ANSYS FLUENT流体分析与工程实例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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段中喆编著 著

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• ANSYS Fluent
• 流体分析
• CFD
• 计算流体力学
• 工程实例
• 数值模拟
• 流体动力学
• 传热学
• 有限元分析
• 工程应用

店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121271021

商品编码：10023850491

出版时间：2015-10-01

作  者:段中喆 编著 定  价:65 出 版 社:电子工业出版社 出版日期:2015年10月01日 页  数:439 装  帧:平装 ISBN:9787121271021 ●部分基础知识与ANSYSFLUENT操作
●第1章计算流体力学（CFD）概述1
●1.1流体力学基础知识1
●1.2计算流体动力学的主要方法2
●1.3计算流体动力学问题的解决过程3
●1.4计算流体动力学商业软件介绍4
●1.4.1前处理软件4
●1.4.2求解器7
●1.4.3后处理13
●1.5本章小结15
●第2章网格基础与基本操作16
●2.1CFD网格前处理16
●2.1.1划分网格的目的16
●2.1.2网格划分的几何要素16
●2.1.3网格形状及拓扑结构17
●2.1.4结构与非结构网格19
●2.1.5壁面和近壁区网格处理原则21
●2.1.6网格质量评价标准23
●2.1.7选择合适的网格23
●2.2Pointwise结构网格的划分24
●部分目录

内容简介

本书详细介绍了ANSYSFLUENT软件的基础理论、操作方法和模拟实例，简单介绍了Pointwise软件和ICEMCFD软件的使用方法。全书共8章。靠前章介绍流体力学的基础知识、CFD发展简史，以及几种主流的CFD前处理、求解器和后处理软件；第2章介绍采用Pointwise划分结构网格和采用ICEM划分非结构网格；第3章讲解ANSYSFLUENT的安装与基本操作，以冷热水换热模型算例进行ANSYSFLUENT流程介绍；第4章讲解ANSYSFLUENT的各种边界条件意义及设置方法；第5章讲解ANSYSFLUENT的湍流模型设置方法及各项参数的意义；第6章对FLUENT中的传热模型、燃烧模型、污染物模型、离散相模型、多相流模型、凝固与熔化模型及气动噪声模型的理论和设置方法进行讲解和说明；第7章对工程中二维流体力学问题给出了11个常用的模型算例；第8章对工程中三维流体力学问题给出了7个算例。

