流体仿真与应用 基于Fluent仿真计算与应用实例
作者： 刘国勇 著
出版时间： 2017年版
丛编项： 普通高等教育"十三五"规划教材
内容简介
《流体仿真与应用：基于Fluent仿真计算与应用实例/普通高等教育“十三五”规划教材》既重视实例操作及应用，也兼顾CFD的基础理论知识介绍。《流体仿真与应用：基于Fluent仿真计算与应用实例/普通高等教育“十三五”规划教材》采用Cambit前处理几何建模和网格生成、Fluent设置和求解以及Tecplot后处理等完整的CF‘D仿真算例操作过程及步骤。实例操作包括网格生成、流场、温度场、多相流仿真及Tecplot后处理应用等。通过《流体仿真与应用：基于Fluent仿真计算与应用实例/普通高等教育“十三五”规划教材》的学习，可使学生较容易掌握CFD的相关基础理论知识，也能快速、熟练掌握Fluent流体仿真基本操作，更重要是能够利用Fluent软件进行流体流动与传热相关问题的分析及研究。《流体仿真与应用：基于Fluent仿真计算与应用实例/普通高等教育“十三五”规划教材》配有丰富的数字化资源，通过扫描二维码获得《流体仿真与应用：基于Fluent仿真计算与应用实例/普通高等教育“十三五”规划教材》的基础知识PPT、Gambit建模及Fluent求解实例的操作视频、实例操作生成相关软件算例文件。以便读者更好了解及学习CFD的基础理论知识、Fluent软件实例仿真的一般过程。《流体仿真与应用：基于Fluent仿真计算与应用实例/普通高等教育“十三五”规划教材》既可以作为高等院校相关专业本科生的教学用书，也可供从事流体仿真计算相关专业的技术人员参考。
目录
1 计算流体力学发展概述
1.1 计算流体力学概述
1.1.1 计算流体力学发展
1.1.2 数值模拟过程
1.1.3 控制方程的离散方法
1.1.4 数值模拟的优点及局限性
1.2 计算流体力学软件的结构
1.3 常用的计算流体力学软件
习题
2 流体力学基础知识
2.1 流体力学基本概念
2.1.1 流体的属性
2.1.2 流体力学的力与压强
2.1.3 亚音速与超音速流动
2.1.4 研究流体运动的方法
2.1.5 流体运动的描述
2.2 流体力学基本方程及边界条件
2.2.1 连续性方程
2.2.2 运动（动量）方程
2.2.3 能量方程
2.2.4 组分质量守恒方程
2.2.5 牛顿型流体的控制方程
2.2.6 流体流动控制方程的通用形式
2.2.7 初始条件和边界条件
习题
3 湍流的数学模型
3.1 湍流的基本方程
3.2 湍流时均运动控制方程组封闭性方法介绍
3.2.1 雷诺应力类模型
3.2.2 湍动黏度类模型
3.3 湍流κ-ε两方程模型
3.3.1 标准κ-ε两方程模型
3.3.2 RNG κ-ε模型
3.3.3 Realizable κ-ε模型
3.4 近壁区使用κ-ε模型的问题及对策
3.4.1 近壁区流动的特点
3.4.2 近壁区使用κ-ε模型的问题
3.5 雷诺应力模型
3.5.1 雷诺应力输运方程
3.5.2 RSM的控制方程及其解法
3.5.3 对RSM适用性的讨论
3.6 大涡模拟
3.6.1 大涡模拟的控制方程
3.6.2 亚网格模型
3.6.3 大涡模拟的边界条件
习题
4 有限体积法
4.1 扩散问题的有限体积法
4.1.1 一维稳态扩散问题的有限体积法
4.1.2 二维和三维稳态扩散问题的有限体积法
4.1.3 非稳态扩散问题的有限体积法
4.1.4 线性方程组的求解
4.2 对流-扩散问题的有限体积法
4.2.1 一维稳态对流-扩散问题的有限体积法
4.2.2 离散格式的性质
4.2.3 中心差分格式
4.2.4 迎风格式
4.2.5 混合格式
4.2.6 幂指数格式
4.2.7 对流-扩散问题的高阶差分格式——QUICK格式
4.2.8 多维对流-扩散问题的离散格式
习题
5 流场计算数值算法
5.1 引言
5.2 交错网格
5.2.1 基本变量法求解的有关困难
5.2.2 解决方案——交错网格
5.3 运动方程的离散
5.4 SIMPLE算法
5.4.1 压力与速度的修正
5.4.2 压力修正方程
5.4.3 SIMPLE算法的基本思路
5.4.4 SIMPLE算法的讨论
5.4.5 SIMPLE算法压力修正方程的边界条件
5.5 SIMPLER算法
5.6 SIMPLEC算法
5.7 PISO算法
习题
6 网格生成方法
6.1 引言
6.2 结构网格
6.2.1 贴体坐标法
6.2.2 块结构化网格
6.3 非结构网格
6.3.1 概述
6.3.2 阵面推进法
6.3.3 Delaunay三角划分
6.3.4 四又树（2D）与八叉树（3D）方法
6.3.5 阵面推进法和Delaunay三角划分结合算法
6.4 网格生成软件
6.4.1 Gambit
6.4.2 ICEM CFD
6.4.3 TrueGrid
6.4.4 Gridgen
习题
7 Fluent概述
7.1 Fluent的工程应用背景
7.2 Fluent软件包相关知识
7.2.1 Fluent软件组成
7.2.2 各软件之间协同关系
7.3 Fluent软件包的安装及运行
7.3.1 Fluent软件包的安装
7.3.2 Fluent的新特性
7.3.3 Fluent软件包的运行
习题
8 Fluent软件介绍
8.1 Fluent前置模块——Gambit
8.1.1 Gambit图形用户界面（GUI）
8.1.2 Gambit实例简介
8.1.3 Gambit实例操作步骤
8.2 Fluent求解器求解
8.2.1 Fluent图形用户界面
8.2.2 Fluent数值模拟步骤简介
8.2.3 Fluent模拟结果显示
习题
9 速度场计算
9.1 概述
9.2 二维定常速度场计算
9.2.1 概述
9.2.2 实例简介
9.2.3 实例操作步骤
9.3 非定常速度场计算
9.3.1 概述
9.3.2 实例简介
9.3.3 实例操作步骤
习题
10 温度场计算
10.1 概述
10.2 实例简介
10.3 实例操作步骤
10.3.1 利用Gambit建立计算区域和指定边界条件类型
10.3.2 利用Fluent求解器求解
习题
……
11 多相流模型
12 Tecplot软件
参考文献
