第1章流體力學與計算流體力學基礎 1
1.1流體力學基礎 1
1.1.1基本概念 1
1.1.2流體流動的分類 5
1.1.3邊界層和物體阻力 5
1.1.4層流和湍流 6
1.1.5流體流動的控制方程 7
1.1.6邊界條件與初始條件 8
1.2計算流體力學基礎 9
1.2.1計算流體力學的發展 9
1.2.2計算流體力學的求解過程 10
1.2.3數值模擬方法和分類 10
1.2.4有限體積法的基本思想 12
1.2.5有限體積法的求解方法 13
1.3計算流體力學的應用領域 14
1.4常用的CFD商用軟件 15
1.4.1PHOENICS 15
1.4.2STAR-CD 15
1.4.3STAR-CCM+ 16
1.4.4FLUENT 16
1.4.5CFX 17
1.5本章小結 18
第2章CFX軟件簡介 19
2.1CFX的軟件結構 19
2.1.1啟動CFX 20
2.1.2前處理器 21
2.1.3求解管理器 22
2.1.4后處理器 23
2.2CFX的文件類型 24
2.3本章小結 25
第3章創建幾何模型 26
3.1建立幾何模型概述 26
3.2SpaceClaim簡介 27
3.3草圖模式 27
3.3.1進入草圖模式 27
3.3.2創建草圖 28
3.4創建3D幾何體 28
3.4.1拉伸 29
3.4.2旋轉 29
3.4.3掃掠 29
3.5導入外部CAD文件 30
3.6創建幾何體的實例操作 31
3.7本章小結 33
第4章生成網格 34
4.1網格生成概述 34
4.2ANSYSICEMCFD簡介 35
4.2.1ICEMCFD的工作流程 36
4.2.2ICEMCFD的文件類型 37
4.2.3ICEMCFD的用戶界面 37
4.3ANSYSICEMCFD基本用法 37
4.3.1創建幾何模型 38
4.3.2導入幾何文件 41
4.3.3生成網格 41
4.3.4生成塊 46
4.3.5編輯網格 50
4.3.6輸出網格 57
4.4ANSYSICEMCFD實例分析 58
4.4.1啟動ICEMCFD并建立分析項目 58
4.4.2導入幾何模型 58
4.4.3建立模型 59
4.4.4生成網格 61
4.4.5編輯網格 62
4.4.6輸出網格 63
4.5本章小結 63
第5章CFX前處理 64
5.1新建工程項目與網格導入 64
5.1.1新建工程項目 64
5.1.2導入網格 65
5.1.3保存項目 66
5.2設置計算域 66
5.2.1BasicSettings（基本設置）選項卡 67
5.2.2FluidModels（流體模型）選項卡 68
5.2.3Initialization（初始化）選項卡 70
5.2.4FluidSpecificModels（特定流體模型）選項卡 70
5.2.5FluidPairsModels（流體對模型）選項卡 70
5.2.6PorositySettings（多孔介質設置）選項卡 71
5.3設置邊界條件 72
5.3.1邊界條件的創建 72
5.3.2邊界條件的類型 72
5.4設置初始條件 75
5.5設置求解器 76
5.5.1BasicSettings（基本設置）選項卡 76
5.5.2EquationClassSettings（方程分類設置）選項卡 77
5.5.3AdvancedOptions（高級設置）
選項卡 77
5.6輸出文件和設置監控 77
5.7本章小結 78
第6章CFX數值求解 79
6.1啟動求解管理器 79
6.2工作界面 81
6.3求解文件輸出 82
6.4本章小結 83
第7章CFX后處理 84
7.1啟動后處理器 84
7.2工作界面 85
7.3創建位置 86
7.3.1Point（生成點） 87
7.3.2PointCloud（點云） 88
7.3.3Line（線） 89
7.3.4Plane（面） 90
7.3.5Volume（體） 91
7.3.6Isosurface（等值面） 92
7.3.7IsoClip（區域值面） 93
7.3.8VortexCoreRegion（型芯區域） 94
7.3.9SurfaceofRevolution（旋轉面） 94
7.3.10Polyline（曲線） 95
7.3.11UserSurface（自定義面） 96
7.3.12SurfaceGroup（多組面） 97
7.4創建對象 97