深入流体世界的奥秘：从理论到实践的工程探索 本书旨在带领读者走进宏伟而复杂的流体世界，深入剖析流体行为背后的科学原理，并在此基础上，展现如何将这些理论知识转化为解决实际工程问题的强大工具。我们不局限于单一的软件或技术，而是致力于构建一个全面的理解框架，让读者能够融会贯通，灵活运用各种方法来应对流体工程中的挑战。 第一部分：流体动力学的基石与演进 我们将从流体力学的基本概念入手，如同建筑的根基，为后续深入的探索打下坚实的基础。这里，读者将接触到流体静力学、流体运动学以及流体动力学等核心分支。我们会详细阐述物质的连续介质假设，理解密度、压力、粘度等关键物理量的定义及其在不同流体状态下的表现。 流体静力学： 探讨静止流体所受的力，如压力分布、浮力定律、帕斯卡原理等，并介绍其在液压系统、浮体设计等领域的应用。 流体运动学： 关注流体的运动状态，而不考虑引起运动的力。我们将分析流体质点的速度、加速度、流线、迹线、流管等概念，区分层流与湍流，并引入伯努利方程等描述理想流体运动的能量守恒关系。 流体动力学： 深入研究力与流体运动之间的关系。我们将详细介绍牛顿第二定律在流体力学中的体现，如动量方程。粘性流体的行为将是重点，纳维-斯托克斯方程组的推导与意义将被细致讲解，揭示其在描述真实流体复杂运动中的核心地位。 在此基础上，我们还将追溯流体力学的发展历程，介绍麦克斯韦、雷诺、普朗特等先驱者的贡献，以及现代流体力学理论是如何在他们的基础上不断完善和扩展的。这部分内容将帮助读者建立起对流体科学发展的宏观认识，理解理论演进的脉络。 第二部分：数值模拟的理论框架与方法论 随着计算科学的飞速发展，数值模拟已成为现代流体工程不可或缺的工具。本部分将聚焦于数值模拟的理论基础与通用方法论，为读者理解和应用各种数值分析工具奠定坚实的理论功底。 偏微分方程与数值离散： 流体力学方程组（如纳维-斯托克斯方程）本质上是一组复杂的偏微分方程。我们将介绍求解这些方程的通用数值方法，包括有限差分法、有限体积法和有限元法。读者将了解这些方法的原理，如何将连续的偏微分方程转化为离散的代数方程组，以及不同离散方法的优缺点和适用场景。 网格生成与质量： 任何数值模拟都离不开对计算域进行离散化，即网格划分。我们将探讨不同类型的网格（结构网格、非结构网格、混合网格）及其生成技术，并强调网格质量对计算精度和稳定性的重要影响。如何根据几何形状和流动特点选择合适的网格策略将是关键。 求解算法与收敛性： 离散化得到的代数方程组需要通过迭代或直接求解算法来获得数值解。我们将介绍常见的求解器类型，如压力-速度耦合算法（如SIMPLE族算法）、时间推进格式（如向前欧拉、向后欧拉、Crank-Nicolson等）以及收敛准则和稳定性分析。理解这些算法的工作原理，有助于读者判断模拟结果的可靠性。 湍流模型： 湍流是流体工程中最普遍也是最复杂的现象之一。我们将详细介绍各种湍流模型，包括雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型（如Spalart-Allmaras、k-ε、k-ω模型及其改进型），大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）的概念和适用范围。读者将学习如何根据工程问题的特点选择最合适的湍流模型。 第三部分：关键工程领域的流体分析实践 理论与方法论的铺垫旨在服务于实际工程应用。本部分将深入探讨流体分析在多个关键工程领域的具体应用，通过案例分析和问题导向的学习，帮助读者将所学知识转化为解决实际问题的能力。 航空航天工程： 飞机绕流、发动机进气道设计、机翼气动性能分析、航天器姿态控制等。我们将讨论如何利用流体模拟评估空气动力学特性，优化翼型设计，预测飞行器的升力、阻力等关键参数。 汽车工程： 车辆外形空气动力学优化、发动机冷却系统设计、乘客舱通风与空调、制动系统散热等。本部分将重点关注如何通过模拟减小风阻，提高燃油经济性，改善车内舒适性，以及确保关键部件的可靠运行。 能源与动力工程： 火力发电厂锅炉燃烧与烟气流动、燃气轮机叶片流动、风力发电机组性能分析、水轮机设计、核反应堆冷却等。我们将探讨如何模拟复杂多相流动，优化燃烧效率，预测设备寿命，并确保能源系统的安全稳定运行。 化工与过程工程： 反应器设计与优化、混合器性能评估、分离设备（如塔、精馏柱）内部流动分析、管道输送与泵设计等。读者将了解如何利用流体模拟来提高化学反应效率，优化物料混合，确保分离过程的有效性，并进行流体输送系统的可靠性设计。 环境工程： 城市通风与污染物扩散模拟、河流湖泊水体流动与水质模拟、废水处理过程分析、海洋工程结构物周围水流影响评估等。我们将研究如何利用流体模拟预测环境污染物的传播路径，评估水利工程对生态环境的影响，并设计更有效的污染控制方案。 生物医学工程： 血液流动模拟、呼吸系统流动分析、药物输送系统设计、医疗器械（如人工心脏瓣膜）性能评估等。本部分将展示流体分析在理解和改善人体生理过程，以及开发新型医疗技术方面的巨大潜力。 在每个工程领域，我们将不仅仅停留在理论的介绍，而是会侧重于实际问题的分析框架、建模思路、结果解读和工程决策的制定。我们会讨论如何将实际工程需求转化为数值模拟的输入，如何根据模拟结果对设计进行迭代优化，以及如何结合实验数据对模拟结果进行验证。 第四部分：面向未来的流体工程 最后，我们将展望流体工程的未来发展趋势，包括但不限于： 人工智能与机器学习在流体分析中的融合： 如何利用AI加速湍流模型开发，优化网格生成，预测流动行为，以及实现智能化的设计与控制。 高性能计算与并行计算的发展： 如何利用更强大的计算资源处理更大规模、更精细的流体模拟，以及应对日益复杂的工程问题。 多物理场耦合模拟： 流体现象往往与其他物理现象（如传热、结构变形、化学反应、电磁场等）相互耦合。我们将探讨如何进行多物理场耦合分析，以更全面地理解和解决工程问题。 新型流体材料与微尺度流动： 纳米流体、智能材料以及微流控等新兴领域的研究与应用。 本书的编写宗旨是提供一个系统、全面、深入的学习路径，帮助读者不仅掌握流体分析的工具，更能培养独立分析问题、解决问题的能力，从而在不断发展的工程领域中，成为一名优秀的流体工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本《ANSYS FLUENT流体分析与工程实例》的价值，在我看来，体现在它能够将复杂的CFD理论，通过一系列精心设计的工程案例，变得触手可及。我一直对微流控技术和生物医药领域的应用感到好奇，而这本书中关于微通道内流体输运的分析，恰好满足了我的这一兴趣。作者详细展示了如何在FLUENT中模拟微米尺度的流动，如何考虑表面效应和毛细管力，以及如何分析流体在微通道中的混合和传质过程。他对于网格的细致划分以及如何选择合适的物理模型（例如，考虑表面张力模型）的讲解，让我对微尺度流动的模拟有了更深入的理解。书中还探讨了如何优化微通道的设计，以提高混合效率或实现特定的流体分离功能。这些内容对于我了解生物芯片、药物递送等前沿技术非常有帮助，也让我看到了CFD在生命科学领域的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

