精通CFD工程仿真与案例实战 FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot 第2版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李鹏飞，徐敏义，王飞飞 著

图书标签:

• CFD
• Fluent
• Gambit
• ICEM
• Tecplot
• 工程仿真
• 计算流体力学
• 流体动力学
• 数值模拟
• 案例分析

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115453136

版次：02

商品编码：12097373

品牌：异步图书

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-05-01

页数：607

正文语种：中文

编辑推荐

8个经典网格ICEM CFD划分实例(非结构网格、块结构网格、O-grid网格划分、边界层网格),详细讲解ICEM
CFD的应用
37个经典的FLUENT案例（气流组织、管流、换热、可压缩流动、水波、翼型绕流、各类多相流模型、固体燃料电池、SNCR、燃烧与化学反应、催化反应、非牛顿流体、风机、圆柱绕流、UDF），全面解读FLUENT的应用
典型的Tecplot后处理应用（矢量图、等值线图、三维剖面图、XY点图）
255分钟的算例视频讲解及各算例源文件，帮助读者尽快融入实战角色

内容简介

本书详细介绍了FLUENT、GAMBIT、ICEM CFD和Tecplot基础理论、具体操作和典型的应用案例。本书是在原有首版的基础上，增加了近几年CFD的热点应用，结合读者意见进行完善和改进后的第二版。
全书共分9章。第1章介绍了CFD基本理论及软件的基本应用，并通过简单实用的算例，说明了FLUENT的求解过程和后处理步骤。第2章介绍了CFD前处理概念和GAMBIT、ICEM CFD的使用方法。第3章介绍了CFD求解理论和FLUENT的使用方法。第4章介绍了FLUENT后处理和Tecplot使用方法。第5章是网格应用实战，以10个网格应用的典型实例为讲解主线，详细介绍GAMBIT和ICEM CFD创建四面体网格、六面体网格的功能应用，涉及局部加密法、边界层网格和块结构化网格的划分方法。第6章至第9章都是综合实战案例，通过37个典型算例，介绍FLUENT在多个领域的应用。第9章的11个算例为此次第二版图书的新加算例。
本书理论讲解详细、操作介绍直观、实例内容丰富，全面介绍了FLUENT、GAMBIT、ICEM CFD和Tecplot应用于流体工程计算的操作，具有较强的实用性。本书包含的大量实例基本涵盖了ICEM CFD和FLUENT在各大领域中的典型应用，本书的这些经典算例是对ICEM CFD和FLUENT功能应用很全面的总结。
本书可作为能源、航空航天、船舶、石油、化工、机械、制造、汽车、生物、环境、水利、火灾安全、冶金、建筑、材料等众多领域的研究生和本科生学习CFD基本理论和软件应用的教材，也可供上述领域的科研人员、企业研发人员，特别是从事CFD基础和应用计算的人员学习参考。

作者简介

李鹏飞，博士，毕业于北京大学，曾任北京大学博士后，美国康涅狄格大学博士后，澳大利亚阿德莱德大学访问学者，从事CFD模拟工作10年，发表SCI论文30余篇，编写了《精通CFD工程仿真与案例实战》及《精通CFD动网格工程仿真与案例实战》两本CFD工具书，拥有十余项专利。目前任华中科技大学能源与动力工程学院副教授，精通CFD理论与应用。

徐敏义，博士，毕业于北京大学，美国佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）、加拿大皇后大学访问学者，从事CFD模拟工作10年，发表SCI论文近20篇。目前任大连海事大学轮机工程学院副教授，长期从事湍流基础及应用研究工作。

