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上册1

第1章 概述1

1.1 序言1

1.2 基本思想2

1.3 主要应用领域3

1.4 常用流体分析软件比较4

1.5 本章小结6

第2章 FLUENT基础7

2.1 概述7

2.2 流体流动基本特性8

2.2.1 基本的物理概念9

2.2.2 流动状态9

2.2.3 湍流模型9

2.2.4 多相流模型13

2.3 控制方程14

2.3.1 连续性方程14

2.3.2 N-S方程14

2.3.3 能量守恒方程15

2.3.4 其他方程16

2.3.5 通用控制方程16

2.4 数值求解方法17

2.4.1 概述17

2.4.2 有限差分法17

2.4.3 有限元法19

2.4.4 有限容积法20

2.4.5 谱方法20

2.4.6 边界元法22

2.5 离散格式25

2.5.1 概述25

2.5.2 一阶差分格式25

2.5.3 高阶差分格式25

2.6 边界条件27

2.6.1 概述27

2.6.2 边界条件27

2.6.3 初始条件34

2.6.4 UDF与边界条件34

2.7 软件基本结构35

2.7.1 概述35

2.7.2 前处理35

2.7.3 求解器35

2.7.4 后处理35

2.8 求解过程36

2.8.1 建立控制方程37

2.8.2 确定边界条件与初始条件37

2.8.3 划分计算网格37

2.8.4 建立离散化方程37

2.8.5 离散初始条件和边界条件37

2.8.6 给定求解控制参数38

2.8.7 求解离散方程38

2.8.8 判断解的收敛性38

2.8.9 输出结果38

2.9 本章小结38

第3章 网格生成技术39

3.1 概述39

3.2 结构化网格40

3.2.1 单块结构网格生成技术40

3.2.2 分区结构网格生成方法41

3.3 非结构化网格42

3.4 Gambit的使用44

3.4.1 Gambit的用户界面45

3.4.2 绘制几何图形46

3.4.3 绘制网格47

3.4.4 Gambit几何图形绘制实例49

3.4.5 FLUENT的安装与运行67

3.4.6 FLUENT的用户界面68

3.4.7 数值模拟步骤简介71

3.5 本章小结72

第4章 FLUENT基本算例73

4.1 概述73

4.2 顶盖驱动流73

4.2.1 物理模型73

4.2.2 在Gambit中建立模型74

4.2.3 求解计算75

4.2.4 计算结果78

4.3 后台阶流动80

4.3.1 物理模型81

4.3.2 在Gambit中建立模型81

4.3.3 求解计算83

4.3.4 计算结果85

4.4 圆柱绕流86

4.4.1 基本理论与物理模型86

4.4.2 在Gambit中建立模型87

4.4.3 求解计算89

4.4.4 计算结果92

4.5 圆管流动95

4.5.1 物理模型95

4.5.2 在Gambit中建立模型95

4.5.3 求解计算97

4.5.4 计算结果99

4.6 弯通道流动101

4.6.1 物理模型101

4.6.2 在Gambit中建立模型101

4.6.3 求解计算103

4.6.4 计算结果106

4.7 方腔自然对流107

4.7.1 物理模型107

4.7.2 在Gambit中建立模型107

4.7.3 求解计算108

4.7.4 计算结果112

4.8 本章小结114

第5章 FLUENT在流体机械领域的应用115

5.1 概述115

5.2 泵分析实例115

5.2.1 概述116

5.2.2 数学物理建模117

5.2.3 边界条件121

5.2.4 求解计算121

5.2.5 结果分析与讨论128

5.3 风机分析实例134

5.3.1 概述134

5.3.2 数学物理建模138

5.3.3 边界条件146

5.3.4 求解计算146

5.3.5 结果分析与讨论154

5.4 本章小结158

第6章 FLUENT在化工设备领域的应用159

6.1 搅拌设备159

6.1.1 概述159

6.1.2 数学物理建模162

6.1.3 边界条件166

6.1.4 求解计算166

6.1.5 结果分析与讨论169

6.2 混合设备174

6.2.1 概述175

6.2.2 数学物理建模176

6.2.3 边界条件182

6.2.4 求解计算182

6.3 本章小结192

第7章 FLUENT在换热及制冷领域的应用193

7.1 概述193

7.2 管壳式换热器194

7.2.1 概述194

7.2.2 数学物理建模196

7.2.3 边界条件205

7.2.4 求解计算205

7.2.5 结果分析与讨论215

7.3 管翅式换热器222

7.3.1 概述222

7.3.2 数学物理建模222

7.3.3 边界条件232

7.3.4 求解计算232

7.3.5 结果分析与讨论237

7.4 空气对流换热的场协同原理分析244

7.4.1 场协同基本思想介绍244

7.4.2 场协同评价指标的分析和探讨244

7.4.3 带芯棒圆管换热的场协同原理分析246

7.5 制冷剂管内换热的场协同原理分析251

7.5.1 制冷剂蒸气光管内换热的场协同分析251

7.5.2 内横槽管制冷剂蒸气换热的场协同分析258

7.5.3 光管内液体制冷剂换热的场协同分析264

7.5.4 液体制冷剂内横槽管换热的场协同分析267

7.6 减阻节能274

7.7 本章小结275

第8章 FLUENT在热力设备领域的应用276

8.1 概述276

8.2 锅炉276

8.2.1 概述277

8.2.2 数学物理建模277

8.2.3 边界条件283

8.2.4 求解计算284

8.2.5 结果分析与讨论286

8.3 燃烧器288

8.3.1 概述289

8.3.2 数学物理建模291

8.3.3 边界条件297

8.3.4 求解计算298

8.3.5 结果分析和讨论305

8.4 本章小结312