《ANSYS FLUENT流体分析与工程实例》这本书提供了一种非常务实和以解决问题为导向的学习路径。我一直对热管理系统很感兴趣，尤其是在电子设备和新能源汽车领域。书中关于电子设备散热的案例，让我对如何通过CFD模拟来优化散热设计有了深入的理解。作者详细讲解了如何对PCB板、散热器等进行建模，如何考虑不同材料的热导率，以及如何设置热源和边界条件来模拟热量的传递过程。他对于如何选择合适的传热模型（如，对流换热、辐射换热）以及如何进行网格划分以捕捉局部的高温区域，都提供了非常实用的指导。我以前总觉得电子设备的热管理是一个非常复杂的问题，但通过这本书的案例，我开始理解CFD在其中所扮演的关键角色，以及如何通过仿真来指导设计，提高散热效率，延长设备寿命。

评分☆☆☆☆☆

《ANSYS FLUENT流体分析与工程实例》这本书的叙述方式非常流畅，它能够将一个原本可能相当复杂的工程问题，分解成一系列易于理解的步骤，并带领读者一步步地解决。我一直对能源领域的应用很感兴趣，而书中关于风力涡轮机气动性能分析的案例，让我受益匪浅。作者详细讲解了如何对风力涡轮机叶片进行建模，如何设置空气动力学边界条件，以及如何通过FLUENT模拟来分析叶片的气动效率、受力情况，以及湍流边界层的发展。他对于网格划分的精细程度以及如何选择合适的湍流模型来捕捉叶片表面的流动特性，都提供了非常详细的指导。书中还探讨了如何进行叶片形状的优化，以提高风力涡轮机的功率输出。这些内容让我对清洁能源技术有了更深入的理解，也认识到了CFD在推动这些技术发展中的关键作用。