王飞飞，博士，毕业于北京大学，从事CFD模拟工作8年，发表SCI论文20余篇。目前任华中科技大学环境学院教师，长期从事CFD研究工作。

目录

目 录

第1章 CFD概述 1
1．1 计算流体力学概述 1
1．1．1 计算流体力学的基本思想和
本质 1
1．1．2 计算流体力学的优势 2
1．1．3 CFD学科诞生与工程化背景 2
1．1．4 计算流体力学的应用领域 2
1．2 计算流体力学问题的解决过程 3
1．2．1 前处理 3
1．2．2 求解 4
1．2．3 后处理 4
1．3 计算流体力学商业软件介绍 4
1．3．1 前处理器 4
1．3．2 求解器 5
1．3．3 后处理软件 10
1．4 FLUENT的操作界面 11
1．4．1 启动FLUENT界面 11
1．4．2 FLUENT主界面 12
1．5 FLUENT的基础操作 13
1．5．1 启动ANSYS FLUENT求解器 14
1．5．2 读入网格文件 14
1．5．3 网格检查 15
1．5．4 尺寸检查 16
1．5．5 网格光顺化 16
1．5．6 显示网格 16
1．5．7 模型参数设置 17
1．5．8 物性参数设置 17
1．5．9 边界条件参数设置 18
1．5．10 求解参数设置 20
1．5．11 迭代求解 21
1．5．12 利用高阶离散格式获得精
确解 21
1．6 显示计算结果与分析结果数据 22
1．6．1 显示速度的云图 22
1．6．2 显示温度的云图 23
1．6．3 显示速度矢量图 24
1．6．4 显示出口温度的XY点图 25
1．7 本章总结 25
第2章 网格基础与操作 26
2．1 CFD网格前处理理论准备 26
2．1．1 划分网格的目的 26
2．1．2 网格几何要素 26
2．1．3 网格形状 27
2．1．4 结构化与非结构化网格 27
2．1．5 壁面和近壁区网格处理原则 29
2．1．6 网格质量评价标准 31
2．1．7 选择合适的网格类型 32
2．1．8 网格自适应 33
2．2 GAMBIT网格划分 34
2．2．1 GAMBIT的基本功能与界面 34
2．2．2 GAMBIT基本术语 37
2．2．3 GAMBIT几何通用操作 37
2．2．4 GAMBIT几何造型 40
2．2．5 GAMBIT实体几何操作 49
2．2．6 GAMBIT划分实体网格 53
2．2．7 划分体网格 57
2．2．8 划分边界层网格 60
2．2．9 GAMBIT指定边界和域类型 62
2．2．10 尺寸函数 63
2．2．11 网格划分策略分析简介 65
2．2．12 网格质量管理及网格输出 66
2．3 ICEM CFD网格划分 68
2．3．1 ICEM CFD基本功能与界面 68
2．3．2 ICEM CFD几何体创建与处理 72
2．3．3 ICEM CFD划分非结构网格 77
2．3．4 ICEM CFD划分棱柱边界层网格 86
2．3．5 ICEM CFD划分六面体结构化
网格 90
2．3．6 ICEM CFD指定边界和域类型
以及输出网格 102
第3章 FLUENT基础与操作 105
3．1 FLUENT求解，启动FLUENT与
FLUENT并行计算 105
3．2 FLUENT脚本文件自动运行 107
3．3 FLUENT文件类型 108
3．4 网格检查 108
3．4．1 在FLUENT中检查网格 108
3．4．2 报告网格统计量 109
3．5 计算域尺寸设置 110
3．5．1 FLUENT的计算单位系统 110
3．5．2 在FLUENT中设置计算域
尺寸 110
3．6 定义湍流模型 111
3．6．1 流体与流动的分类 111
3．6．2 判断湍流的标准 112
3．6．3 湍流模型的评价与选择 113
3．6．4 壁面函数的选择 117
3．6．5 在FLUENT中设定湍流模型 118
3．7 对流换热计算 121
3．7．1 在FLUENT中考虑对流换热 121
3．7．2 考虑自然对流问题的场合与
方法 122
3．8 辐射换热计算 124
3．8．1 选择辐射换热模型 124
3．8．2 在FLUENT中设定P1辐射
模型 125
3．8．3 在FLUENT中设定Discrete
Ordinates辐射模型 125
3．8．4 辐射物质属性定义 126
3．9 模拟不考虑化学反应的组分传输
过程 127
3．10 化学反应流与燃烧模拟 127
3．10．1 FLUENT中的燃烧模型介绍 127
3．10．2 反应模型的选择 128
3．10．3 通用有限速率模型 130
3．10．4 ISAT算法 135
3．10．5 导入CHEMKIN格式的化学
反应机理 136
3．10．6 非预混燃烧模型之混合分数/PDF
模型 137
3．10．7 非预混燃烧模型之层流火焰面
模型 138
3．10．8 FLUENT中的煤燃烧模拟计算器
的设置与使用 139
3．10．9 预混燃烧模型 140
3．10．10 部分预混燃烧模型 141
3．10．11 组分输运概率密度函数PDF
燃烧模型 142
3．10．12 FLUENT燃烧模拟可能遇到的
点火问题 142
3．11 表面反应模拟 143
3．12 设定操作工况参数 144
3．13 设定单元区域条件 146
3．13．1 单元区域条件的类型 146
3．13．2 单元区域条件设定 147
3．14 多孔介质计算域 149
3．15 设定边界条件 150
3．15．1 边界条件类型 150
3．15．2 边界条件设定 151
3．16 控制方程离散化 171
3．16．1 离散方法 171
3．16．2 离散格式 172
3．16．3 离散格式的选择 173
3．16．4 在FLUENT中设置离散格式 175
