檢查工具,包括單元尺寸、縱橫比、正交性、傾斜度等參數的評估。學習如何根據檢查結果,運用ICEM CFD的優化工具對網格進行局部調整和改進。 4.5 拓撲結構與網格庫的應用 介紹ICEM CFD的拓撲重構概念,以及如何利用其強大的拓撲工具進行網格的編輯和管理。探討網格庫的使用,方便重復性網格的生成。 4.6 網格導齣與求解器兼容性 講解如何將ICEM CFD生成的網格導齣為FLUENT、ANSYS CFX等主流CFD求解器支持的格式。 第五章:FLUENT:業界領先的CFD求解器 5.1 FLUENT軟件概述與用戶界麵 介紹FLUENT在CFD求解領域的廣泛應用和強大功能。詳細講解FLUENT的用戶界麵、菜單結構、常用操作麵闆,幫助用戶熟悉其工作環境。 5.2 模型設置與物理條件配置 求解器類型選擇: 穩態與瞬態求解器的選擇。 單元類型: 壓力基與密度基求解器的區彆與應用。 流體物理模型: 湍流模型(k-epsilon, k-omega, Spalart-Allmaras, LES等)的選擇與設置;傳熱模型(能量方程、輻射模型);多相流模型;化學反應模型等。 材料屬性定義: 密度、粘度、導熱係數、比熱容等流體和固體材料屬性的設置。 邊界條件設置: 入口速度/壓力、齣口壓力、壁麵(無滑移、滑移)、對稱、周期性邊界條件等的詳細設置。 5.3 數值方法與求解控製 離散格式: 一階、二階迎風格式的選擇及其對精度的影響。 壓力-速度耦閤算法: SIMPLE, SIMPLEC, PISO等算法的介紹與應用。 收斂標準與求解策略: 殘差設置、物理量監測、僞時間步長、鬆弛因子等。 解算器設置: 預條件子、迭代次數等。 5.4 求解過程中的監測與調試 學習如何在仿真過程中實時監測殘差、流體速度、壓力、溫度等關鍵物理量,以及如何通過殘差圖和物理量監測圖來判斷仿真狀態,發現潛在問題。 5.5 UDF(用戶自定義函數)入門 簡要介紹UDF在FLUENT中的作用,可以實現復雜邊界條件、自定義物理模型、源項等,為高級應用奠定基礎。 第六章:Tecplot:強大的CFD後處理與可視化工具 6.1 Tecplot軟件功能與界麵介紹 介紹Tecplot作為一款專業的CFD後處理軟件,其強大的數據可視化、分析與報告生成能力。熟悉Tecplot的用戶界麵、菜單和工具欄。 6.2 數據導入與加載 講解如何將FLUENT、GAMBIT、ICEM CFD等軟件導齣的CFD仿真結果數據(如.dat, .cas, .plt等格式)加載到Tecplot中。 6.3 二維與三維數據可視化 二維圖錶: 綫圖、散點圖、柱狀圖、等值綫圖、流綫圖等的繪製與設置。 三維可視化: 三維輪廓圖、錶麵圖、切片圖、體積渲染、粒子跟蹤等。 高級可視化技巧: 矢量圖、嚮量場可視化、動畫製作等。 6.4 數據分析與提取 學習如何利用Tecplot進行數據分析,如: 提取特定點的數值: 方便對比不同位置的物理量。 計算積分量: 如力(阻力、升力)、力矩、流量、熱負荷等。 創建條帶(Zones)與多區域數據處理。 數據導齣與格式轉換。 6.5 報告生成與定製化輸齣 如何將繪製的圖錶、圖像與數據分析結果導齣,用於工程報告、論文發錶等。自定義圖錶樣式、顔色、標注等,生成專業、美觀的輸齣。 第三部分:CFD工程仿真案例實戰 第七章:外部氣動仿真案例:汽車外形優化 7.1 案例背景與仿真目標 以某款汽車模型為例,介紹CFD仿真用於降低風阻、提升燃油經濟性的目標。 7.2 幾何模型準備與簡化 演示如何導入汽車CAD模型,進行必要的幾何清理和簡化,生成適閤CFD仿真的幾何體。 7.3 網格劃分策略(ICEM CFD/GAMBIT) 講解如何為汽車模型生成高質量的網格,包括外圍遠場網格、貼體邊界層網格、車身細節網格的劃分。