FLUENT工程技術(shù)與實(shí)例分析

內(nèi)容概要

本書通過(guò)大量實(shí)例系統(tǒng)介紹了FLUENT建模和計(jì)算以及后處理的詳細(xì)過(guò)程，可以讓讀者在短時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)掌握數(shù)值模擬的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握FLUENT的高級(jí)應(yīng)用技術(shù)，學(xué)會(huì)采用FLUENT軟件進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。本書共分三篇，第一篇為基礎(chǔ)篇，包括1～4章，主要講解流體計(jì)算基礎(chǔ)、網(wǎng)格劃分基礎(chǔ)以及Gambit工具的應(yīng)用，并結(jié)合計(jì)算流體和傳熱學(xué)中的經(jīng)典算例熟悉FLUENT分析問(wèn)題的過(guò)程和方法：第二篇為工程應(yīng)用篇，包括5～9章，系統(tǒng)講解了FLUENT在各種工程背景下的應(yīng)用，內(nèi)容涵蓋流體機(jī)械領(lǐng)域、化工設(shè)備領(lǐng)域、換熱和制冷領(lǐng)域、熱力設(shè)備領(lǐng)域和汽車工程領(lǐng)域，通過(guò)豐富而細(xì)致的應(yīng)用實(shí)例講解如何應(yīng)用 FLUENT來(lái)解決應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題；第三篇為提高與專題篇，包括10～15章，講解UDF、UDS并行計(jì)算的專題，針對(duì)工程實(shí)際的需求，還特別講解了與 FLUENT配合使用的數(shù)據(jù)后處理工具的應(yīng)用技巧，最后對(duì)多相流和動(dòng)網(wǎng)格模型進(jìn)行了講解。 本書在寫作過(guò)程中注重層次遞進(jìn)，深入淺出地講解FLUENT流體分析方面的技術(shù)，通過(guò)大量豐富、有深度的應(yīng)用案例講解FLUENT的應(yīng)用，并且實(shí)例來(lái)自科研和生產(chǎn)一線，對(duì)解決實(shí)際工程和科研問(wèn)題會(huì)有很大幫助。此外，為了方便讀者學(xué)習(xí)，本書還配套模型文件，以提高讀者的學(xué)習(xí)效率。 本書既是利用FLUENT軟件進(jìn)行高級(jí)應(yīng)用計(jì)算的工程技術(shù)相關(guān)計(jì)算指導(dǎo)書，又可作為高等院校相關(guān)專業(yè)本科生和碩士生的教學(xué)參考書。

