FLUENT入门与进阶教程

FLUENT入门与进阶教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:北京理工大学
作者:于勇
出品人:
页数:292
译者:
出版时间:2008-9
价格:38.00元
装帧:
isbn号码:9787564016814
丛书系列:
图书标签:
  • fluent
  • 计算流体力学
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具体描述

《FLUENT入门与进阶教程》是一本介绍计算流体力学软件FLUEN'T应用方法的指导性教材。全书基于FLUENT6.3.26、GAMBIT2.2.30版本,以实例的方式对软件的使用方法进行说明与介绍。全书主要内容包括FLUENT软件概述、流体力学与计算流体力学基础、流体流动的数值模拟、自然对流与辐射传热、离散相的数值模拟、多相流模型、燃烧的数值模拟一组分输运与化学反应模型、移动与变形区域中流动问题的模拟、FLUENT中常用的边界条件、用户自定义函数UDF、并行计算等。每个章节中的实例均有详细的说明与详尽的操作步骤,读者按照书中的提示与步骤操作即可完成一个具体问题的数值模拟与分析,进而逐步掌握利用FLUEN'T进行流体流动与传热数值模拟的基本方法和技巧。《FLUENT入门与进阶教程》所选实例具有代表性,有一定的难度(例如飞行器外流与复杂旋风分离器内流的数值模拟),读者可以通过这些实例的学习迅速掌握解决实际工程问题的思路与方法。

《流体动力学计算:从基础到应用》 本书是一本系统介绍计算流体动力学(CFD)理论与实践的教程。它旨在为读者提供坚实的CFD基础知识,并引导他们掌握实际工程应用中的关键技术。本书内容涵盖了CFD的起源、基本原理、数值方法、离散化技术、求解算法,以及在航空航天、汽车工程、能源、环境工程等多个领域的广泛应用。 核心内容概览: CFD基础理论: 流体动力学方程: 详细阐述纳维-斯托克斯方程(Navier-Stokes Equations)的推导过程,包括质量守恒(连续性方程)、动量守恒(Navier-Stokes方程)和能量守恒方程。深入分析这些方程在不同流体流动现象(如层流、湍流、不可压缩流、可压缩流)中的表现形式和适用条件。 流场基本概念: 讲解速度场、压力场、温度场、密度场等关键概念,以及流线、迹线、涡量、散度等物理量在描述流体运动中的意义。 流体性质: 讨论流体的粘性、密度、导热性、比热容等物性参数对流动行为的影响。 数值方法与离散化: 离散化方法: 详细介绍将连续的偏微分方程转化为离散代数方程的各种方法,重点讲解有限差分法(Finite Difference Method)、有限体积法(Finite Volume Method)和有限元法(Finite Element Method)。针对有限体积法,会深入讲解其在CFD中的优势,包括守恒性。 网格生成: 阐述结构网格、非结构网格、混合网格等不同网格类型的特点与生成方法。讨论网格质量对计算精度和稳定性的影响,以及网格划分的策略,包括局部网格加密技术。 离散化方程求解: 介绍求解线性代数方程组的迭代方法,如高斯-赛德尔法(Gauss-Seidel)、共轭梯度法(Conjugate Gradient Method)等,并讨论隐式与显式方法的区别。 湍流模型: 湍流的性质: 讲解湍流的随机性、涡旋结构、能量耗散等特征,以及雷诺平均(Reynolds Averaging)的概念。 雷诺应力模型(RSM): 深入介绍RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方程的推导,以及对雷诺应力进行建模的各种方法,包括代数应力模型(ASM)和张量应力模型。 常用湍流模型: 详细讲解各类RANS模型的原理、适用范围和优缺点,例如: 零方程模型(代数模型): 如混合长度模型。 单方程模型: 如Spalart-Allmaras模型。 双方程模型: 如标准k-ε模型、Renormalization Group k-ε模型(RNG k-ε)、Realizable k-ε模型、标准k-ω模型、SST k-ω模型。 大涡模拟(LES)与直接数值模拟(DNS): 简要介绍LES和DNS的概念、基本原理及其在处理复杂湍流问题中的应用,并对比其与RANS方法的计算成本和精度。 CFD工作流程与应用: 前处理: 讲解几何建模、网格生成、边界条件设置(如速度入口、压力出口、壁面、对称边界等)、材料属性定义等前处理步骤。 求解: 介绍求解器的选择、求解策略(如隐式/显式求解、压力-速度耦合算法如SIMPLE、PISO等)、收敛判据的设定。 后处理: 讲解数据可视化技术,包括流线图、等值线图、矢量图、表面温度分布图、截面图等,以及数据提取和分析方法,如计算升力、阻力、质量流量、压降等。 案例研究: 通过具体工程实例,展示CFD在不同领域的应用,例如: 航空航天: 飞机翼型绕流、发动机进气道设计、火箭尾焰分析。 汽车工程: 汽车外形气动优化、发动机燃烧室仿真、车内通风系统。 能源与环境: 燃气轮机叶片传热、锅炉燃烧、水轮机设计、建筑通风、污染物扩散模拟。 生物医学: 血液流动模拟、呼吸系统气体交换。 工业过程: 混合器设计、管道流动、热交换器优化。 高级主题(选讲): 多相流模拟: 介绍欧拉-欧拉模型、欧拉-拉格朗日模型等用于模拟气液、气固、液液等混合物流动的方法。 传热传质: 讲解包含自然对流、强制对流、辐射传热以及组分混合的耦合模拟。 声学模拟: 介绍CFD在预测气动噪声中的应用。 可压缩流模拟: 讲解处理高马赫数流动的数值方法和模型。 本书力求理论与实践相结合,通过清晰的数学推导和丰富的实例分析,帮助读者理解CFD的核心概念,掌握实用的CFD技术,并能独立开展相关的工程计算与分析。无论您是初学者,还是希望深入理解CFD原理并将其应用于复杂工程问题的研究者,本书都将是您宝贵的参考。