3．17 求解方法 175
3．17．1 基于压力的求解器 175
3．17．2 基于密度的求解器 177
3．17．3 在FLUENT中设置求解器 177
3．18 设置欠松弛因子 178
3．19 设置库朗数 179
3．20 设置求解极限 179
3．21 求解初始化 180
3．21．1 全局初始化 180
3．21．2 对初始值进行局部修补 181
3．22 求解器的使用方法 181
3．22．1 使用求解器的基本步骤 181
3．22．2 在FLUENT中设置定常状态的
计算 182
3．23 确认收敛性 182
3．24 网格自适应 182
3．25 UDF的基本理论与应用 183
3．25．1 UDF的基本理论 183
3．25．2 UDF的应用 183
3．26 FLUENT中常见警告的出现原因和
解决方法 184
第4章 后处理基础与操作 186
4．1 计算后处理：FLUENT后处理 186
4．1．1 创建点、线和面 187
4．1．2 流场显示 190
4．1．3 显示网格 191
4．1．4 显示等值线云图 191
4．1．5 显示矢量图 192
4．1．6 显示轨迹线 193
4．1．7 显示扫描面 194
4．1．8 创建动画 194
4．1．9 显示XY曲线 195
4．1．10 显示柱状图 195
4．1．11 FLUENT计算报告 196
4．1．12 边界通量报告 196
4．1．13 受力报告 197
4．1．14 投影面积 198
4．1．15 表面积分 198
4．1．16 体积分 200
4．1．17 参考值设定 201
4．1．18 算例设置报告 201
4．2 Tecplot数据处理 202
4．2．1 Tecplot 360功能简介 202
4．2．2 Tecplot 360 文件格式 204
4．2．3 Tecplot 360 读入FLUENT
文件 208
4．2．4 在Tecplot 360中绘制XY曲线 210
4．2．5 在Tecplot 360中显示等
值线云图 211
4．2．6 在Tecplot 360中绘制矢量图 213
4．2．7 在Tecplot 360中绘制流线 214
4．2．8 在Tecplot 360中绘制三维流场
剖面图 215
4．2．9 在Tecplot 360中制作动画 218
4．2．10 在Tecplot 360中分析CFD
数据 221
第5章 网格划分案例 223
第一部分：利用GAMBIT划分网格 223
5．1 网格实例一：二维圆筒燃烧器网格
划分 223
5．1．1 创建几何实体 224
5．1．2 对实体进行网格划分 225
5．1．3 创建边界条件并输出网格 226
5．2 网格实例二：燃气灶网格划分 227
5．2．1 创建燃气灶实体模型 228
5．2．2 对实体进行网格划分 232
5．2．3 创建实体的边界条件 234
5．2．4 输出网格 235
第二部分：利用ICEM CFD划分网格 235
5．3 网格实例三：引擎模型四面体划分 235
5．3．1 打开工程 235
5．3．2 Repair几何实体 236
5．3．3 设置网格尺寸 237
5．3．4 初步计算并查看网格 237
5．3．5 光顺网格 238
5．3．6 基于曲率自适应的网格加密 238
5．3．7 再次创建网格 239
5．3．8 切面显示 239
5．4 网格实例四：机翼翼身组合体棱柱形
网格划分 239
5．4．1 打开项目 239
5．4．2 划分棱柱层网格 240
5．4．3 创建机翼尾部密度区 241
5．4．4 再次计算网格并显示 242
5．4．5 光顺网格 242
5．4．6 生成六面体核心网格 242
5．5 网格实例五：二维管道四边形网格
划分 243
5．5．1 新建工程 244
5．5．2 初始化块 244
5．5．3 分割块 244
5．5．4 删除 Blocks 245
5．5．5 关联块顶点到几何点 245
5．5．6 关联Edge到Curve 246
5．5．7 显示关联 247
5．5．8 组合Curves 247
5．5．9 完成边和线的关联 247
5．5．10 移动剩余的顶点到几何上 248
5．5．11 设置网格尺寸 248
5．5．12 生成并显示网格 249
5．5．13 网格质量检查 249
5．5．14 转化成非结构化网格 250
5．6 网格实例六：三维管道六面体结构化
网格 250
5．6．1 新建工程 250
5．6．2 检查几何拓扑 251
5．6．3 创建Part 251
5．6．4 创建材料点并保存工程 252
5．6．5 初始化块 252
5．6．6 分割块并建立拓扑结构 253
5．6．7 关联曲线 254
5．6．8 初步生成网格 255
5．6．9 初步网格质量评估 255
5．6．10 建立O-grid 255
5．6．11 第二次生成网格 256
5．6．12 第二次网格质量评估 256
5．6．13 网格输出 257
5．7 网格实例七：三维弯管六面体结构化
网格 257
5．7．1 打开项目并创建Parts 257
5．7．2 创建体并初始化块 258
5．7．3 切块和删除部分块 259
5．7．4 关联 259
5．7．5 移动顶点（1） 260
5．7．6 创建第一个O-grid 260
5．7．7 修饰块 261
5．7．8 移动顶点（2） 262
5．7．9 创建第二个O-grid 262
5．7．10 设置网格尺寸并预览网格 263
5．7．11 移动顶点以改善网格质量 264
5．7．12 重新查看网格 264
5．8 网格实例八：管内叶片三维六面体
结构化网格 265
5．8．1 打开工程并创建Parts 265
5．8．2 创建体 266
