本书由浅入深地介绍了Fluent 17.0的使用方法及流体仿真的各种功能，包括计算流体的基础理论与方法、创建几何模型、网格划分、Fluent求解设置以及后处理等。
针对每个Fluent可以解决的流体仿真计算问题都辅以相应的实例来讲解，并给出详细的流体模拟计算的各个步骤，读者通过这些实例的练习，既能够快速、熟练、深入地掌握Fluent软件的使用，也能够掌握Fluent在实际工程中的工作流程和计算方法。

内容简介

本书通过大量实例系统地介绍Fluent 17.0的使用方法，包括计算流体的基础理论与方法、创建几何模型、划分网格、Fluent求解设置、后处理等功能的介绍，针对每个Fluent可以解决的流体仿真计算问题进行详细讲解，并辅以相应的实例，使读者能够快速、熟练、深入地掌握Fluent软件。全书共分为16章，由浅入深地讲解Fluent仿真计算的各种功能，从几何建模到网格划分，从计算求解到结果后处理，详细地讲解Fluent进行流体模拟计算的每一个步骤，使读者能够了解并掌握Fluent软件的工作流程和计算方法。
本书结构严谨、条理清晰、重点突出，非常适合广大Fluent初、中级读者学习使用，也可作为大中专院校、社会培训机构的教材以及工程技术人员的参考用书。

作者简介

丁欣硕，高级工程师，已从事机械设计及仿真计算工作十余年。精通ANSYS、AutoCAD、Pro/Engineer、Fluent等软件，曾出版《ANSYS Workbench 14.0从入门到精通》等计算机图书，并利用业余时间创建了中国CAX联盟论坛。

