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(xù)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(shù) 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(shù) 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(wǎng)格與邊界條件 14
1.6.1 計算網(wǎng)格 14
1.6.2 邊界條件 14
第2章 流體流動分析軟件概述 16
2.1 CFD軟件簡介 17
2.1.1 CFD軟件結構 17
2.1.2 CFD基本模型 18
2.1.3 常用的CFD商用軟件 21
2.2 Fluent軟件介紹 23
2.2.1 Fluent的軟件結構 23
2.2.2 Fluent的功能及特點 24
2.3 Fluent的系統(tǒng)要求和啟動 26
2.3.1 系統(tǒng)要求 26
2.3.2 Fluent軟件的啟動 26
2.4 Fluent的功能特點和分析過程 29
2.4.1 數(shù)值算法 29
2.4.2 物理模型 30
2.4.3 Fluent的應用 33
2.4.4 Fluent的分析過程 33
第3章 創(chuàng)建幾何模型 35
3.1 啟動DesignModeler 36
3.2 DesignModeler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(chuàng)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(wǎng)格 70
4.1 網(wǎng)格生成技術 71
4.1.1 常用的網(wǎng)格單元 71
4.1.2 網(wǎng)格生成方法分類 71
4.1.3 網(wǎng)格類型的選擇 73
4.1.4 網(wǎng)格質量 74
4.2 Meshing網(wǎng)格劃分模塊 75
4.2.1 網(wǎng)格劃分步驟 75
4.2.2 分析類型 75
4.3 全局網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)格工具 86
4.5.1 生成網(wǎng)格 86
4.5.2 截面 86
4.5.3 命名選擇 88
4.6 網(wǎng)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(qū)域 91
第5章 Fluent軟件的操作使用 93
5.1 Fluent的操作界面 94
5.1.1 Fluent啟動界面 94
5.1.2 Fluent圖形用戶界面 94
5.2 Fluent對網(wǎng)格的基本操作 97
5.2.1 導入和檢查網(wǎng)格 97
5.2.2 顯示和修改網(wǎng)格 100
5.3 選擇Fluent求解器及運行環(huán)境 105
5.3.1 Fluent求解器的比較與選擇 105
5.3.2 Fluent計算模式的選擇 106
5.3.3 Fluent運行環(huán)境的選擇 106
5.3.4 Fluent的基本物理模型 107
5.3.5 Fluent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(shù) 125
第6章 Fluent高級應用 127
6.1 UDF概述 128
6.1.1 UDF基礎知識 128
6.1.2 UDF能夠解決的問題 128
6.1.3 UDF宏 128
6.1.4 UDF的預定義函數(shù) 130
6.1.5 UDF的編寫 134
6.2 UDS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(wǎng)絡工作平臺 137
6.3.3 分割網(wǎng)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(shù)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(chuàng)建幾何模型 144
7.1.2 劃分網(wǎng)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(shù)值模擬 161
（ 視頻講解：26分鐘）
8.1 混合器流動和傳熱的數(shù)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）
9.1 Fluent中的多相流模型 185
9.1.1 VOF模型 185
9.1.2 Mixture模型 186
9.1.3 Eulerian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
9.3 VOF模型倒酒實例 191
9.3.1 創(chuàng)建幾何模型 192
9.3.2 劃分網(wǎng)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(xiàn)k~ε模型 209
10.1.5 k-epsilon（2 eqn）模型 210
10.1.6 k-omega（2 eqn）模型 211
10.1.7 轉捩 k-kl-omega（3 eqn）
模型 211
10.1.8 轉捩SST（4 eqn）模型 211
10.1.9 雷諾應力（RSM-5 eqn）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(chuàng)建幾何模型 214
10.2.2 劃分網(wǎng)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(qū)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
11.1.5 Fluent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
11.2.2 =/2渦動模型的修改和
計算 243
11.2.3 =渦動模型的修改和計算 246
11.3 滑移網(wǎng)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(wǎng)格模型的模擬 253
（ 視頻講解：47分鐘）
12.1 動網(wǎng)格模型概述 254
12.2 用動網(wǎng)格方法模擬隧道中兩車
相對行駛的流場 255
12.2.1 創(chuàng)建幾何模型 255
12.2.2 劃分網(wǎng)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
12.2.6 Fluent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(wǎng)格小球落水模擬 270
12.4.1 創(chuàng)建幾何模型 270
12.4.2 劃分網(wǎng)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(chuàng)建幾何模型 289
13.2.2 劃分網(wǎng)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