5．8．3 初始化块 266
5．8．4 创建关联 267
5．8．5 块分割 267
5．8．6 塌陷 268
5．8．7 边关联 268
5．8．8 设置面网格参数 268
5．8．9 网格质量检查 269
5．8．10 创建O-grid 269
5．8．11 中间块删除并计算网格 270
5．8．12 网格质量检查 270
5．9 网格实例九：半球方体三维六面体
结构化网格 271
5．9．1 读入工程 271
5．9．2 初始化块 272
5．9．3 建立拓扑（1） 273
5．9．4 关联（1） 273
5．9．5 设置网格参数（1） 273
5．9．6 预览网格并检查网格质量 274
5．9．7 建立拓扑（2） 275
5．9．8 关联（2） 275
5．9．9 设置网格参数（2） 276
5．9．10 计算网格 276
5．9．11 检查网格质量 277
5．9．12 局部网格参数设置 277
5．10 网格实例十：托架三维六面体结构化
网格 277
5．10．1 创建新项目 278
5．10．2 初始化块 278
5．10．3 移动块顶点 279
5．10．4 分块（1） 279
5．10．5 关联并移动顶点 280
5．10．6 创建块 280
5．10．7 关联 281
5．10．8 分块（2） 281
5．10．9 创建O-grid 282
5．10．10 设置边缘O-grid 283
5．10．11 计算网格 283
5．10．12 网格质量评估 284
5．10．13 网格镜像 285
第6章 综合实战案例一 286
6．1 算例一：空调房间室内气流组织
模拟 286
6．1．1 介绍 286
6．1．2 方法和设置 286
6．1．3 前期要求 286
6．1．4 问题描述 287
6．1．5 准备 287
6．1．6 设置和求解 287
6．1．7 总结 291
6．2 算例二：管内流动的模拟 291
6．2．1 介绍 291
6．2．2 方法和设置 291
6．2．3 前期要求 291
6．2．4 问题描述 291
6．2．5 准备 291
6．2．6 设置和求解 292
6．2．7 总结 301
6．2．8 参考文献 301
6．2．9 练习与讨论 301
6．3 算例三：外掠平板的流场与换热 301
6．3．1 介绍 301
6．3．2 方法和设置 301
6．3．3 前期要求 302
6．3．4 问题描述 302
6．3．5 准备 302
6．3．6 设置与求解 302
6．3．7 总结 310
6．3．8 参考文献 310
6．3．9 练习与讨论 310
6．4 算例四：进气歧管的流动模拟 311
6．4．1 介绍 311
6．4．2 方法和设置 311
6．4．3 前期要求 311
6．4．4 问题描述 311
6．4．5 准备 312
6．4．6 设置和求解 312
6．4．7 总结 319
6．4．8 参考文献 319
6．4．9 练习与讨论 319
6．5 算例五：渐缩渐扩管的无粘与可压缩
流动模拟 319
6．5．1 介绍 319
6．5．2 方法和设置 319
6．5．3 前期准备 319
6．5．4 问题描述 320
6．5．5 准备 320
6．5．6 设置和求解 320
6．5．7 总结 327
6．5．8 参考文献 327
6．5．9 练习与讨论 327
6．6 算例六：模拟水箱的水波运动 327
6．6．1 介绍 327
6．6．2 方法和设置 327
6．6．3 前期要求 327
6．6．4 问题描述 328
6．6．5 准备 328
6．6．6 设置和求解 328
6．6．7 总结 335
6．6．8 练习与讨论 335
6．7 算例七：水平膜状沸腾 336
6．7．1 介绍 336
6．7．2 前期要求 336
6．7．3 问题描述 336
6．7．4 设置和求解 336
6．7．5 分析 341
6．7．6 总结 342
6．8 算例八：机翼绕流可压缩流动的
模拟 342
6．8．1 介绍 342
6．8．2 方法和设置 343
6．8．3 前期要求 343
6．8．4 问题描述 343
6．8．5 准备 343
6．8．6 设置和求解 343
6．8．7 总结 350
6．8．8 练习与讨论 350
6．9 算例九：利用欧拉模型解决搅拌器
混合问题 350
6．9．1 介绍 350
6．9．2 方法和设置 351
6．9．3 问题描述 351
6．9．4 设置和求解 351
6．10 算例十：利用多相流混合模型和欧拉模型
求解T形管流动 360
6．10．1 介绍 360
6．10．2 方法和设置 360
6．10．3 问题描述 361
6．10．4 设置和求解 361
6．11 算例十一：对固体燃料电池进行流体动
力学模拟 368
6．11．1 介绍 368
6．11．2 方法和设置 368
6．11．3 问题描述 368
6．11．4 设置与求解 368
第7章 综合实战案例二 378
7．1 算例十二：使用喷尿素法并利用选择性非催化还原法（SNCR）进行NOx
模拟 378
7．1．1 介绍 378
7．1．2 方法和设置 378
7．1．3 前期要求 378
7．1．4 问题描述 379
7．1．5 准备 379
7．1．6 设置和求解 379
7．2 总结 384
7．3 算例十三：使用混合物模型模拟质量和热量交换 384
7．3．1 介绍 384
7．3．2 前期要求 384
7．3．3 问题描述 384
7．3．4 设置和求解 385
7．4 算例十四：使用用户自定义标量模拟电加热（欧姆加热） 390
7．4．1 介绍 390
7．4．2 方法和设置 390
7．4．3 前期要求 390
7．4．4 问题描述 390
7．4．5 准备 391
