第1章 流體力學基礎1
1.1 流體力學基本概念2
1.1.1 連續介質模型2
1.1.2 流體的基本性質2
1.1.3 作用在流體上的力4
1.1.4 流動分析基礎4
1.2 流體運動的基本概念5
1.3 流體流動及傳熱的基本控制方程8
1.4 邊界層理論11
第2章 GAMBIT基礎知識13
2.1 CFD軟件概述14
2.2 FLUENT軟件包概述17
2.3 計算網絡19
2.3.1 網格類型20
2.3.2 網格類型的選擇22
2.3.3 網格質量22
2.4 GAMBIT功能簡介23
2.4.1 GAMBIT的特點24
2.4.2 GAMBIT的基本操作步驟24
2.4.3 GAMBIT的啟動界面25
2.4.4 GAMBIT的用戶操作界面26
2.5 GAMBIT的操作步驟30
2.5.1 建立幾何模型30
2.5.2 劃分網格33
2.5.3 定義邊界35
2.5.4 GAMBIT與其他軟件的聯用38
2.6 GAMBIT應用實例38
2.6.1 二維攪拌模型與網格劃分38
2.6.2 二維軸對稱噴嘴模型與網格劃分41
2.6.3 三管相貫模型與網格劃分44
2.6.4 三維V型管道模型與網格劃分49
第3章 FLUENT基礎知識52
3.1 FLUENT 19.0的操作界面53
3.1.1 FLUENT 19.0啟動界面53
3.1.2 FLUENT 19.0圖形用戶界面53
3.1.3 FLUENT 19.0文本用戶界面及Scheme表達式54
3.1.4 FLUENT 19.0文件讀寫56
3.2 FLUENT 19.0操作介紹58
3.2.1 FLUENT 19.0對網格的基本操作58
3.2.2 FLUENT 19.0基本計算模型61
3.2.3 FLUENT 19.0求解器選擇61
3.2.4 選擇FLUENT 19.0的運行環境63
3.3 FLUENT 19.0求解器功能簡介64
3.3.1 FLUENT 19.0求解步驟64
3.3.2 FLUENT 19.0的材料定義64
3.3.3 FLUENT 19.0的湍流模型67
3.3.4 FLUENT 19.0邊界條件73
3.3.5 設置FLUENT 19.0求解參數81
3.4 三維機頭溫度場的數值模擬實例83
3.4.1 利用GAMBIT創建模型84
3.4.2 實體網格的劃分87
3.4.3 邊界條件和區域的設定88
3.4.4 網格輸出89
3.4.5 利用FLUENT求解器求解89
3.4.6 后處理96
第4章 TECPLOT軟件簡介101
4.1 TECPLOT概述102
4.1.1 Tecplot軟件菜單介紹102
4.1.2 Tecplot軟件邊框工具欄選項的介紹104
4.1.3 2D圖形的編輯104
4.1.4 3D圖形的編輯110
4.2 三維彎管水流速度場模擬114
4.2.1 實例概述114
4.2.2 模型的建立114
4.2.3 網格的劃分116
4.2.4 求解計算116
4.2.5 Tecplot后處理122
第5章 二維流動和傳熱的數值模擬124
5.1 二維瞬間閘門傾洪流動模擬125
5.1.1 利用GAMBIT創建模型125
5.1.2 網格的劃分125
5.1.3 求解計算126
5.2 噴嘴內氣體流動分析132
5.2.1 利用GAMBIT創建模型133
5.2.2 網格的劃分134
5.2.3 求解計算134
5.3 套管式換熱器的流動和傳熱的模擬141
5.3.1 利用GAMBIT創建模型141
5.3.2 網格的劃分142
5.3.3 邊界條件和區域的設定144
5.3.4 網格的輸出145
5.3.5 利用FLUENT求解器求解145
5.4 軸對稱孔板流量計的流動模擬154
5.4.1 利用GAMBIT創建模型155
5.4.2 網格的劃分156
5.4.3 邊界條件和區域的設定157
5.4.4 網格的輸出159
5.4.5 利用FLUENT求解器求解159
5.5 二維自然對流傳熱問題的分析168
5.5.1 利用GAMBIT創建模型169
5.5.2 網格的劃分170
5.5.3 求解計算171
第6章 三維流動和傳熱的數值模擬179
6.1 混合器流動和傳熱的數值模擬180
6.1.1 利用GAMBIT創建模型180
6.1.2 網格劃分183
6.1.3 區域和邊界條件的設置184
6.1.4 網格輸出185
6.1.5 利用FLUENT求解器求解185
6.1.6 后處理195
6.2 三維彎管流動的模擬202
6.2.1 利用GAMBIT創建模型202
6.2.2 劃分實體網格208
6.2.3 邊界條件和區域的設定210
6.2.4 網格輸出210