書籍目錄

前言第1章　概述第2章　FUNENT基礎(chǔ)第3章　網(wǎng)格生成技術(shù)第4章　FLUENT基本算例第5章　FLUENT在流體機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用第6章　FLUENT在化工設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用第7章　FLUENT在換熱及制冷領(lǐng)域的應(yīng)用第8章　FLUENT在熱力設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用第9章　FLUENT在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用第10章　UDF第11章　UDS的應(yīng)用第12章　并行計(jì)算第13章　常用數(shù)據(jù)后處理工具第14章　多相流模型第15章　動(dòng)網(wǎng)格模型參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.四叉樹（二維）/八叉樹方法（三維）四叉樹/八叉樹方法的基本思想是先用一個(gè)較粗的矩形（二維）/立方體（三維）網(wǎng)格覆蓋包含物體的整個(gè)計(jì)算域，然后按照網(wǎng)格尺度的要求不斷細(xì)分矩形（立方體），即將一個(gè)矩形分為四（八）個(gè)子矩形（立方體），最后將各矩形（立方體）劃分為三角形（四面體）。例如，一個(gè)沒(méi)有邊上中間點(diǎn)的矩形可以劃分為兩個(gè)三角形，一個(gè)沒(méi)有棱上中間點(diǎn)的立方體可以劃分為5個(gè)或6個(gè)四面體。對(duì)于流場(chǎng)邊界附近被邊界切割的矩形（立方體），需要考慮各種可能的情況，并作特殊的劃分。四叉樹/八叉樹方法是直接將矩形/立方體劃分為三角形/四面體，由于不涉及臨近點(diǎn)面的查尋，以及鄰近單元間的相交性和相容性判斷等問(wèn)題，所以網(wǎng)格生成速度很快。不足之處是網(wǎng)格質(zhì)量較差，特別是在流場(chǎng)邊界附近，被切割的矩形/立方體的形狀可能千奇百怪，由此而劃分的三角形/四面體的品質(zhì)也難以保證。盡管如此，四叉樹/八叉樹作為一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用于陣面推進(jìn)法和Delaunay方法中，以提高查尋效率。2.Delaunay方法Delaunay三角化的依據(jù)是Dirichlet在1850年提出的一種利用已知點(diǎn)集將平面劃分為凸多邊形的理論。該理論的基本思想是：假設(shè)平面內(nèi)存在點(diǎn)集，則能將此平面域劃分為互不重合的Dir。ichlet子域或稱為Voronoi子域。每個(gè)Dirichlet子域內(nèi)包含點(diǎn)集中的一個(gè)點(diǎn)，而且對(duì)應(yīng)于該點(diǎn)的子域內(nèi)的任意點(diǎn)P到該點(diǎn)的距離較之到點(diǎn)集中的其他點(diǎn)的距離最短，連接相鄰Voronoi子域的包含點(diǎn)，即構(gòu)成唯一的Delaunay三角形網(wǎng)格。CFD工作者將上述Dirichlet思想簡(jiǎn)化為Delaunay準(zhǔn)則，即每個(gè)三角形的外接圓內(nèi)不存在除其自身三個(gè)角點(diǎn)外的其他節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而給出劃分三角形的簡(jiǎn)化方法：給定一個(gè)人工構(gòu)造的簡(jiǎn)單初始三角形網(wǎng)格系，引入一個(gè)新點(diǎn)，標(biāo)記并刪除初始網(wǎng)格系中不滿足Delaunay準(zhǔn)則的三角形單元，形成一個(gè)多邊形空洞，連接新點(diǎn)與多邊形的頂點(diǎn)構(gòu)成新的Delaunay網(wǎng)格系；重復(fù)上述過(guò)程，直至網(wǎng)格系達(dá)到預(yù)期的分布。Delaunay方法的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是它能使給定點(diǎn)集構(gòu)成的網(wǎng)格系中的每一個(gè)三角形單元最小角盡可能最大，即得到盡可能等邊的高質(zhì)量三角形單元。另外，Delaunay方法在插入新點(diǎn)的同時(shí)生成幾個(gè)單元，因此網(wǎng)格生成的效率也較高，并且可以直接推廣到三維問(wèn)題。Delaunay方法的不足之處在于它可能構(gòu)成非凸域流場(chǎng)邊界以外的單元或與邊界相交，即不能保證流場(chǎng)邊界的完整性。為了實(shí)現(xiàn)任意外形的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成，必須對(duì)流場(chǎng)邊界附近的操作做某些限制，這可能使邊界附近的網(wǎng)格喪失Delaunay性質(zhì)。另外，對(duì)于三維復(fù)雜外形，初始網(wǎng)格的構(gòu)造比較煩瑣。3.陣面推進(jìn)法陣面推進(jìn)法的基本思想是首先將流場(chǎng)邊界劃分為小的陣元，構(gòu)成初始陣面，然后選定某一陣元，將某一流場(chǎng)中新插入的點(diǎn)或原陣面上已存在的點(diǎn)相連構(gòu)成非結(jié)構(gòu)單元。隨著新單元生成，產(chǎn)生新的陣元，組成新的陣面，這一陣面不斷向流場(chǎng)中推進(jìn)，直至整個(gè)流場(chǎng)被非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格覆蓋。

編輯推薦

《FLUENT工程技術(shù)與實(shí)例分析》實(shí)例來(lái)自于科研和生產(chǎn)一線，對(duì)于解決實(shí)際工程和科研問(wèn)題會(huì)有很大的幫助。為了方便讀者學(xué)習(xí)，《FLUENT工程技術(shù)與實(shí)例分析》還配套有模型文件，以提高學(xué)習(xí)效率。書通過(guò)大量實(shí)例系統(tǒng)介紹了FLUENT建模和計(jì)算以及后處理的詳細(xì)過(guò)程，讀者可以在短時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)掌握數(shù)值模擬的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握FLUENT的高級(jí)應(yīng)用技術(shù)，學(xué)會(huì)采用FLUENT軟件進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)。《FLUENT工程技術(shù)與實(shí)例分析》既是利用FLUENT軟件進(jìn)行高級(jí)應(yīng)用計(jì)算的工程技術(shù)相關(guān)計(jì)算指導(dǎo)書，又可作為高等院校相關(guān)專業(yè)本科生和碩士生的教學(xué)參考書。深入淺出LFUENT流體分析技術(shù)，詳細(xì)剖析FLUENT計(jì)算結(jié)果所隱藏的含義，配套實(shí)際安全模型文件。

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