7．4．6 设置和求解 391
7．4．7 总结 399
7．4．8 练习与讨论 399
7．5 算例十五：顶盖驱动的腔体流动 400
7．5．1 介绍 400
7．5．2 方法和设置 400
7．5．3 前期要求 400
7．5．4 问题描述 400
7．5．5 准备 400
7．5．6 设置和求解 400
7．5．7 总结 406
7．5．8 参考文献 407
7．5．9 练习与讨论 407
7．6 算例十六：引擎流场模拟 407
7．6．1 介绍 407
7．6．2 方法和设置 407
7．6．3 前期要求 407
7．6．4 问题描述 408
7．6．5 准备 408
7．6．6 设置和求解 408
7．6．7 总结 423
7．6．8 练习和讨论 424
7．7 算例十七：使用EBU（Eddy Break Up，涡破碎）模型模拟煤粉燃烧 424
7．7．1 介绍 424
7．7．2 技巧和设置 424
7．7．3 前期要求 424
7．7．4 问题描述 424
7．7．5 准备 425
7．7．6 设置和求解 425
7．7．7 结果 436
7．8 算例十八：多步焦炭反应模拟 436
7．8．1 介绍 436
7．8．2 技巧和设置 436
7．8．3 前期要求 436
7．8．4 问题描述 436
7．8．5 准备 437
7．8．6 设置和求解 437
7．8．7 结果 444
7．8．8 总结 444
7．9 算例十九：利用EDC燃烧模型模拟
扩散火焰 445
7．9．1 介绍 445
7．9．2 前期要求 445
7．9．3 问题描述 445
7．9．4 准备 445
7．9．5 设置和求解 445
7．9．6 总结 453
7．10 算例二十：扩散射流火焰的PDF输运
方程模型模拟 454
7．10．1 介绍 454
7．10．2 技巧和设置 454
7．10．3 实验概况 454
7．10．4 前期要求 454
7．10．5 问题描述 454
7．10．6 准备 455
7．10．7 设置和求解 455
7．10．8 总结 461
7．11 算例二十一：模拟圆形通道的表面
反应 461
7．11．1 介绍 461
7．11．2 准备 461
7．11．3 设置和求解 461
第8章 综合实战案例三 465
8．1 算例二十二：模拟二维流化床的均匀
流化作用 465
8．1．1 介绍 465
8．1．2 前期要求 465
8．1．3 问题描述 465
8．1．4 设置和求解 466
8．2 算例二十三：液体燃料燃烧 469
8．2．1 介绍 469
8．2．2 技巧和设置 470
8．2．3 前期准备 470
8．2．4 问题描述 470
8．2．5 准备 470
8．2．6 设置和求解 471
8．2．7 总结 478
8．3 算例二十四：偏心环形管道的非牛顿
流体流动模拟 478
8．3．1 介绍 478
8．3．2 技巧和设置 479
8．3．3 前期要求 479
8．3．4 问题描述 479
8．3．5 准备 479
8．3．6 设置和求解 479
8．3．7 总结 489
8．3．8 参考文献 489
8．3．9 练习与讨论 489
8．4 算例二十五：离心式鼓风机模拟 489
8．4．1 介绍 489
8．4．2 问题描述 490
8．4．3 准备 490
8．4．4 设置和求解 490
8．4．5 总结 498
8．5 算例二十六：圆柱绕流模拟 498
8．5．1 介绍 498
8．5．2 问题描述 498
8．5．3 准备 498
8．5．4 设置和求解 498
8．5．5 总结 506
8．5．6 参考文献 506
第9章 综合实战案例四 507
9．1 算例二十七：求解流固耦合换热
问题 507
9．1．1 介绍 507
9．1．2 问题描述 507
9．1．3 准备工作 508
9．1．4 设置和求解 508
9．2 总结 519
9．3 算例二十八：使用太阳光辐射加载模型模
拟室内通风过程 519
9．3．1 介绍 519
9．3．2 问题描述 520
9．3．3 准备工作 520
9．3．4 设置与求解 520
9．4 附录 527
9．5 算例二十九：利用FLUENT模拟核状沸
腾换热过程 527
9．5．1 介绍 527
9．5．2 问题描述 528
9．5．3 准备工作 528
9．5．4 步骤和求解：单相流动 528
9．5．5 求解设置：沸腾流 532
9．6 算例三十：使用FLUENT的VOF多相
流模型模拟大坝泄洪过程 541
9．6．1 问题描述 541
9．6．2 准备工作 542
9．6．3 设置与求解 542
9．7 总结 546
9．8 算例三十一：模拟离心泵的空化
现象 546
9．8．1 问题描述 546
9．8．2 准备工作 547
9．8．3 设置与求解 547
9．9 总结 551
9．10 算例三十二：模拟喷雾蒸发过程 552
9．10．1 准备工作 552
9．10．2 问题描述 552
9．10．3 设置和求解 552
准备工作 552
9．11 总结 568
9．12 进一步改进 568
9．13 算例三十三：使用非预混燃烧模型模拟
燃烧问题 568
9．13．1 前提条件 568
9．13．2 问题描述 569
9．13．3 设置和求解 569
9．14 总结 581
9．15 参考文献 581
9．16 进一步改进 581
9．17 算例三十四：使用有限速率化学反应
模型分析锥形室内的预混化学
反应流 581
9．17．1 问题描述 582
9．17．2 设置和求解 582
9．17．3 结果 590
9．18 总结 590
9．19 参考文献 591
9．20 算例三十五：选择性催化还原（SCR）
的脱硝过程模拟 591

