FloEFD 流動與傳熱仿真入門及案例分析 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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李波，陳文鑫著

圖書標籤:

FloEFD
流動仿真
傳熱仿真
CFD
工程仿真
案例分析
有限元分析
熱流體
結構熱耦閤
新手入門

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齣版社：機械工業齣版社

ISBN：9787111514107

版次：1

商品編碼：11797521

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-11-01

用紙：膠版紙

頁數：242

具體描述

編輯推薦

本書有兩位主要作者均使用CFD仿真軟件多年，熟悉流動和傳熱仿真的特點，並且在學校的專業也涉及流體力學和傳熱學等學科。李波供職於FloEFD軟件的原廠商，可以接觸到為豐富和深入的FloEFD軟件資料，同時也保證瞭書籍的性。於此同時，也會邀請上海小糸車燈有限公司、飛利浦（上海）照明研發中心、泛亞汽車車技術中心工程師共同參與撰寫實力仿真的內容。這些工程師都在本行業從事多年，同樣具有非常豐富的仿真分析經驗，定能使廣大讀者收獲頗豐。

本書提供全部實例仿真模型數據，關注“科技電眼”微信號，迴復“51410”獲取。

內容簡介

《FloEFD 流動與傳熱仿真入門及案例分析》是一本全麵介紹計算流體動力學軟件FloEFD軟件功能和應用方法的指導性教材，是基於FloEFD 14��1版本進行撰寫的。

《FloEFD 流動與傳熱仿真入門及案例分析》主要內容可以分為兩個部分。第1部分內容係統地介紹瞭FloEFD的幾何模型準備、建立仿真模型、網格劃分、求解計算、結果處理和仿真優化。對於上述內容中涉及的計算流體動力學、傳熱學和流體力學等學科的基礎理論，本書都用相當篇幅簡明、扼要地進行瞭介紹。第2部分內容以FloEFD行業應用實例為主，其中包括LED工礦燈熱仿真實例、LED射燈熱仿真實例、鹵素車燈熱仿真實例和汽車空調箱綫性度仿真。行業應用實例以背景介紹為起始，通過詳細的說明與詳盡的操作步驟，使讀者在瞭解FloEFD軟件功能的同時，逐步掌握如何利用FloEFD進行流體流動與傳熱數值仿真分析的基本方法和技巧。

《FloEFD 流動與傳熱仿真入門及案例分析》可以作為高等院校有關專業研究生教材，也可供使用FloEFD或其他計算流體動力學軟件進行仿真分析的專業人員閱讀參考。

前言/序言

　　計算流體動力學自20世紀60年代問世以來之所以發展迅速，是由於計算流體動力學仿真軟件具備瞭低成本仿真復雜或理想物理現象的優點。商業計算流體動力學軟件從20世紀80年代開始興起，已經從最初應用的航空、汽車和電力能源領域，發展至機械、電子産品、暖通、環境和建築等許多行業。現今，越來越多的企業意識到商業計算流體動力學軟件為企業帶來瞭巨大利益。美國市場研究公司Aberdeen Group在2011年的研究報告《The ROI of Concurrent Design with CFD》中指齣，在産品研發中使用CFD進行仿真分析可以使産品質量目標、銷售收入目標、保證産品上市日期和成本目標等方麵的達標率提升6%～13%。此外，報告中也顯示瞭現今商業計算流體動力學軟件應具備以下特點：與MCAD軟件結閤、網格自動劃分、網格具有靈活性和易於操作等。FloEFD軟件不僅僅是一款商業化的計算流體動力學軟件，而且其完全嵌入主流MCAD軟件和自動網格劃分的特點引領瞭商業計算流體動力學軟件的發展趨勢，將原本深奧和操作復雜的計算流體動力學軟件置於設計工程師的桌麵。計算流體動力學仿真分析不再屬於少數仿真分析專傢的獨有，企業的産品設計工程師同樣可以輕鬆駕馭這匹高科技“駿馬”。撰寫一本FloEFD書籍的動因正是想讓更多的工程師能進行計算流體動力學的仿真分析工作。

　　全書共分為14章，第1、2章為計算流體動力學的基礎和FloEFD軟件背景，第3～10章為FloEFD軟件功能和操作技巧，第11～14章為FloEFD行業應用實例。由於本書在寫作過程中遵循仿真工作的基本流程，所以建議讀者在閱讀本書的過程中循序漸進，先學習軟件功能和操作部分，再練習實例應用的內容。對於本書有關軟件使用的內容，建議在軟件中進行具體的操作，加深對於軟件使用的理解和認知。本書應用實例的仿真模型數據及其他相關資料，可在機械工業齣版社官方網站（www�眂mpbook�眂om）本書介紹頁麵下免費下載。

　　Mentor Graphics公司力推FloEFD軟件作為通用計算流體動力學軟件，本書的齣版得到瞭Mentor Graphics公司的大力支持。其中市場部門的童燕萍和Keith Hanna對於本書的齣版提供瞭諸多幫助和建議，作者在此深錶感謝。同時本書的齣版也受益於行業內多位資深專傢的幫助，正是他們的傾情付齣，本書實例部分纔得以順利完成撰寫。上海亞明照明有限公司的鄒龍生為第11章提供瞭諸多寫作材料和建議；飛利浦（中國）投資有限公司的鄭臻軼對於第12章的撰寫提供瞭諸多有益的建議；上海小糸車燈有限公司的王寬對於第13章的撰寫給齣瞭許多見解和指導；泛亞汽車技術中心有限公司的陸平對於第14章的撰寫給齣瞭許多見解和指導。最後作者想感謝自己的傢人，正是他們的鼓勵和支持，使作者能夠全身心地投身於本書的撰寫中。

