第1章流體力學基礎 1
1.1流體力學基本概念 2
1.1.1連續介質的模型 2
1.1.2流體的基本性質 2
1.1.3作用在流體上的力 3
1.1.4研究流體運動方法 4
1.2流體運動的基本概念 5
1.2.1層流流動與紊流流動 5
1.2.2有旋流動與無旋流動 5
1.2.3聲速與馬赫數 6
1.2.4膨脹波與激波 6
1.3附面層理論 7
1.3.1附面層概念及附面層厚度 7
1.3.2附面層微分方程 8
1.4流體運動及換熱的多維方程組 8
1.4.1物質導數 8
1.4.2不同形式的N-S方程 9
1.4.3能量方程與導熱方程 11
1.5湍流模型 11
1.6計算網格與邊界條件 14
1.6.1計算網格 14
1.6.2邊界條件 14
第2章流體流動分析軟件概述 16
2.1CFD軟件簡介 17
2.1.1CFD軟件結構 17
2.1.2CFD基本模型 18
2.1.3常用的CFD商用軟件 21
2.2Fluent軟件介紹 23
2.2.1Fluent的軟件結構 23
2.2.2Fluent的功能及特點 24
2.3Fluent的系統要求和啟動 26
2.3.1系統要求 26
2.3.2Fluent軟件的啟動 26
2.4Fluent的功能特點和分析過程 29
2.4.1數值算法 29
2.4.2物理模型 30
2.4.3Fluent的應用 33
2.4.4Fluent的分析過程 33
第3章創建幾何模型 35
3.1啟動DesignModeler 36
3.2DesignModeler圖形界面 37
3.2.1圖形界面介紹 37
3.2.2菜單欄 38
3.2.3工具欄 39
3.2.4信息欄 39
3.2.5鼠標操作 40
3.2.6選擇過濾器 40
3.2.7單選 40
3.2.8框選 41
3.3繪制草圖 41
3.3.1設置單位 41
3.3.2繪圖平面 42
3.3.3草圖工具箱 43
3.4三維建模 46
3.4.1擠出特征 46
3.4.2旋轉特征 49
3.4.3掃掠特征 50
3.4.4蒙皮/放樣 51
3.4.5薄/表面 51
3.4.6固定半徑圓角 52
3.4.7變量半徑圓角 53
3.4.8頂點圓角 53
3.4.9倒角 54
3.4.10模式 54
3.4.11幾何體轉換 55
3.4.12布爾運算 60
3.4.13切片 61
3.4.14單一幾何體 63
3.5概念建模 63
3.5.1來自點的線 64
3.5.2草圖線 64
3.5.3邊線 64
3.5.4曲線 65
3.5.5分割邊 65
3.5.6邊表面 66
3.5.7草圖表面 67
3.5.8面表面 67
3.6橫截面 68
3.6.1創建橫截面 68
3.6.2將橫截面賦給線體 68
3.7凍結和解凍 69
第4章劃分網格 70
4.1網格生成技術 71
4.1.1常用的網格單元 71
4.1.2網格生成方法分類 71
4.1.3網格類型的選擇 73
4.1.4網格質量 74
4.2Meshing網格劃分模塊 75
4.2.1網格劃分步驟 75
4.2.2分析類型 75
4.3全局網格控制 76
4.3.1全局單元尺寸 76
4.3.2全局尺寸調整 77
4.3.3質量 78
4.3.4高級尺寸功能 79
4.4局部網格控制 80
4.4.1局部尺寸調整 80
4.4.2接觸尺寸 82
4.4.3加密 82
4.4.4面網格剖分 83
4.4.5匹配控制 84
4.4.6收縮控制 85
4.4.7膨脹 85
4.5網格工具 86
4.5.1生成網格 86
4.5.2截面 86
4.5.3命名選擇 88
4.6網格劃分方法 88
4.6.1自動劃分方法 88
4.6.2四面體 89
4.6.3掃掠 91
4.6.4多區域 91
第5章Fluent軟件的操作使用 93
5.1Fluent的操作界面 94
5.1.1Fluent啟動界面 94
5.1.2Fluent圖形用戶界面 94
5.2Fluent對網格的基本操作 97
5.2.1導入和檢查網格 97
5.2.2顯示和修改網格 100
5.3選擇Fluent求解器及運行環境 105
5.3.1Fluent求解器的比較與選擇 105
5.3.2Fluent計算模式的選擇 106
5.3.3Fluent運行環境的選擇 106
5.3.4Fluent的基本物理模型 107
5.3.5Fluent的材料定義 112
5.4設置Fluent的邊界條件 113
5.5設置Fluent的求解參數 125
第6章Fluent高級應用 127
6.1UDF概述 128
6.1.1UDF基礎知識 128
6.1.2UDF能夠解決的問題 128
6.1.3UDF宏 128
6.1.4UDF的預定義函數 130
6.1.5UDF的編寫 134
6.2UDS基礎知識 135
6.3并行計算 137
6.3.1開啟并行求解器 137
6.3.2使用并行網絡工作平臺 137
6.3.3分割網格 138
6.3.4檢測并提高并行性能 141
第7章二維流動和傳熱的數值模擬 143
（視頻講解：20分鐘）
7.1三角形腔體內層流流動 144