9．20．1 网格 591
9．20．2 前期准备 592
9．20．3 问题描述 592
9．20．4 准备工作 592
9．20．5 设置和求解 592
9．21 总结 601
9．22 算例三十六：壁面温度正弦状变化的
UDF设置及模拟 601
9．22．1 问题描述 601
9．22．2 准备工作 601
9．22．3 设置和求解 602
9．23 结果 603
9．24 总结 604
9．25 算例三十七：随温度而变化之粘性的
UDF设置及模拟 604
9．25．1 问题描述 604
9．25．2 准备工作 604
9．25．3 设置和求解 604
9．26 结果 607
9．27 总结 607
参考文献 608

流体动力学工程仿真的艺术与实践：迈向精通之路 在现代工程设计与分析的浩瀚领域中，流体动力学（CFD）已成为不可或缺的利器。它以前所未有的精度和效率，揭示了流体行为的内在奥秘，为航空航天、汽车制造、能源开发、生物医学等诸多前沿学科提供了强有力的技术支撑。本书并非泛泛而谈，而是旨在带领读者深入理解CFD工程仿真的核心理念，并结合实际案例，掌握主流CFD软件的运用精髓，最终实现从理论到实践的飞跃。 一、 CF​​D工程仿真的基石：深入理解物理模型与数值方法 任何强大的工具，都需要扎实的基础作为支撑。在CFD领域，这便是对流体动力学基本物理模型的深刻洞察，以及对其数值求解方法的清晰认知。本书将首先引导您构建坚实的理论基础，而非止步于软件操作的皮毛。 流体动力学基本方程的剖析： 我们将从最根本的纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equations）出发，深入解析其物理意义，理解动量守恒、质量守恒以及能量守恒定律如何在流体运动中体现。我们将探讨不同流体行为的适用模型，例如不可压缩流、可压缩流、层流、湍流等，并分析它们各自的特点和数学描述。理解这些基本方程，是后续进行建模和求解的前提。 湍流建模的智慧： 湍流是工程CFD中最具挑战性的问题之一，其复杂性对计算资源和模型选择提出了极高的要求。本书将系统梳理常见的湍流模型，包括雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型（如 Spalart-Allmaras, k-epsilon, k-omega 系列）、大涡模拟（LES）以及直接数值模拟（DNS）。我们将深入探讨各种模型的适用范围、物理假设、优缺点以及在不同工程问题中的应用策略，帮助您根据具体算例选择最合适、最高效的湍流模型。 数值方法的演进与选择： CF​​D仿真的核心在于将连续的物理方程转化为离散的数值形式进行求解。本书将详细介绍有限体积法（FVM）和有限元法（FEM）这两种主流的数值离散技术，深入分析其基本原理、网格生成方法、插值格式、求解器选择以及收敛性与稳定性的评估。您将理解为何有限体积法在CFD领域占据主导地位，并学习如何根据物理问题的特点选择合适的数值方法和离散格式，以保证计算结果的准确性和可靠性。 边界条件的设定： 边界条件是CFD仿真的“眼睛”和“嘴巴”，它们决定了流体与外界的相互作用，直接影响着计算结果的物理现实性。本书将详尽讲解不同类型的边界条件，包括速度入口、压力出口、对称边界、壁面边界（无滑移、滑移）、自由流边界等，并阐述如何根据实际工程问题精确设定这些条件，避免引入不必要的误差。 二、 核心CFD软件的实战精通：从几何建模到后处理的全流程掌握 理论的深度离不开实践的检验。本书将带领您深入掌握业界领先的CFD软件，将其作为实现您工程创想的强大助手。我们将通过具体的案例，让您体验从前处理到后处理的完整仿真流程。 GAMBIT：构建高品质仿真几何的基石 几何建模的艺术： GAMBIT作为一款强大的前处理工具，在几何建模方面扮演着至关重要的角色。本书将详细介绍GAMBIT的用户界面和核心功能，从简单的二维几何创建，到复杂的曲面造型和实体建模。您将学习如何利用草图绘制、布尔运算、曲面编辑、特征识别等工具，精确构建出与实际问题相符的几何模型。 高质量网格的生成： 网格是CFD仿真的“骨骼”，其质量直接决定了计算的精度和效率。本书将系统讲解GAMBIT的网格生成策略，包括结构网格、非结构网格、混合网格等。您将学习如何控制网格密度、网格质量（如纵横比、畸变度、正交性）、网格类型（如四面体、六面体、棱柱体），并掌握边界层网格、局部网格细化等高级技术，以生成适应不同流动区域特性的高质量网格。 