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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的工程问题，都可以用Fluent进行求解。全书分为三部分共18章，由浅入深地讲解了Fluent仿真计算的各种功能。第一部分为基础部分（第1~6章），包括计算流体的基础理论与方法、划分网格、Fluent求解设置、结果后处理等功能的介绍；第二部分（第7~11章）针对Fluent的具体物理模型给出了相应的案例，包括动网格模型、燃烧模型、多相流模型以及离散相模型的数值模拟等；第三部分（第12~18章）针对每个行业Fluent可以解决的流体仿真计算问题进行详细的讲解，涉及建筑、机械工程、航空航天、水利海洋工程、车辆工程、能源化工及电器等行业的应用。本书结构严谨，条理清晰，重点突出。

目  录

第一部分  基础知识
 
第1章  流体力学基础	1
1.1  基本概念	2
1.2  流体流动的分类	5
1.3  边界层和物体阻力	5
1.4  层流和湍流	7
1.5  流体流动的控制方程	7
1.6  边界条件	8
1.7  流体力学专业词汇	10
1.8  本章小结	12
第2章  计算流体力学基础	13
2.1  计算流体力学的发展	14
2.2  计算流体力学的求解过程	15
2.3  数值模拟方法和分类	15
2.4  有限体积法的基本思想	17
2.5  有限体积法的求解方法	18
2.6  计算流体力学应用领域	19
2.7  本章小结	20
第3章  Fluent简介	21
3.1  Fluent概述	22
3.2  Fluent的软件结构	22
3.3  Fluent软件特点	31
3.4  Fluent求解步骤	33
3.5  Fluent 使用的文件类型	35
3.6  Fluent 15.0新功能介绍	35
3.7  本章小结	40
第4章  生成网格	41
4.1  网格生成概述	42
4.2  ANSYS ICEM CFD网格划分	43
4.3  ANSYS Fluent的Meshing
 网格划分	85
4.4  GAMBIT网格划分	90
4.5  本章小结	100
第5章  Fluent计算设置	101
5.1  网格导入与工程项目保存	102
5.2  设置求解器及操作条件	109
5.3  物理模型设定	112
5.4  材料性质设定	122
5.5  边界条件设定	126
5.6  求解控制参数设定	146
5.7  初始条件设定	149
5.8  求解设定	151
5.9  本章小结	157
第6章  计算结果后处理	158
6.1  Fluent后处理功能	159
6.2  CFD-Post后处理器	164
6.3  TECPLOT使用介绍	184
6.4  本章小结	190
 
第二部分  功能应用
 
第7章  动网格问题的数值模拟	191
7.1  动网格问题概述	192
7.2  齿轮泵的动态模拟	193
7.3  水波的动态模拟	205
7.4  钻头运动的动态模拟	214
7.5  本章小结	226
第8章  组分传输与燃烧	227
8.1  组分传输与燃烧概述	228
8.2  爆炸燃烧的数值模拟	230
8.3  石油燃烧的数值模拟	238
8.4  燃气炉内燃烧的数值模拟	251
8.5  壁面反应数值模拟	262
8.6  本章小结	270

第9章  多孔介质数值模拟	271
9.1  多孔介质模型概述	272
9.2  多孔介质燃烧的数值模拟	273
9.3  本章小结	280
第10章  多相流模型	281
10.1  多相流概述	282
10.2  气穴现象的数值模拟	284
10.3  水中气泡破碎过程的数值模拟	293
10.4  本章小结	303
第11章  离散相的数值模拟	285
11.1  离散相模型概述	305
11.2  喷雾干燥过程的数值模拟	306
11.3  弯管磨损的数值模拟	317
11.4  本章小结	326
 
第三部分  行业应用
 
第12章  建筑行业中的应用	327
12.1  高层建筑室外通风数值模拟	328
12.2  室内通风模拟分析	338
12.3  本章小结	350
第13章  机械行业中的应用	351
13.1  阀门运动	352
13.2  风力涡轮机分析	364
13.3  本章小结	375
第14章  航空航天行业中的应用	376
14.1  火箭发射	377
14.2  机翼超音速流动	395
14.3  本章小结	407
第15章  水利海洋工程中的应用	408
15.1  自由表面流动	409
15.2  凸台绕流	417
15.3  本章小结	437
第16章  汽车行业中的应用	438
16.1  催化转换器内多孔介质流动	439
16.2  车灯传热分析	452
16.3  本章小结	469
第17章  能源化工中的应用	470
17.1  反应器内粒子流动	471
17.2  表面化学反应模拟	481
17.3  本章小结	499
第18章  电器行业中的应用	500
18.1  芯片传热分析	501
18.2  固体燃料电池分析	518
18.3  本章小结	534