作者简介

目录信息

第1章 FLUENT软件概述 1.1 FLUENT软件包的组成 1.2 FLUENT软件包的工程应用背景 1.3 FLUENT 6.3的新特性 1.4 FLuENT软件包的安装与运行 1.4.1 FLUENT软件包的安装 1.4.2 FLUENT软件包的运行 1.5 FIUENT的一个简单实例 1.5.1 问题描述 1.5.2 实例分析 1.5.3 实例操作步骤第2章 流体力学与计算流体力学基础 2.1 流体力学基础 2.1.1 一些基本概念 2.1.2 流体流动的分类 2.1.3 边界层与绕流阻力 2.1.4 可压缩流体流动——气体动力学基础 2.1.5 流体流动的控制方程 2.2 计算流体力学基础 2.2.1 计算流体力学的求解过程 2.2.2 数值模拟方法和分类 2.2.3 有限容积法的基本思想 2.2.4 FVM的求解方法第3章 流体流动的数值模拟 3.1 流体流动概述 3.2 二维定常可压缩流场分析——NACA 0006翼型气动力计算 3.2.1 概述 3.2.2 实例简介 3.2.3 实例操作步骤 3.3 二维非定常不可压缩流场分析——卡门涡街 3.3.1 概述 3.3.2 实例简介 3.3.3 实例操作步骤 3.4 三维定常可压缩流动——多翼飞行器外流流场 3.4.1 概述 3.4.2 实例简介 3.4.3 实例操作步骤 3.5 三维定常不可压缩流动——旋风分离器内流场模拟 3.5.1 概述 3.5.2 实例简介 3.5.3 实例操作步骤第4章 自然对流与辐射传热 4.1 概述 4.1.1 选择辐射模型的标准 4.1.2 各种辐射模型的优点和局限性 4.1.3 浮力驱动流动与自然对流 4.2 实例 4.2.1 实例操作步骤 4.2.2 小结第5章 离散相的数值模拟 5.1 离散相模型概述 5.1.1 离散相模型的应用限制 5.1.2 粒子与湍流相互作用简介 5.1.3 非耦合与相间耦合 5.1.4 离散相模型的计算策略 5.2 旋风分离器内颗粒轨迹的模拟 5.2.1 模拟对象描述 5.2.2 实例操作步骤 5.2.3 实例小结第6章 多相流模型 6.1 多相流概述 6.1.1 多相流动的分类 6.1.2 多相流动系统的例子 6.2 多相流模型的选择方法 6.2.1 多相流动模拟的方法 6.2.2 三种欧拉多相流模型选择原则 6.3 VOF模型 6.3.1 概述 6.3.2 实例简介 6.3.3 实例操作步骤 6.4 Mixture混合模型 6.4.1 概述 6.4.2 实例简介 6.4.3 实例操作步骤 6.5 Eulerian(欧拉)模型 6.5.1 概述 6.5.2 实例简介 6.5.3 实例操作步骤第7章 燃烧的数值模拟一组分输运与化学反应模型 7.1 概述 7.1.1 层流有限速率模型 7.1.2 涡耗散模型 7.1.3 涡—耗散—概念(EDC)模型 7.2 二维甲烷燃烧器的模拟 7.2.1 模拟对象描述 7.2.2 实例操作步骤 7.2.3 实例小结第8章 移动与变形区域中流动问题的模拟 8.1 移动与变形区域中流动问题概述 8.1.1 单一旋转坐标系SRF中的流动计算 8.1.2 多重参考系MRF模型 8.1.3 混合平面模型(Mixing:Plane Model) 8.1.4 滑移网格模型(Sliding Meshs) 8.1.5 动网格模型(Dynamic Meshs) 8.2 多重参考系MRF模型的应用 8.2.1 概述 8.2.2 实例简介 8.2.3 实例操作步骤 8.3 Sliding Meshs滑移网格模型的应用 8.3.1 实例简介 