7.4.1創建Vector（矢量）對象 98
7.4.2創建Contour（云圖）對象 99
7.4.3創建Streamline（流線）對象 100
7.4.4創建ParticleTrack（粒子軌跡）對象 101
7.4.5創建VolumeRendering（體繪制）對象 102
7.4.6創建Text（文本）對象 102
7.4.7其他創建對象 103
7.5創建數據 105
7.5.1Variables（變量） 105
7.5.2Expressions（表達式） 105
7.6本章小結 106
第8章穩態和非穩態模擬實例 107
8.1噴射混合管內的穩態流動 107
8.1.1案例介紹 107
8.1.2啟動CFX并建立分析項目 108
8.1.3導入網格 108
8.1.4設置隨溫度變化的物質參數 108
8.1.5修改物質屬性 110
8.1.6邊界條件 111
8.1.7初始條件 115
8.1.8求解控制 115
8.1.9計算求解 116
8.1.10結果后處理 118
8.2煙囪非穩態流動 120
8.2.1案例介紹 120
8.2.2啟動CFX并建立分析項目 121
8.2.3導入網格 121
8.2.4設置隨溫度變化的物質參數 121
8.2.5設置分析類型 122
8.2.6邊界條件 122
8.2.7初始條件 128
8.2.8求解控制 128
8.2.9輸出控制 128
8.2.10計算求解 129
8.2.11結果后處理 130
8.3本章小結 132
第9章內部流動分析實例 133
9.1圓管內氣體的流動 133
9.1.1案例介紹 133
9.1.2啟動CFX并建立分析項目 133
9.1.3導入網格 134
9.1.4邊界條件 134
9.1.5初始條件 136
9.1.6求解控制 137
9.1.7計算求解 137
9.1.8結果后處理 139
9.2靜態混合器內水的流動 141
9.2.1案例介紹 141
9.2.2啟動CFX并建立分析項目 141
9.2.3導入網格 142
9.2.4邊界條件 142
9.2.5初始條件 145
9.2.6求解控制 145
9.2.7計算求解 146
9.2.8結果后處理 147
9.3本章小結 151
第10章外部流動分析實例 152
10.1鈍體繞流 152
10.1.1案例介紹 152
10.1.2啟動CFX并建立分析項目 153
10.1.3導入網格 153
10.1.4邊界條件 153
10.1.5初始條件 158
10.1.6求解控制 158
10.1.7計算求解 159
10.1.8結果后處理 161
10.2機翼超音速流動 166
10.2.1案例介紹 166
10.2.2啟動CFX并建立分析項目 166
10.2.3導入網格 167
10.2.4邊界條件 167
10.2.5初始條件 173
10.2.6求解控制 173
10.2.7計算求解 173
10.2.8結果后處理 175
10.3本章小結 176
第11章多相流分析實例 177
11.1自由表面流動 177
11.1.1案例介紹 177
11.1.2啟動CFX并建立分析項目 178
11.1.3導入網格 178
11.1.4導入表達式 178
11.1.5邊界條件 179
11.1.6初始條件 184
11.1.7自適應網格設置 185
11.1.8求解控制 185
11.1.9計算求解 186
11.1.10結果后處理 187
11.2混合容器內多相流動 191
11.2.1案例介紹 191
11.2.2啟動CFX并建立分析項目 191
11.2.3導入網格 192
11.2.4邊界條件 193
11.2.5初始條件 206
11.2.6求解控制 206
11.2.7計算求解 207
11.2.8結果后處理 208
11.3本章小結 211
第12章空調通風和傳熱流動分析實例 212
12.1空調通風 212
12.1.1案例介紹 212
12.1.2啟動CFX并建立分析項目 213
12.1.3導入網格 213
12.1.4導入CCL文件 214
12.1.5編譯Fortune子程序 214
12.1.6設置CEL程序 215
12.1.7設置分析類型 215
12.1.8邊界條件 216
12.1.9初始條件 220
12.1.10求解控制 220
12.1.11輸出控制 221
12.1.12計算求解 221