物理模型的初步定义： 在GAMBIT中，您还将学习如何初步定义仿真所需的物理模型和边界区域，为后续在CFD求解器中进行详细设置打下基础。 FLUENT：求解复杂流体问题的引擎 求解器设置的奥秘： FLUENT是业界应用最广泛的CFD求解器之一。本书将带领您逐步深入FLUENT的求解器设置流程。您将学习如何选择合适的求解器类型（稳态、瞬态）、压力-速度耦合算法（如 SIMPLE、PISO）、空间离散格式（如二阶迎风、中心差分），以及如何根据物理问题选择湍流模型、传热模型、多相流模型等。 物性参数与源项的定义： 精确的物性参数是仿真准确性的基础。本书将指导您如何导入或定义流体和固体材料的密度、粘度、热导率等物性参数，以及如何添加源项来模拟能量、质量或动量的产生与消耗。 仿真过程的监控与优化： 在仿真计算过程中，对收敛性进行监控至关重要。您将学习如何查看残差曲线、监测关键物理量（如压力、速度、温度），并根据监控结果对求解器设置进行调整和优化，以达到稳定高效的收敛。 ICEM CFD：卓越的几何处理与网格生成利器 强大的CAD导入与修复能力： ICEM CFD在处理复杂的CAD几何方面具有独特的优势。本书将介绍如何导入各种格式的CAD模型，并利用其强大的修复工具，高效地处理几何缺陷，例如缝隙、重叠面、不连续边等，确保几何模型的完整性和可用性。 多尺度的网格控制： ICEM CFD提供了精细化的网格控制能力，能够生成高质量、满足复杂边界要求的网格。您将学习如何进行局部网格细化、曲率驱动网格、体映射网格，以及如何生成贴体边界层网格，以精确捕捉流动分离、湍流边界层等关键流动现象。 多区域模型与网格划分： ICEM CFD支持复杂的多区域几何划分和网格生成，这对于包含多个部件或复杂结构的仿真尤为重要。本书将演示如何利用ICEM CFD进行有效的区域划分和不同类型网格的组合，为多物理场耦合仿真打下基础。 Tecplot：可视化与后处理的艺术 数据导入与可视化： Tecplot是一款功能强大的CFD数据后处理软件。本书将指导您如何将CFD仿真结果导入Tecplot，并学习各种可视化技术，包括二维/三维云图、流线图、矢量图、等值面图、切片图等，将抽象的数值数据转化为直观的图形，以便深入分析流动特性。 定量分析与结果评估： 除了直观的图形展示，Tecplot还提供了丰富的定量分析工具。您将学习如何提取特定位置的物理量数据、计算积分量（如阻力、升力、质量流量）、进行数据插值和统计分析，从而对仿真结果进行全面、客观的评估。 报告生成与信息传递： 通过Tecplot，您可以方便地生成高质量的报告图和动画，有效地向他人传达您的仿真结果和分析结论。本书将分享如何制作专业、清晰的图表，以及如何导出高质量的图像和视频。 三、 工程案例实战：融汇贯通，提升解决实际问题的能力 理论的深度和软件的熟练度，最终都需要通过解决实际工程问题来检验和升华。本书将精选一系列典型的工程案例，涵盖流体工程的各个方面，让您在实践中巩固所学知识，并体验CFD仿真在工程设计中的强大价值。 外流场分析： 学习如何对飞机机翼、汽车车身等进行气动外形优化，分析升力、阻力等关键气动参数，提升设计效率。 内流场分析： 掌握管道流动、阀门流动、泵叶轮等内流问题的仿真方法，优化系统设计，降低能耗。 传热与多相流分析： 探索换热器、燃烧室、沸腾传热等复杂耦合问题的仿真技术，实现高效的能源利用和可靠的设备设计。 耦合仿真： 介绍流固耦合（FSI）、多物理场耦合（如电磁-流体耦合）的基本理念和实现方法，应对更复杂的工程挑战。 通过对这些案例的深入剖析和动手实践，您将能够： 建立完整的仿真思维链： 从问题定义、模型选择、几何处理、网格生成、求解器设置、结果分析到方案优化，形成一套系统性的工程仿真工作流程。 培养独立解决问题的能力： 面对新的工程问题，您将能够主动分析其物理特性，选择合适的CFD工具和方法，独立完成仿真分析。 提升对CFD仿真结果的解读能力： 不仅能够得到计算结果，更能深入理解结果的物理意义，判断其可靠性，并从中提炼出有价值的设计建议。 结语 精通CFD工程仿真，并非一蹴而就，而是一个持续学习、实践和积累的过程。本书旨在为您铺就一条通往精通之路的坚实起点，通过深入的理论讲解、详实的软件操作指导和贴近实际的工程案例，助您掌握CFD的核心技术，提升工程实践能力，在日新月异的科技浪潮中，成为一名卓越的流体动力学工程师。