8.3.2 实例操作步骤 8.4 动网格模型的应用 8.4.1 概述 8.4.2 实例简介 8.4.3 实例操作步骤第9章 FLUENT中常用的边界条件 9.1 FLUENT中的边界条件简介 9.1.1 FLIYENT中边界条件的分类 9.1.2 FLUYENT中边界条件的设置方法 9.2 FLUENT中流动入口和出口边界条件 9.2.1 流动边界条件简介 9.2.2 边界上湍流参数的确定 9.3 FLUENT中常用的边界条件 9.3.1 压力进口边界条件 9.3.2 速度进口边界条件 9.3.3 质量流进口边界条件 9.3.4 压力出口边界条件 9.3.5 出流(Outflow)边界条件 9.3.6 压力远场边界条件 9.3.7 固壁边界条件 9.3.8 流体区域 9.3.9 固体区域 9.3.10 周期性边界条件 9.3.11 对称边界条件 9.3.12 内部界面(interior)与交界面(interface) 9.3.13 其他一些边界条件第10章 用户自定义函数UDF 10.1 UDF基础知识 10.1.1 UDF概述 10.1.2 UDF7的功能 10.1.3 网格术语简介 10.1.4 FLIYENT中的数据类型 10.2 UDF宏简介 10.2.1 通用的DEFINE宏 10.2.2 模型相关的宏函数 10.2.3 多相流模型中的宏函数 10.2.4 离散相模型中的宏函数 10.2.5 动网格应用中的宏函数 10.2.6 用户自定义标量(UDS)输运方程中的宏函数 10.3 一些其他的常用宏函数 10.3.1 访问求解器数据的宏函数 10.3.2 做循环操作的宏函数 10.3.3 矢量操作的宏函数 10.3.4 输入输出的宏函数 10.4 UDF的编写 10.4.1 UDF程序编写的基本步骤 10.4.2 UDF的基本格式 10.5 UDF实例 10.5.1 实例简介 10.5.2 没有使用UDF情况下的实例计算结果 10.5.3 使用UDF情况下的实例计算结果 10.5.4 小结第11章 并行计算 11.1 概述 11.2 实例参考文献
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读后感

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用户评价

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这本书的章节编排和内容的深度,让我觉得作者对FLUENT的理解非常透彻,并且很有条理地将复杂的知识体系化了。从最基础的软件安装和界面介绍开始,循序渐进地引导读者进入CFD的世界。我特别欣赏的是,书中对于理论知识的讲解并没有流于表面,而是深入到模型背后的物理原理,例如湍流模型选择的依据、收敛性判定的标准等等,这些都是我在其他地方很难找到如此清晰且易于理解的阐述。我是一名研究生,正在进行一项与传热相关的研究,其中涉及到复杂的对流和辐射耦合问题,对FLUENT的掌握程度直接关系到我研究的进展。这本书的案例分析部分,涵盖了从简单的二维流动到复杂的工业应用场景,这让我非常有信心能够将书中的知识应用到我的实际研究中去。我仔细看了目录,发现里面有专门的章节讲解网格质量对模拟结果的影响,以及如何优化网格,这对我来说是至关重要的,因为我之前常常因为网格问题导致模拟结果不稳定。而且,书中还提及了UDF(用户定义函数)的编写,这更是为进阶学习打下了坚实的基础,我一直希望能够通过UDF来定制自己的物理模型,以满足更个性化的研究需求。