12.1.13結果后處理 222
12.2傳熱流動分析 225
12.2.1案例介紹 225
12.2.2啟動CFX并建立分析項目 225
12.2.3導入網格 225
12.2.4編輯物質屬性 226
12.2.5邊界條件 227
12.2.6求解控制 233
12.2.7計算求解 233
12.2.8結果后處理 235
12.3本章小結 237
第13章多孔介質和氣固兩相分析實例 238
13.1催化轉換器內多孔介質流動 238
13.1.1案例介紹 239
13.1.2啟動CFX并建立分析項目 239
13.1.3導入CCL文件 239
13.1.4導入網格 240
13.1.5邊界條件 241
13.1.6初始條件 248
13.1.7求解控制 249
13.1.8離散化設置 249
13.1.9計算求解 250
13.1.10結果后處理 251
13.2氣升式反應器內氣固兩相流動 255
13.2.1案例介紹 255
13.2.2啟動CFX并建立分析項目 256
13.2.3導入網格 256
13.2.4邊界條件 257
13.2.5初始條件 264
13.2.6求解控制 265
13.2.7計算求解 266
13.2.8結果后處理 267
13.3本章小結 269
第14章化學反應分析實例 270
14.1室內甲烷燃燒模擬 270
14.1.1案例介紹 270
14.1.2啟動CFX并建立分析項目 270
14.1.3導入網格 271
14.1.4反應混合物屬性 271
14.1.5邊界條件 272
14.1.6初始條件 277
14.1.7求解控制 278
14.1.8計算求解 278
14.1.9結果后處理 280
14.2煤粉燃燒 284
14.2.1案例介紹 284
14.2.2啟動CFX并建立分析項目 284
14.2.3導入網格 284
14.2.4導入CCL文件 285
14.2.5邊界條件 285
14.2.6初始條件 295
14.2.7求解控制 295
14.2.8計算求解 296
14.2.9結果后處理 297
14.3旋轉爐煤粉燃燒 299
14.3.1項目導入 299
14.3.2修改邊界條件 299
14.3.3計算求解 300
14.3.4結果后處理 300
14.4旋轉爐煤粉燃燒生成NO模擬 301
14.4.1項目導入 301
14.4.2修改邊界條件 302
14.4.3計算求解 302
14.4.4結果后處理 302
14.5本章小結 303
第15章動網格分析實例 304
15.1球閥流動 304
15.1.1案例介紹 304
15.1.2啟動CFX并建立分析項目 305
15.1.3導入網格 305
15.1.4設置分析類型 306
15.1.5邊界條件 306
15.1.6初始條件 313
15.1.7求解控制 313
15.1.8輸出控制 313
15.1.9計算求解 314
15.1.10結果后處理 315
15.2浮標運動分析 319
15.2.1案例介紹 319
15.2.2啟動CFX并建立分析項目 319
15.2.3導入網格 320
15.2.4導入表達式 320
15.2.5設置分析類型 321
15.2.6邊界條件 321
15.2.7初始條件 328
15.2.8求解控制 329
15.2.9輸出控制 329
15.2.10計算求解 330
15.2.11結果后處理 331
15.3本章小結 333
第16章CFX在Workbench中的應用 334
16.1圓管內氣體的流動 334
16.1.1案例介紹 334
16.1.2啟動Workbench并建立分析項目 334
16.1.3導入幾何體 335
16.1.4劃分網格 335
16.1.5邊界條件 339
16.1.6初始條件 341
16.1.7求解控制 341
16.1.8計算求解 342
16.1.9結果后處理 343
16.1.10保存與退出 345
16.2三通內氣體的流動 346
16.2.1案例介紹 346
16.2.2啟動Workbench并建立分析項目 346
16.2.3導入幾何體 347
16.2.4劃分網格 347
16.2.5邊界條件 352
16.2.6初始條件 355
16.2.7求解控制 355
16.2.8計算求解 355
16.2.9結果后處理 356
16.2.10保存與退出 358
16.3本章小結 359
參考文獻 360