重點關注網格的均勻性和過渡性。 7.4 FLUENT模型設置 流動模型選擇: 湍流模型(如k-epsilon或k-omega SST)的選擇。 邊界條件: 入口速度(模擬行車速度)、齣口壓力、側麵與頂麵對稱邊界、地麵滑動邊界。 材料屬性: 空氣。 7.5 求解與後處理 求解設置: 穩態求解,收斂性控製。 結果分析: 計算總阻力係數,繪製錶麵壓力分布圖,查看流綫和渦結構,分析氣流分離區域。 初步的優化思路: 基於仿真結果,提齣改善空氣動力學性能的設計建議(如改變後視鏡、尾翼形狀等)。 第八章:內部流仿真案例:管道內流體流動與壓降分析 8.1 案例背景與仿真目標 模擬水在復雜管道係統中的流動,分析管道的局部阻力和總壓降,為管路設計提供依據。 8.2 幾何建模(GAMBIT) 構建包含彎頭、三通、閥門等復雜結構的管道幾何模型。 8.3 網格劃分(GAMBIT) 生成適用於管道內部流動的網格,關注彎頭、閥門等局部區域的網格密度,以及邊界層網格的生成。 8.4 FLUENT模型設置 流體屬性: 水的密度與粘度(考慮溫度影響)。 流動模型: 湍流模型選擇。 邊界條件: 入口流速或流量,齣口壓力。 8.5 求解與後處理 求解設置: 穩態或瞬態求解,根據需求分析。 結果分析: 計算管道沿程的壓力分布,提取各個部件的局部阻力係數,計算總壓降。 可視化: 管道內部流綫圖,速度分布雲圖,湍動能分布圖。 第九章:傳熱仿真案例:換熱器性能分析 9.1 案例背景與仿真目標 仿真分析一款殼管式換熱器的傳熱性能,預測換熱量、進齣口溫度,並評估流動分布的均勻性。 9.2 幾何建模(GAMBIT/ICEM CFD) 創建換熱器的殼程和管程幾何模型,包含管束、擋闆等關鍵結構。 9.3 網格劃分(GAMBIT/ICEM CFD) 劃分殼程和管程網格,重點關注管束區域的網格密度和流道內的流體域。 9.4 FLUENT模型設置 物理模型: 能量方程開啓,選擇閤適的湍流模型。 材料屬性: 熱流體(如水、油)和冷流體(如水、空氣)的熱物理屬性(密度、比熱容、導熱係數、粘度)。 邊界條件: 殼程和管程的入口溫度、入口流量(或速度/壓力),齣口條件,壁麵(殼體、管壁)熱邊界條件。 耦閤傳熱: 設置管壁的耦閤傳熱模型。 9.5 求解與後處理 求解設置: 穩態求解。 結果分析: 計算總換熱量,預測殼程和管程的齣口溫度。 可視化: 殼程和管程的溫度分布雲圖,速度分布雲圖,壁麵溫度分布。分析換熱效率和流體分布均勻性。 第十章:其他典型CFD應用案例(簡要介紹) 10.1 自由錶麵流動仿真: 如水壩潰壩、船舶尾跡模擬(涉及VOF模型)。 10.2 燃燒仿真: 如燃燒室內的火焰傳播、排放物預測(涉及化學反應模型)。 10.3 耦閤仿真: 如流固耦閤(FSI)的初步概念介紹。 10.4 葉輪機械流動仿真: 如風機、泵的性能分析。 附錄 附錄A:CFD術語錶 附錄B:常用流體物理性質參數參考 附錄C:光盤內容說明與使用指南 總結 本書通過理論講解與軟件實操相結閤的方式,力求為讀者提供一套係統、深入的CFD工程仿真學習路徑。我們相信,通過本書的學習,讀者將能夠熟練掌握CFD仿真的核心技術,並能夠運用FLUENT、GAMBIT、ICEM CFD、Tecplot等軟件解決實際工程問題,成為一名閤格的CFD工程師。 光盤內容說明 本書附帶一張光盤,內含: 部分案例的幾何模型文件 部分案例的網格文件 部分案例的FLUENT求解設置文件 部分案例的Tecplot後處理數據文件 軟件安裝與試用指導(可能為軟件廠商提供的評估版或教學版指導) 請讀者按照光盤內的具體說明,結閤本書內容進行實踐操作。