7.1.1創建幾何模型 144
7.1.2劃分網格及邊界命名 145
7.1.3分析設置 146
7.1.4求解設置 148
7.1.5求解 150
7.1.6查看求解結果 150
7.2二維三通管內流體的流動分析 151
7.2.1導入Mesh文件 152
7.2.2計算模型的設定 152
7.2.3求解設置 156
7.2.4查看求解結果 157
第8章三維流動和傳熱的數值模擬 161
（視頻講解：26分鐘）
8.1混合器流動和傳熱的數值模擬 162
8.1.1導入Mesh文件 162
8.1.2計算模型的設定 162
8.1.3求解設置 168
8.1.4后處理 169
8.2三維流-固耦合散熱模擬 175
8.2.1導入Mesh文件 175
8.2.2計算模型的設定 175
8.2.3求解設置 180
8.2.4后處理 180
第9章多相流模型 184
（視頻講解：42分鐘）
9.1Fluent中的多相流模型 185
9.1.1VOF模型 185
9.1.2Mixture模型 186
9.1.3Eulerian模型 186
9.2水油混合物T形管流動模擬
實例 187
9.2.1導入Mesh文件 187
9.2.2計算模型的設定 187
9.2.3求解設置 189
9.2.4查看求解結果 189
9.2.5歐拉模型求解設置 190
9.2.6查看歐拉模型求解結果 191
9.3VOF模型倒酒實例 191
9.3.1創建幾何模型 192
9.3.2劃分網格及邊界命名 194
9.3.3分析設置 196
9.3.4求解設置 201
9.3.5求解 203
9.3.6查看求解結果 204
第10章湍流分析 206
（視頻講解：18分鐘）
10.1湍流模型概述 207
10.1.1單方程（spalart-allmaras）
模型 207
10.1.2標準k~ε模型 208
10.1.3重整化群（RNG）k~ε模型 208
10.1.4可實現k~ε模型 209
10.1.5k-epsilon（2eqn）模型 210
10.1.6k-omega（2eqn）模型 211
10.1.7轉捩k-kl-omega（3eqn）
模型 211
10.1.8轉捩SST（4eqn）模型 211
10.1.9雷諾應力（RSM-5eqn）模型 212
10.1.10尺度自適應（SAS）模型 213
10.1.11分離渦模擬（DES）模型 213
10.1.12大渦模擬 213
10.2混合彎頭中的流體流動和傳熱 213
10.2.1創建幾何模型 214
10.2.2劃分網格及邊界命名 219
10.2.3分析設置 222
10.2.4求解設置 227
10.2.5求解 230
10.2.6查看求解結果 231
第11章可動區域中流動問題的模擬 232
（視頻講解：26分鐘）
11.1無旋轉坐標系的三維旋轉流動 233
11.1.1導入Mesh文件 233
11.1.2計算模型的設定過程 233
11.1.3模型初始化 239
11.1.4迭代計算 239
11.1.5Fluent自帶后處理 240
11.2單一旋轉坐標系中三維旋轉
流動 242
11.2.1利用Fluent導入Case文件 242
11.2.2Ω=ω/2渦動模型的修改和
計算 243
11.2.3Ω=ω渦動模型的修改和計算 246
11.3滑移網格實例分析—十字攪拌器
流場模擬 248
11.3.1導入Mesh文件 248
11.3.2計算模型的設定 249
11.3.3求解設置 251
11.3.4后處理 251
第12章動網格模型的模擬 253
（視頻講解：47分鐘）
12.1動網格模型概述 254
12.2用動網格方法模擬隧道中兩車
相對行駛的流場 255
12.2.1創建幾何模型 255
12.2.2劃分網格及邊界命名 256
12.2.3分析設置 258
12.2.4模型初始化 261
12.2.5迭代計算 262
12.2.6Fluent自帶后處理 263
12.3三維活塞在汽缸中的運動模擬
實例 264
12.3.1導入Mesh文件 264
12.3.2計算模型的設定 265
12.3.3求解設置 268

12.3.4查看求解結果 269
12.4動網格小球落水模擬 270
12.4.1創建幾何模型 270
12.4.2劃分網格及邊界命名 271
12.4.3分析設置 272
12.4.4求解設置 278
12.4.5求解 279
12.4.6查看求解結果 279
第13章物質運輸和有限速率化學反應
模型模擬 282
（視頻講解：30分鐘）
13.1有限速率化學反應 283
13.1.1化學反應模型概述 283
13.1.2有限速率化學反應的設置 286
13.2預混燃燒模型實例—乙炔-氧
燃燒 289
13.2.1創建幾何模型 289
13.2.2劃分網格及邊界命名 290
13.2.3分析設置 291
13.2.4求解設置 295
13.2.5求解 296
13.2.6查看求解結果 297
13.3乙烷燃燒模擬實例 299
13.3.1利用Fluent求解器求解 299
13.3.2采用變比熱容的解法 308
13.3.3后處理 310