评分☆☆☆☆☆

这是一本非常棒的CFD入门教材，作者的讲解深入浅出，对于零基础的读者非常友好。从理论概念的建立，到软件操作的细节，都进行了非常详尽的阐述。书中以大量图示辅助说明，使得复杂的流体力学方程和数值离散方法不再那么晦涩难懂。特别值得称赞的是，作者并没有止步于理论层面，而是通过多个经典的工程仿真案例，一步步带领读者将理论知识应用于实践。从几何建模、网格划分，到求解器设置、结果后处理，每一步都讲解得非常细致，甚至连一些容易出错的细节都给出了温馨提示。例如，在讲到网格质量时，作者不仅解释了为什么网格质量如此重要，还提供了多种检查和优化网格的方法，并给出了不同质量网格下仿真结果的对比，让读者直观地感受到网格质量对计算精度的影响。这些案例的设计也很有代表性，涵盖了流体动力学、传热学等多个领域，对今后独立进行CFD项目开发有着极大的指导意义。总而言之，这本书为我打开了CFD工程仿真的大门，让我对这个领域产生了浓厚的兴趣，并有信心去应对更复杂的挑战。

评分☆☆☆☆☆

在我最近的CFD学习之旅中，这本书无疑是我的“救命稻草”。我之前尝试过几本其他的书，但总觉得要么理论讲得太深奥，要么案例太简单，无法满足我实际工作的需求。这本书恰好填补了这一空白。它在理论部分的讲解上，虽然也提及了一些数学推导，但更多的是侧重于概念的理解和物理意义的剖析，这对于我这种更偏向工程应用的人来说非常重要。最让我惊喜的是，书中对于FLUENT、GAMBIT、ICEM CFD和Tecplot这几款主流CFD软件的结合使用，进行了非常系统的梳理。它不是孤立地介绍某个软件的功能，而是将它们有机地串联起来，展示了一个完整的CFD工程仿真流程。比如，它会教你如何在GAMBIT中进行高效的几何建模和网格划分，如何在ICEM CFD中处理更复杂的几何体和生成高质量网格，如何在FLUENT中设置各种物理模型和求解参数，最后又如何在Tecplot中进行精美的后处理和可视化。这种“全流程”的教学方式，让我真正掌握了CFD仿真的核心技能，而不是停留在“点”上。

评分☆☆☆☆☆

对于我来说，这本书最大的价值在于其提供的“方法论”。它不仅仅是教你如何使用某款软件的按钮，而是告诉你“为什么”要这样做。在讲解数值方法时，作者并没有像数学专著那样堆砌复杂的公式，而是用通俗易懂的比喻和图示，让我理解了有限体积法、离散化等基本原理。更重要的是，它教会了我如何“思考”一个CFD问题。例如，在网格划分阶段，它会引导你考虑网格的疏密程度如何影响精度和效率，在求解器设置阶段，它会让你理解不同收敛标准的意义，以及如何判断仿真的收敛性。书中对于误差分析和结果验证的讲解也尤为精彩，它强调了CFD仿真结果并非“绝对正确”，而是需要通过与实验数据对比或理论解进行验证，才能保证其可靠性。这种严谨的科学态度贯穿全书，让我认识到CFD工程仿真不仅仅是技术的堆砌，更是科学方法和工程智慧的结晶。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在购买这本书之前，我对其内容深度和实用性是有些疑虑的。毕竟“精通”二字的分量不轻，而且工程仿真领域技术更新换代也很快。然而，读完后，我的疑虑被一扫而空，取而代之的是满满的收获感。这本书的亮点在于其“案例实战”的深度。作者选取的案例并非简单的“Hello World”级别，而是涉及了例如翼型绕流、换热器设计、多相流模拟等一些具有一定复杂度的工程问题。对于每一个案例，作者都详细地解析了其背后的物理机理，并深入地阐述了如何将其转化为CFD模型。例如，在进行翼型绕流模拟时，它会引导你选择合适的湍流模型，如何对边界条件进行设置，以及如何分析升阻力系数的变化趋势。在换热器设计案例中，它则会教你如何处理流固耦合问题，如何进行多物理场耦合仿真。这些真实的工程问题以及解决这些问题的具体方法，对于我提升实际工程项目中的CFD应用能力起到了至关重要的作用，让我能够更自信地面对工作中的各种仿真挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！我是一名初入CFD领域的工程师，对软件操作和理论知识都还有些模糊。幸运的是，我找到了这本《精通CFD工程仿真与案例实战》。它最让我满意的地方在于其“进阶性”的设计。虽然是第二版，但它并没有因为内容的充实而变得冗长。作者很聪明地将一些基础概念和软件操作穿插在案例中进行讲解，这样既不会让初学者感到枯燥，又能让有一定基础的读者快速找到自己需要的内容。书中对FLUENT等软件的界面和常用功能进行了详尽的介绍，并通过大量的截图和步骤说明，让我能够跟着书中的示例一步步操作，从而熟练掌握软件的使用技巧。而且，每个案例的难度都在逐步提升，从简单的层流流动到复杂的湍流、传热问题，让我感觉自己在不断挑战自我，学习的进步是显而易见的。这本书的语言风格也十分亲切，就像一位经验丰富的导师在耳边指导，让我学习起来毫无压力。

评分☆☆☆☆☆

快递挺好，但是书里讲的不是新版本，应该做一些改变了

评分☆☆☆☆☆

超级品类日买的书，价钱还是很划算的，买了好多书，希望下次还有类似活动，别一直送优惠券啊，这样下去我管不住我的手。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

发货很快。。。。。。。。。。。～

评分☆☆☆☆☆

挺好的

评分☆☆☆☆☆

书质量一般

评分☆☆☆☆☆

物流非常快，质量很好，京东自营的，非常不错

评分☆☆☆☆☆

在CFD方面这本书非常有帮助！

评分☆☆☆☆☆

感觉给的光盘里面的视频，不太好，不详细。书还可以

评分☆☆☆☆☆

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