用戶評價

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作為一名剛剛踏入CFD領域的研究生,我對能夠係統性學習CFD工程仿真和相關軟件的需求非常迫切。這本書的書名《精通CFD工程仿真與案例實戰:FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot》給我一種信心,感覺它能為我提供一個完整的學習路徑。我非常看重“案例實戰”這個部分,因為我深知理論與實踐的脫節是很多學習者遇到的瓶頸。我希望書中提供的案例不僅僅是簡單的演示,而是能夠包含實際工程中遇到的復雜問題,例如多相流、傳熱、湍流等。通過這些案例,我不僅能學習到如何使用FLUENT進行求解,還能掌握GAMBIT或ICEM CFD在復雜幾何建模和高質量網格生成方麵的技巧,以及Tecplot在結果分析和可視化方麵的強大功能。我尤其關心書中是否會詳細講解每個案例的仿真流程、關鍵參數的設置依據,以及如何對仿真結果進行驗證和評估。如果有附帶的光盤,那更是錦上添花,能夠讓我直接對照學習,甚至進行一些動手實踐,相信這對我快速掌握CFD技術會有極大的幫助。

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我是一名在工程設計領域工作多年的工程師,雖然接觸過一些CFD的初步應用,但一直覺得自己在理論深度和軟件操作熟練度上還有很大的提升空間。這本書的書名《精通CFD工程仿真與案例實戰》恰好滿足瞭我對“精通”的追求,並且“案例實戰”四個字讓我看到瞭將理論付諸實踐的希望。我非常期待這本書能夠提供一些行業內的典型案例,例如在航空航天、汽車製造、能源工程等領域,能夠有針對性地講解如何利用CFD技術解決實際工程問題。我希望書中能夠深入講解FLUENT在復雜物理模型設置方麵的技巧,以及如何優化網格質量以提高仿真效率和精度,對於GAMBIT和ICEM CFD,我更關注它們在處理復雜幾何體、生成高質量非結構網格方麵的獨到之處。最後,Tecplot作為一款強大的可視化後處理軟件,我希望能從中學習到如何通過有效的可視化手段,更直觀、更深入地理解流體行為,從而指導工程設計。附帶的光盤也讓我充滿期待,希望能夠提供相關的源代碼、模型文件或視頻教程,這對於我這樣的在職工程師來說,是高效學習的重要補充。

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從書名來看,這本書涵蓋瞭CFD工程仿真的多個關鍵環節,從前期的幾何建模和網格生成(GAMBIT, ICEM CFD),到核心的求解計算(FLUENT),再到最終的結果後處理與可視化(Tecplot),這構成瞭一個完整的CFD工作流程。我一直認為,CFD的精髓在於“工程仿真”和“案例實戰”,而不僅僅是軟件的堆砌。因此,我非常期待書中能夠提供一係列具有代錶性的工程案例,並詳細解析每個案例的仿真思路、關鍵設置以及結果解讀。例如,在某個特定的工程問題中,如何選擇閤適的物理模型?如何根據實際情況設置邊界條件?如何判斷仿真的收斂性和準確性?這些都是我在實際工作中經常遇到的難題。我希望這本書能夠通過具體的案例,將理論知識與軟件操作融會貫通,讓讀者不僅學會“如何做”,更能理解“為何這樣做”。同時,附帶的光盤也是一個重要的亮點,如果能提供相關的案例文件、腳本或者演示視頻,將極大地提高學習效率和實踐性。

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這本書的封麵設計就頗具吸引力,采用瞭深邃的藍色背景,搭配著流動的綫條和數字化的代碼元素,瞬間就能讓人感受到CFD(計算流體動力學)的專業與前沿。書名“精通CFD工程仿真與案例實戰”更是直擊要害,對於像我這樣希望深入理解CFD技術並將其應用於實際工程問題的讀者來說,無疑具有極強的號召力。我尤其看重“案例實戰”這四個字,理論知識固然重要,但脫離實際的應用場景,再好的理論也隻是空中樓閣。從過往的學習經曆來看,很多CFD教材往往側重於理論推導,雖然嚴謹,但對於初學者或希望快速上手的工程師而言,可能顯得有些枯燥和遙遠。我期待這本書能夠提供一係列貼閤工業實際的案例,比如飛機翼型的氣動分析、汽車的流體動力學設計、熱交換器的性能優化等,並通過這些案例,一步步引導讀者掌握CFD軟件的強大功能。同時,書名中提及的FLUENT、GAMBIT、ICEM CFD和Tecplot這些業界主流的CFD軟件,也讓我對本書的內容深度和廣度有瞭更高的期待,希望它能涵蓋這些軟件在建模、網格劃分、求解和後處理等各個環節的關鍵技巧,形成一套完整的CFD解決方案。

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拿到這本書,我最先被吸引的是它所囊括的軟件範圍,FLUENT、GAMBIT、ICEM CFD和Tecplot,這幾乎是CFD領域最核心、最常用的幾款軟件瞭。對於我這樣的工作者來說,掌握這些工具的精髓至關重要。我一直覺得,CFD的學習過程,理論是骨架,軟件是血肉,而實戰案例則是靈魂。這本書的副標題“精通CFD工程仿真與案例實戰”恰恰點明瞭這一點,它不僅僅是教你如何操作軟件,更是告訴你如何在實際工程問題中靈活運用這些工具。我特彆關心的是,書中對於這些軟件的講解是否能夠做到由淺入深,從基礎操作到高級應用,是否有清晰的脈絡。比如,在GAMBIT或ICEM CFD中,如何高效地進行幾何建模和網格劃分,這往往是CFD仿真的第一道難關,也是影響仿真結果準確性的關鍵。而FLUENT作為求解器,其物理模型的選擇、邊界條件的設置、收斂性判據的把握,都直接關係到仿真的成敗。最後,Tecplot在後處理可視化方麵的強大能力,如何纔能將其發揮到極緻,清晰地呈現仿真結果,並從中提取有價值的工程信息,這些都是我非常期待在書中找到答案的地方。

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很棒的一本書!

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好評

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還行,發貨聽速度的。。。。

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衝著他有很多案例,以及有關tecplot講解纔買的

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書籍不錯

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感覺很好,適閤有一定理論基礎的,否則流體力學的理論很深,還需要高等數學為基礎

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好書,希望對學習有幫助!!!!

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是正版,正好有需要的案例。

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紙張很厚實,印刷很清晰

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