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 一些基本概念 1
1.1.2 流体流动的分类 5
1.1.3 边界层和物体阻力 5
1.1.4 层流和湍流 7
1.1.5 流体流动的控制方程 7
1.1.6 边界条件与初始条件 8
1.1.7 流体力学专业词汇 9
1.2　计算流体力学基础 12
1.2.1 计算流体力学的发展 12
1.2.2 计算流体力学的求解过程 13
1.2.3 数值模拟方法和分类 13
1.2.4 有限体积法的基本思想 15
1.2.5 有限体积法的求解方法 17
1.3　计算流体力学应用领域 18
1.4　常用的CFD商用软件 18
1.4.1 PHOENICS 19
1.4.2 STAR-CD 19
1.4.3 STAR-CCM+ 19
1.4.4 CFX 20
1.4.5 Fluent 21
1.5 本章小结 22
第2章 Fluent软件简介 23
2.1 Fluent的软件结构 23
2.1.1 启动Fluent 24
2.1.2 Fluent用户界面 26
2.1.3 Fluent文件读入与输出 27
2.2 Fluent计算类型及应用领域 32
2.3 Fluent求解步骤 33
2.3.1 制订分析方案 33
2.3.2 求解步骤 33
2.4 Fluent使用的单位制 34
2.5 Fluent使用的文件类型 34
2.6 本章小结 35
第3章创建几何模型 36
3.1 建立几何模型概述 36
3.2 DesignModeler简介 37
3.2.1 启动DesignModeler 37
3.2.2 DesignModeler的用户界面 38
3.3 草图模式 40
3.3.1 进入草图模式 40
3.3.2 创建新平面 40
3.3.3 创建草图 41
3.3.4 几何模型的关联性 41
3.4 创建3D几何体 42
3.4.1 拉伸 42
3.4.2 旋转 43
3.4.3 扫掠 44
3.4.4 直接创建3D几何体 44
3.4.5 填充和包围 45
3.5 导入外部CAD文件 46
3.6 创建几何体的实例操作 48
3.7 本章小结 51
第4章生成网格 52
4.1 网格生成概述 52
4.1.1 网格划分技术 52
4.1.2 网格类型 52
4.2 ANSYS ICEM CFD简介 53
4.2.1 工作流程 54
4.2.2 ICEM CFD的文件类型 55
4.2.3 ICEM CFD的用户界面 55
4.3 ANSYS ICEM CFD的基本用法 55
4.3.1 几何模型的创建 56
4.3.2 几何文件导入 59
4.3.3 网格生成 60
4.3.4 块的生成 68
4.3.5 网格编辑 73
4.3.6 网格输出 79
4.4 ANSYS ICEM CFD实例分析 80
4.4.1 启动ICEM CFD并建立分析
项目 80
4.4.2 导入几何模型 81
4.4.3 模型建立 81
4.4.4 生成块 84
4.4.5 网格生成 90
4.4.6 网格质量检查 91
4.4.7 网格输出 91
4.5 本章小结 92
第5章 Fluent计算设置 93
5.1 网格导入与工程项目保存 93
5.1.1 启动Fluent 93
5.1.2 网格导入 94
5.1.3 网格质量检查 94
5.1.4 显示网格 95
5.1.5 修改网格 96
5.1.6 光顺网格与交换单元面 100
5.1.7 项目保存 100
5.2 设置求解器及操作条件 100
5.2.1 求解器设置 101
5.2.2 操作条件设置 101
5.3 物理模型设定 102
5.3.1 多相流模型 102
5.3.2 能量方程 104
5.3.3 湍流模型 104
5.3.4 辐射模型 107
5.3.5 组分输运和反应模型 108
5.3.6 离散相模型 110
5.3.7 凝固和融化模型 111
5.3.8 气动噪声模型 111
5.4 材料性质设定 112
5.4.1 物性参数 112
5.4.2 参数设定 113
5.5 边界条件设定 116
5.5.1 边界条件分类 116
5.5.2 边界条件设置 117
5.5.3 常用边界条件类型 119
5.6 求解控制参数设定 136
5.6.1 求解方法设置 136
5.6.2 松弛因子设置 138
5.6.3 求解极限设置 138
5.7 初始条件设定 139
5.7.1 定义全局初始条件 139
5.7.2 定义局部区域初始值 140
5.8 求解设定 141
5.8.1 求解设置 141
5.8.2 求解过程监视 143
5.9 本章小结 146
第6章计算结果后处理 147
6.1 Fluent的后处理功能 147
6.1.1 创建表面 147
6.1.2 图形及可视化技术 148
6.1.3 动画技术 151
6.2 CFD-Post后处理器 152
6.2.1 启动后处理器 152
6.2.2 工作界面 152
6.2.3 创建位置 153
6.2.4 创建对象 163
6.2.5 创建数据 169
6.3 本章小结 171
第7章稳态和非稳态模拟实例 172
7.1 管内稳态流动 172
7.1.1 案例介绍 172
7.1.2 启动Fluent并导入
网格 173
7.1.3 定义求解器 174
7.1.4 定义模型 174
7.1.5 设置材料 175
7.1.6 边界条件 175
7.1.7 设置计算域 177
7.1.8 求解控制 177
7.1.9 初始条件 178
7.1.10 求解过程监视 178
7.1.11 计算求解 179
7.1.12 结果后处理 179
7.2 喷嘴内瞬态流动 180
7.2.1 案例介绍 180
7.2.2 启动Fluent并导入
网格 181
7.2.3 定义求解器 182
7.2.4 定义模型 182
7.2.5 设置材料 183
7.2.6 边界条件 183
7.2.7 求解控制 184
7.2.8 初始条件 185
7.2.9 求解过程监视 185
7.2.10 网格自适应 186
7.2.11 计算求解 187
7.2.12 结果后处理 187
7.2.13 瞬态计算 189
7.2.14 瞬态计算结果 189
7.3 本章小结 191
第8章内部流动分析实例 192
8.1 圆管内气体的流动 192
8.1.1 案例介绍 192
8.1.2 启动Fluent并导入
网格 193
8.1.3 定义求解器 193
8.1.4 定义模型 194
8.1.5 设置材料 194
8.1.6 边界条件 195
8.1.7 求解控制 195
8.1.8 初始条件 196
8.1.9 求解过程监视 197
8.1.10 计算求解 197
8.1.11 结果后处理 197
8.2 三通内水的流动 199
8.2.1 案例介绍 199
8.2.2 启动Fluent并导入
网格 199
8.2.3 定义求解器 200
8.2.4 定义模型 201
8.2.5 设置材料 202
8.2.6 设置区域条件 202
8.2.7 边界条件 203
8.2.8 求解控制 204
8.2.9 初始条件 205
8.2.10 求解过程监视 205
8.2.11 计算求解 208
8.2.12 结果后处理 208
8.3 本章小结 210