6.2.5 利用FLUENT求解器求解210
6.2.6 后處理217
6.3 三維室內溫度傳熱模擬221
6.3.1 利用GAMBIT創建模型221
6.3.2 網格的劃分222
6.3.3 求解計算223
6.4 三維噴管流動與傳熱的耦合求解229
6.4.1 利用GAMBIT讀入三維物理模型229
6.4.2 利用GAMBIT劃分網格230
6.4.3 設定區域屬性與邊界條件232
6.4.4 輸出網格文件235
6.4.5 利用FLUENT進行流動與傳熱的耦合求解235
6.4.6 后處理251
第7章 湍流模型模擬254
7.1 湍流模型概述255
7.1.1 單方程模型255
7.1.2 標準k-ε模型256
7.1.3 重整化群k-ε模型256
7.1.4 可實現k-ε模型257
7.1.5 雷諾應力模型258
7.1.6 大渦模擬260
7.2 湍流模型的設置260
7.3 湍流模型實例——瀑布流過圓柱形石塊時的流場262
7.3.1 建立模型262
7.3.2 網格的劃分264
7.3.3 求解計算265
第8章 多相流模型模擬274
8.1 FLUENT中的多相流模型275
8.1.1 VOF模型275
8.1.2 混合模型275
8.1.3 歐拉模型276
8.2 通用多相流模型的選擇與使用277
8.2.1 通用多相流模型的選擇277
8.2.2 通用多相流模型的設置277
8.2.3 一般多相流問題的求解策略278
8.3 二維噴射流場模擬實例279
8.3.1 建立模型279
8.3.2 劃分網格280
8.3.3 求解計算280
8.4 低氣相容積率的氣泡流混合模型模擬287
8.4.1 利用GAMBIT創建幾何模型288
8.4.2 利用GAMBIT劃分網格290
8.4.3 利用GAMBIT初定邊界291
8.4.4 利用GAMBIT導出Mesh文件292
8.4.5 利用FLUENT 19.0導入Mesh文件292
8.4.6 混合模型的設定過程292
8.4.7 模型初始化299
8.4.8 迭代計算299
8.4.9 FLUENT 19.0自帶后處理300
8.5 水油混合物T形管流動模擬實例301
8.5.1 建立模型301
8.5.2 劃分網格302
8.5.3 求解計算302
8.6 套管內氣液兩相流動模擬306
8.6.1 利用GAMBIT創建幾何模型306
8.6.2 利用GAMBIT劃分網格308
8.6.3 求解計算309
第9章 滑移網格模型模擬316
9.1 滑移網格模型概述317
9.2 滑移網格的設置318
9.3 用MRF法模擬二維離心泵的流場319
9.3.1 利用GAMBIT創建幾何模型320
9.3.2 利用GAMBIT劃分網格328
9.3.3 利用GAMBIT初建邊界條件329
9.3.4 利用GAMBIT導出Mesh文件332
9.3.5 利用FLUENT 19.0導入Mesh文件332
9.3.6 計算模型的設定過程332
9.3.7 模型初始化338
9.3.8 迭代計算339
9.3.9 FLUENT 19.0自帶后處理339
第10章 動網格模型模擬342
10.1 動網格模型概述343
10.2 動網格的設置344
10.2.1 動網格參數的設置345
10.2.2 動網格運動方式的定義346
10.2.3 動網格預覽347
10.3 二維實體入水模擬實例348
10.3.1 建立模型348
10.3.2 劃分網格350
10.3.3 求解計算350
10.4 活塞在氣缸中運動模擬實例357
10.4.1 利用FLUENT求解動網格問題357
10.4.2 計算結果后處理362
第11章 組分傳輸與氣體燃燒的模擬364
11.1 燃燒模型365
11.1.1 燃燒模型概述365
11.1.2 燃燒模型的計算方式366
11.1.3 燃燒模擬的設置369
11.2 氫氣燃燒反應實例370
11.2.1 氣體燃燒溫度場模擬370
11.2.2 廢氣排放組分濃度模擬377
第12章 UDF使用簡介383
12.1 UDF基礎384
12.1.1 UDF概述384
12.1.2 FLUENT網格拓撲384
12.1.3 FLUENT數據類型385
12.2 UDF宏386
12.2.1 UDF中訪問FLUENT變量的宏386
12.2.2 UDF實用工具宏391
12.2.3 常用DEFINE宏401
12.3 UDF的解釋和編譯404
12.3.1 UDF的解釋404
12.3.2 UDF的編譯405
12.3.3 在FLUENT中激活UDF405
12.4 UDF應用實例——管道流動凝固過程408