评分☆☆☆☆☆

《ANSYS FLUENT流体分析与工程实例》这本书给我最大的惊喜是它在“案例研究”部分所展现出的深度和广度。我之前接触过一些关于FLUENT的书籍，但大多停留在软件功能的介绍，而这本书则真正聚焦于如何运用FLUENT去解决实际的工程问题。书中关于建筑风载分析的案例，让我对如何模拟高层建筑周围的复杂气流有了全新的认识。作者详细介绍了如何建立建筑物的几何模型，如何设置包含来流边界条件的大范围计算域，以及如何利用FLUENT来预测不同风速、风向下的建筑表面压力分布，进而评估风载效应。他对于网格划分策略的讲解也极其细致，特别是如何处理建筑的尖角和复杂结构，以保证计算结果的准确性。此外，书中还提到了如何考虑湍流效应以及如何进行多物理场耦合，例如将CFD与结构力学结合，来分析风载对建筑结构的影响。这些内容让我意识到CFD在现代建筑设计中的重要作用，也为我打开了新的学习方向。

评分☆☆☆☆☆

读完《ANSYS FLUENT流体分析与工程实例》的几个章节，我被它那种循序渐进、由浅入深的讲解方式深深吸引。我之前尝试过一些其他的CFD教程，但往往一开始就陷入复杂的数学公式或者枯燥的软件操作，很快就失去了兴趣。这本书则不同，它从最基础的FLUENT软件界面介绍开始，然后逐步引导读者完成一个简单的案例，在这个过程中，你会自然而然地掌握建模、网格、求解器的基本概念和操作。我尤其喜欢书中关于空气动力学案例的分析，作者通过对汽车外形进行FLUENT模拟，详细展示了如何分析风阻、升力等关键参数，以及如何通过调整车身设计来优化空气动力学性能。他对于网格质量对结果影响的讲解也极其细致，什么时候需要加密网格，什么时候应该使用多面体网格，书中都给出了清晰的指导和解释。更让我惊喜的是，书中有专门一章讲解了并行计算在FLUENT中的应用，这对于处理大型复杂模型非常有帮助，我一直以为这是非常高深的技术，没想到这本书用一种非常易于理解的方式呈现了出来。这本书就像一位耐心尽责的导师，不断地鼓励你动手实践，并在你遇到困难时及时给予指引，让我感觉学习CFD不再是遥不可及的目标，而是可以一步步实现的事情。

评分☆☆☆☆☆

这本《ANSYS FLUENT流体分析与工程实例》真是让我大开眼界！我之前一直对CFD（计算流体动力学）这个领域有点敬而远之，感觉理论太深奥，实践又无从下手。直到我翻开这本书，才发现它就像一座桥梁，将那些晦涩的理论知识巧妙地转化为了生动具体的工程应用。我印象最深刻的是其中关于换热器设计的案例，作者不仅详细讲解了FLUENT建模的每一个步骤，从几何建模、网格划分到物理模型选择、边界条件设置，甚至连收敛准则的设定都考虑到了。更关键的是，他将分析结果与实际工程中的热力学性能进行了详细的对比和讨论，让我们能够理解理论计算如何指导实际设计，如何优化结构以达到更好的传热效果。书中对于流动分离、湍流模型选择的深入剖析，也让我对那些看起来简单的流场图有了更深层次的理解。我以前总觉得湍流是个黑盒子，但通过书中的实例，我开始明白不同的湍流模型对结果的影响有多大，以及在什么情况下应该选择哪种模型。而且，书中的案例覆盖了从航空航天到化工、从建筑到生物医药等多个领域，这让我意识到CFD的应用范围之广，也为我未来的学习和职业发展提供了很多新的思路。总的来说，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的工程师在传授他的知识和智慧，让我受益匪浅，充满了学习的动力。