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总而言之,这本书是一本我强烈推荐给任何想要学习FLUENT的读者。无论你是初学者,还是希望进一步提升自己技能的工程师或研究人员,都能从中获得宝贵的知识和经验。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本能够激发学习热情、培养CFD思维的优秀教材。我真的非常感谢作者的辛勤付出,让我能够在CFD的世界里走得更稳、更远。我希望这本书能够帮助更多像我一样对CFD充满热情的人,共同探索流体模拟的无限可能。我还在期待着这本书能够有更多的案例更新,或者出版下一本更深入探讨高级主题的续作,我相信那也会是一本同样精彩的书籍。这本书的内容丰富、讲解清晰、案例实用,完全符合了我对一本优秀技术书籍的所有期待,它已经成为了我学习FLUENT不可或缺的工具。

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这本书的案例选择非常贴近实际工程应用,而不是那种脱离实际的“教科书式”的例子。我看到书中涉及到了化工、航空航天、机械工程等多个领域的典型问题,例如管道内的多相流模拟、翼型绕流的升阻力计算、换热器的性能分析等等。这些案例不仅能够帮助我掌握FLUENT的操作技巧,更能让我了解CFD在不同行业中的具体应用,拓宽了我的视野。我目前在一家工程咨询公司工作,经常需要为客户提供CFD分析服务,而这本书中的案例正好能提供很多解决方案和思路。我特别喜欢书中对一个化工反应器的模拟案例,详细讲解了如何设置反应模型、如何分析反应产物的分布,这对于我目前正在进行的一个相关项目非常有帮助。而且,书中还对不同边界条件下的流动特性进行了深入的分析,这让我在面对复杂几何和流动条件时,能够做出更明智的判断。

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这本书的排版设计和内容呈现方式都非常用心。每一页都清晰明了,重点内容通过加粗、列表等方式突出显示,便于阅读和查找。图片和图表的质量也非常高,清晰地展示了相关的几何模型、网格结构和模拟结果。我特别喜欢书中对几何建模和网格划分的详细步骤讲解,通常这也是CFD学习的难点之一。本书提供了多种网格生成策略,并分析了它们各自的优缺点,这让我能够根据不同的问题选择最合适的网格方法。我目前正在学习如何处理复杂几何体的网格划分,这本书中的指导对我来说非常有价值。我喜欢书中对于“网格质量”的评价标准,例如正交性、纵横比等,以及如何通过这些指标来优化网格,这对于获得高质量的模拟结果至关重要。而且,书中还提供了一些关于如何处理“网格变形”和“滑移网格”的技巧,这对于模拟移动边界的流动非常有帮助。

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我惊喜地发现,这本书的内容远远超出了我对“入门”的预期,它在很多进阶领域也进行了深入的探讨。例如,在数值离散方法、求解器算法的选择以及并行计算的优化等方面,都有着非常详细的介绍和对比分析。我之前一直对CFD的数值方法感到困惑,不清楚在什么情况下应该选择哪种求解器,以及它们各自的优缺点是什么。这本书用图文并茂的方式,清晰地解释了这些内容,让我对FLUENT的计算核心有了更深层次的理解。我目前的学习方向是生物医学工程,需要模拟人体的血液流动,这是一个非常复杂的非牛顿流体和湍流耦合问题。这本书中提及的关于处理非牛顿流体和湍流的方法,让我觉得非常有启发性,并且为我未来的研究方向提供了重要的技术参考。而且,书中还对模型误差和网格收敛性进行了专门的讨论,这对于确保模拟结果的可靠性至关重要,我在这方面也学到了很多宝贵的经验。

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这本书的讲解风格非常亲切,就像一位经验丰富的导师在手把手地教你一样,没有那种高高在上的感觉。作者善于用通俗易懂的语言来解释复杂的概念,即使是对于初学者,也不会感到畏惧。我喜欢书中穿插的一些“注意”和“技巧”提示,这些都是作者多年实践经验的总结,能够帮助我避免很多不必要的弯路。例如,在讨论边界条件设置时,书中详细解释了不同边界类型的适用场景,以及设置不当可能导致的错误,这让我豁然开朗。我是一名在校大学生,对CFD领域非常感兴趣,希望通过学习FLUENT来提升自己的专业技能,为将来的就业打下基础。这本书的语言风格让我觉得学习过程是愉悦的,而不是枯燥的。我特别喜欢书中提到的一个关于“残差收敛”的讨论,它用一个非常形象的比喻来解释残差的意义,让我一下子就理解了为什么我们需要关注残差的下降过程。