前  言

    Fluent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、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就包括燃烧、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。
    本书以最新版Fluent 15.0为软件版本进行编写，该版本较以前的版本在性能方面有了一定的改善，克服了以前版本中一些不尽如人意的地方。

1．本书特色
 详略得当。本书在编写过程中遵循的原则是，将编者十多年的CFD经验结合Fluent软件的各功能，从点到面，把基本知识详细地讲解给读者。
 信息量大。本书包含的内容全面，读者在学习的过程中不应只关注细节，还应从整体出发，了解CFD的分析流程，需要关注它包括什么内容，注意些什么细节。
 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对实例的讲解，在综合介绍的过程中也同步回顾重点基础知识。

2．本书内容
    本书基于Fluent 15.0版本编写而成，分为三部分：第一部分为基础知识，第二部分为功能应用，是根据Fluent相关计算模型而编写的计算实例，第三部分为行业应用，是根据Fluent的应用领域而编写的计算实例。通过以上三个部分的介绍，可使读者对Fluent 15.0新版本有充分的认识和理解，从而快速掌握新版本的应用。
  第一部分：基础知识。主要介绍计算流体力学的理论知识以及Fluent 15.0版本的基本操作及后处理的相关知识。内容涉及流体力学的发展以及流体力学的基本物理定律、CFD商业软件及其各自的特点、网格划分技术、Fluent软件内的求解过程和后处理等相关知识。
第1章  流体力学基础		第2章  计算流体力学基础
第3章  Fluent简介			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
  第二部分：功能应用。根据Fluent软件的功能而专门定制的算例，主要从Fluent所能求解的实际物理问题入手，给出其具体的计算算例。主要内容包括动网格模型、燃烧模型、多相流模型以及离散相模型，在讲解过程中，各个模型并不是相互独立的，而是相互穿插的，如动网格模型的算例中还包括两相流模型及传热模型。
第7章  动网格问题的数值模拟		第8章  组分传输与燃烧
第9章  多孔介质数值模拟		第10章  多相流模型
第11章  离散相的数值模拟
  第三部分：行业应用。通过具体的各个行业来讲解Fluent软件的应用。主要内容包括Fluent软件在建筑、机械工程、航空航天、水利海洋工程、车辆工程、能源化工及电器等相关行业中的应用。
第12章  建筑行业中的应用		第13章  机械行业中的应用
第14章  航空航天行业中的应用	第15章  水利海洋工程中的应用
第16章  汽车行业中的应用		第17章  能源化工中的应用
第18章  电器行业中的应用
    配套光盘提供了本书中所有案例的源文件，读者可以使用Fluent打开相应的源文件，根据本书的介绍进行学习。

3．读者对象
    本书适合Fluent初学者和期望提高利用Fluent进行流体仿真分析计算能力的读者，具体包括如下。
★ 相关从业人员       			★ 初学Fluent的工程技术人员
★ 大中专院校理工科在校学生			★ 相关培训机构的教师和学员
★ 参加工作实习的“菜鸟”			★ Fluent爱好者

4．本书作者
    本书主要由郑力铭编写，另外，参与编写的人员还有：张明明、吴光中、魏鑫、石良 臣、刘冰、林晓阳、唐家鹏、丁金滨、王菁、吴永福、张小勇、温正、李昕、刘成柱、乔建军、张迪妮、张岩、温光英、郭海霞、王芳。虽然作者在编写过程中力求叙述准确、完善，但由于水平有限，书中欠妥之处，请读者及各位同行批评指正，在此表示诚挚的谢意。

5．读者服务
    为了方便解决本书疑难问题，读者在学习过程中遇到与本书有关的技术问题，可以发邮件到caxbook@126.com，或访问作者博客http://blog.sina.com.cn/caxbook，编者会尽快给予解答，我们将竭诚为您服务。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　编  者

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