评分☆☆☆☆☆

我非常欣赏《ANSYS FLUENT流体分析与工程实例》在讲解中强调的“工程思维”。它不仅仅是教会你如何操作软件，更是引导你如何思考工程问题，如何将CFD分析与实际工程需求相结合。书中关于海上平台结构周围的海水流动模拟，让我对海洋工程中的一些挑战有了初步的认识。作者详细介绍了如何对海洋平台进行建模，如何考虑复杂的海况（如，波浪、洋流）对流场的影响，以及如何分析流体动力载荷对平台结构的作用。他对于网格划分策略的讲解，特别是在处理复杂边界和多尺度问题时，非常有启发性。书中还提到了如何考虑海水中的溶解气体扩散和腐蚀等问题，这让我看到了CFD在环境工程和材料科学领域的交叉应用。这本书的案例选择非常有深度，让我对CFD在解决复杂海洋工程问题方面的应用有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

《ANSYS FLUENT流体分析与工程实例》给我最大的感受就是它的“接地气”。很多理论书籍总是停留在数学推导和模型建立的层面，而这本书则聚焦于如何将这些理论应用到实际工程问题中。我最感兴趣的章节是关于内燃机燃烧模拟的部分。作者并没有回避复杂的化学反应动力学和多相流耦合问题，而是通过一个具体的案例，详细展示了如何在FLUENT中设置化学反应模型、考虑燃料喷射和混合过程，以及如何分析燃烧产物的生成和排放。书中对于网格划分策略的讨论也很有深度，特别是针对复杂几何形状（如燃烧室）的网格生成技巧，以及如何保证网格质量以获得可靠的计算结果。我以前总觉得燃烧模拟非常困难，但通过这本书的讲解，我开始明白其背后的逻辑和关键环节。此外，书中还提到了如何进行模型验证，将计算结果与实验数据进行对比，这一点对于工程应用来说至关重要，也让我看到了CFD在指导实验和优化设计中的实际价值。整本书的案例都非常贴近实际工程需求，让我在学习软件操作的同时，也能够深刻理解流体分析在解决工程难题中的作用。

评分☆☆☆☆☆

我一直对流体机械的性能优化很感兴趣，而《ANSYS FLUENT流体分析与工程实例》恰好满足了我的这一需求。书中的叶轮机械案例分析，让我对泵和风机的内部流动特性有了更直观的认识。作者详细讲解了如何对叶轮进行建模，如何划分高质量的旋转域网格，以及如何设置瞬态模拟以捕捉流动的非定常特性。他对于气蚀现象的模拟和分析也让我印象深刻，通过FLUENT能够预测气蚀发生的条件和程度，并为设计者提供改进建议。我以前总觉得CFD只能做一些比较简单的流动，但这本书展示了它在解决复杂工程问题方面的强大能力。书中的案例选择非常有代表性，涵盖了离心泵、轴流风机等多种常见的流体机械，并且针对每种机械都提供了详细的分析方法和技巧。作者在讲解过程中，还穿插了许多工程上的经验之谈，这些宝贵的指导对于我这样想要将CFD技术应用于实际工作的人来说，非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书《ANSYS FLUENT流体分析与工程实例》的出版，对我这样一名初学者来说，无疑是雪中送炭。我之前在学校接触过一些CFD的理论知识，但始终缺乏实践经验，对FLUENT软件也仅停留在一些基本操作的了解。这本书的优点在于，它能够将那些抽象的理论概念，通过具体的工程案例，转化为清晰易懂的操作步骤。例如，书中关于化工设备中混合器设计的分析，详细讲解了不同搅拌桨类型、转速对混合效率的影响，以及如何通过CFD模拟来优化混合器的结构，从而提高生产效率，降低能耗。作者在介绍每个步骤时，都非常注重细节，例如网格质量对流动模拟结果的影响，如何选择合适的湍流模型来捕捉流动分离现象，以及如何设置合理的边界条件以准确反映实际工况。我尤其欣赏书中关于“后处理”环节的讲解，不仅仅是生成流场图，更重要的是如何从这些可视化结果中提取有用的工程信息，并进行定量的分析和评估。这本书让我意识到，CFD不仅仅是“算”出来，更重要的是“算”得对，“算”得有用。