前言/序言

前言

Fluent软件是目前国际上比较流行的商业CFD软件，只要涉及流体、热传递及化学反应等工程问题，都可以用Fluent进行求解。Fluent 17.0是目前ANSYS公司推出的最新版本。
Fluent具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面有着广泛的应用。例如，在石油天然气工业上的应用包括燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚集、多相流、管道流动等。
Fluent可计算的物理问题包括可压与不可压流体、耦合传热、热辐射、多相流、粒子输送过程、化学反应和燃烧问题。还拥有诸如气蚀、凝固、沸腾、多孔介质、相间传质、非牛顿流、喷雾干燥、动静干涉、真实气体等大批复杂现象的使用模型。
1．本书特点
本书由从事多年Fluent工作的一线从业人员编写。在编写的过程中，不仅注重绘图技巧的介绍，还将重点讲解Fluent和工程实际的关系。本书主要有以下几个特色。
? 基础和实例讲解并重。本书既可作为Fluent初学者的学习教材，又可作为对Fluent有一定基础的用户制定工程问题分析方案、精通高级前后处理与求解技术的参考书。
? 内容详略得当。本书将编者10多年的CFD经验结合Fluent软件的各功能，从点到面，详细地讲解给读者。
? 信息量大。本书包含的内容全面，读者在学习的过程中不仅可以关注细节，而且可以从整体出发，了解CFD的分析流程，需要关注包括什么内容，注意什么细节。
? 结构清晰。本书结构清晰、由浅入深，从结构上主要分为基础部分和案例部分两大类，在讲解基础知识的过程中穿插实例的讲解，在综合介绍的过程中同步回顾重点的基础知识。
2．本书内容
全书由浅入深地讲解Fluent仿真计算的各种功能，从几何建模到网格划分，从计算求解到结果后处理，详细地讲解Fluent进行流体模拟计算的工作流程和计算方法。
本书主要分为两部分，共16章。内容包括Fluent基础和案例讲解部分，其中基础知识包括第1～6章，案例部分包括第7～16章，具体章节安排如下：

第1章流体力学与计算流体力学基础
第2章 Fluent软件简介
第3章创建几何模型
第4章生成网格
第5章 Fluent计算设置
第6章计算结果后处理
第7章稳态和非稳态模拟实例
第8章内部流动分析实例
第9章外部流动分析实例
第10章多相流分析实例
第11章离散相分析实例
第12章传热流动分析实例
第13章多孔介质和气动噪音分析实例
第14章化学反应分析实例
第15章动网格分析实例
第16章 Fluent在Workbench中的应用

3．配套资源下载
本书配套资源提供的实例源文件可以使用Fluent打开，根据书中的介绍进行学习。下载配套资源请用微信扫描下述二维码：

在扫描二维码后会用手机打开下载页面，也可以将资源文件推送到自己的邮箱中。
如果下载有问题，请电子邮件联系booksaga@126.com，邮件主题为“Fluent 17.0流体仿真从入门到精通配书资源”。
4. 读者对象
本书适合的读者对象如下：
? 从事流体计算的初学者
? 高等院校的教师和学生
? 相关培训机构的教师和学员
? Fluent爱好者
? 广大科研工作人员
5. 本书作者
本书主要由丁欣硕、刘斌编著，高飞、张迪妮、李战芬、韩希强、张文电、宋玉旺、张明明、于沧海、凌桂龙、余胜威、张亮亮、郭海霞、王芳、付文利、唐家鹏、孙国强、乔建军、李昕、林晓阳、刘冰也参与了本书部分章节的编写。
6．读者服务
虽然编者在编写本书的过程中力求叙述准确、完善，但由于水平有限，书中欠妥之处在所难免，希望读者和同仁能够提出宝贵建议和意见。

编者
2017年10月