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这本书的理论深度和广度都让我印象深刻。作者并没有回避那些复杂的数学公式和物理概念,而是将其清晰地呈现出来,并给出合理的解释。我喜欢书中对FLUENT内部算法的剖析,比如压力-速度耦合算法(PISO、SIMPLEC等)的原理和区别,以及各种湍流模型的数学模型和适用条件。这让我觉得,我不仅仅是在学习一个软件的操作,更是在学习CFD的核心计算方法。我是一名对CFD理论充满好奇的学习者,希望能够深入理解其背后的原理。这本书满足了我对深度知识的渴求。我尤其欣赏书中对“网格无关性”的研究,详细解释了如何通过网格加密来验证模拟结果的可靠性,这是保证CFD分析准确性的关键步骤,而我之前在这方面做得还不够充分。书中还提到了关于瞬态模拟的收敛性要求,以及如何选择合适的时间步长,这些对于提高模拟效率和准确性都非常重要。

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这本书的封面设计真的非常吸引人,那种沉静而又不失力量的蓝色调,配合上仿佛在空气中流动、交织的流体模拟的图形,瞬间就勾起了我对FLUENT学习的兴趣。我之前接触过一些CFD软件,但总觉得在操作的直观性和结果的可靠性上,总差那么一点意思。拿到这本书,我第一反应就是迫不及待地想翻开看看。我一直在寻找一本能够真正带我入门,并且还能让我深入理解FLUENT核心原理的书籍,尤其是在模型选择、网格生成以及边界条件设置这些关键环节。我希望这本书不仅仅是罗列操作步骤,更能解释“为什么”要这样做,这样才能真正理解软件的内在逻辑,而不是变成一个只会照搬的“点点侠”。看到封面上“入门与进阶”这几个字,我的期待值瞬间拉满,希望它能在我学习FLUENT的道路上成为一本指路明灯,帮助我从一个新手蜕变成一个能够独立解决复杂流体问题的工程师。这本书的纸张质量也很好,印刷清晰,字迹工整,阅读起来非常舒适,这一点对于一本厚厚的专业书籍来说,真的非常重要,能够保证长时间的学习而不至于疲劳。

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我最看重的是这本书的实践指导性。许多技术书籍虽然理论讲得很深,但实际操作起来却让人摸不着头脑,要么是案例过于简单,要么是操作步骤模糊不清。然而,这本书在这方面做得非常出色。它提供的每一个案例,都配有详细的步骤说明,包括关键参数的设置、结果的后处理和分析方法。我跟着书中的步骤,一步步操作,真的能看到模拟结果一步步生成,并且书中的截图非常清晰,能够准确地指向我需要点击的按钮和输入框。这对于我这样动手能力相对较弱的学习者来说,简直是福音。我尤其喜欢书中对于结果可视化部分的讲解,比如如何生成高质量的流线图、速度云图、压力分布图等等,并且如何从中提取有用的工程信息。我目前正在负责一项关于汽车空气动力学的初步研究,需要模拟不同车身造型下的气流情况,而这本书中的案例正好涵盖了类似的几何形状和流动条件,这让我觉得这本书的实用性非常强,能够直接为我的工作提供指导。

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我对这本书的另一个深刻印象是它对FLUENT结果后处理和分析的强调。仅仅得到模拟结果是远远不够的,更重要的是如何从中提取有用的信息,并进行科学的分析。这本书详细讲解了如何使用FLUENT自带的后处理工具,以及如何将数据导出到其他软件进行更深入的分析。我尤其喜欢书中关于如何进行“误差分析”和“不确定性量化”的讨论,这对于提高CFD模拟结果的可信度非常重要。我是一名对科学严谨性要求很高的学习者,这本书的讲解让我受益匪浅。我特别喜欢书中关于如何生成“定制化报告”的部分,以及如何将模拟结果以更直观的方式呈现给非专业人士,这对于我未来的工作非常有帮助。而且,书中还提到了如何利用FLUENT的脚本功能来自动化一些后处理任务,这大大提高了我的工作效率。

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比前一本北理工的fluent教材好多了,不过有些例子可是引用国外的tutorial的,却没有给出参考文献,治学不够严谨啊。

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浅显易懂,言简意赅,入门必备

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比前一本北理工的fluent教材好多了,不过有些例子可是引用国外的tutorial的,却没有给出参考文献,治学不够严谨啊。

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入门学习最好的方法就是做例子,这本书给了很多例子,特别适合入门学习。

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比前一本北理工的fluent教材好多了,不过有些例子可是引用国外的tutorial的,却没有给出参考文献,治学不够严谨啊。

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