　　由於本書從撰寫到最終齣版的時間較為緊促，加之FloEFD軟件涉及的背景原理和行業應用比較寬泛，書中錯誤在所難免，作者願與每一位讀者進行交流和探討，正如古人雲“奇文共欣賞，疑義相與析”。

《計算流體力學：從理論基礎到前沿應用》書籍簡介本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且極具實踐指導性的計算流體力學（CFD）知識體係。它不僅僅是一本技術手冊，更是一部引導工程師和研究人員從零開始掌握CFD精髓，並將其應用於解決復雜工程問題的教科書。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭CFD方法學的理論基石、主流求解技術的實現細節、前沿模型的構建，以及在多個工程領域的經典案例剖析。第一部分：理論基石與數學基礎本部分聚焦於流體力學和數學物理的理論根源，為理解CFD的本質打下堅實的基礎。第一章：流體力學的基本原理迴顧本章首先對連續介質假設、物質導數、流場的描述（拉格朗日與歐拉描述）進行係統梳理。重點闡述瞭牛頓流體和非牛頓流體的本構關係，以及熱力學定律在流動與傳熱問題中的應用。為後續的控製方程推導做準備。第二章：控製方程的推導與形式詳細推導瞭Navier-Stokes方程組（動量守恒）、連續性方程（質量守恒）和能量方程（能量守恒）在不同坐標係下的形式。特彆關注瞭對於可壓縮流動的處理，包括如何引入狀態方程（如理想氣體假設）。本章強調瞭無量綱化在簡化方程和增強數值穩定性中的作用。第三章：湍流模型的物理基礎與數學描述湍流是現代流體力學中最具挑戰性的領域之一。本章深入剖析瞭湍流的統計特性，如雷諾應力、湍流脈動等。隨後，係統介紹瞭雷諾平均Navier-Stokes（RANS）方法的物理意義和數學結構。重點講解瞭零方程、單方程（如 Spalart-Allmaras 模型）和雙方程模型（如 $k-epsilon$ 模型、 $k-omega$ 模型）的物理假設、適用範圍及其局限性。此外，對大渦模擬（LES）和直接數值模擬（DNS）的基本思想也進行瞭概述，旨在提供一個完整的湍流建模視角。第四章：離散化方法的核心概念本章是連接連續方程與離散數值解的關鍵。詳細介紹瞭有限差分法（FDM）的構建、泰勒級數展開誤差分析和高精度差分格式的構造。隨後，重點轉嚮有限體積法（FVM），闡述瞭積分形式的守恒律在控製體積上的應用，這是當前商業求解器中最主流的方法。對非結構網格上的通量計算、界麵值插值（如迎風格式、中心格式）進行瞭詳盡的討論。第二部分：數值求解技術與算法實現本部分深入剖析瞭求解離散方程組的各種數值算法，是CFD軟件核心引擎的組成部分。第五章：壓力-速度耦閤算法針對Navier-Stokes方程中壓力和速度的間接耦閤問題，本章係統講解瞭經典的壓力校正方法。詳細剖析瞭SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations) 算法族（包括 SIMPLE, SIMPLER, PISO, 動量方程的迭代過程、壓力泊鬆方程的求解策略，以及迭代收斂的準則。第六章：綫性方程組的求解離散後的CFD方程最終歸結為求解大型稀疏綫性代數方程組。本章分類介紹瞭直接法和迭代法的原理。重點闡述瞭共軛梯度法（CG）、雙共軛梯度法（BiCGStab）在求解對稱正定和非對稱係統中的應用。同時，詳盡討論瞭代數多重網格（AMG）技術作為預處理器的重要性，以加速求解過程。第七章：瞬態問題的時間離散化對於涉及時間演化的流動問題，本章討論瞭各種時間積分格式。區分瞭顯式（如歐拉前嚮）和隱式（如後嚮歐拉、 Crank-Nicolson）方法。深入分析瞭它們的穩定性和精度要求（如 CFL 條件），以及如何選擇閤適的時間步長以平衡計算成本和物理精度。第八章：網格生成與質量評估高質量的計算網格是精確CFD模擬的前提。本章係統介紹瞭結構網格、非結構網格和混閤網格的生成技術，特彆是邊界層網格（如棱柱層、楔形層）的布置策略。強調瞭網格質量指標（如正交性、縱橫比、偏度）對數值誤差的影響，並提供瞭網格無關性研究的方法論。第三部分：傳熱傳質的數值方法本部分專門針對涉及能量和物質傳輸的復雜流動問題。第九章：對流-擴散方程的數值處理詳細討論瞭能量方程（溫度或焓）和質量守恒方程（組分濃度）的離散化。重點分析瞭高Péclet數（或高雷諾數）對流項的數值擴散問題，以及如何通過高分辨率格式（如 QUICK 或迎風加校正格式）來抑製數值震蕩，同時保持足夠的精度。第十章：多相流與相變傳熱的數值挑戰本章介紹瞭描述氣液、固液等相互作用的數學模型，如歐拉-歐拉模型、歐拉-拉格朗日模型。對於相變問題（如蒸發、凝固），講解瞭如何處理界麵移動和相界麵上的熱力學平衡條件，以及在有限體積框架下對相變熱量的處理方法。第四部分：高級應用與後處理技術本部分將理論和算法應用於實際工程場景，並探討結果的有效性評估。第十一章：求解器的驗證與確認（V&V）本章強調瞭CFD結果的可靠性。詳細介紹瞭驗證（Verification，關注數值誤差，如網格收斂性研究）和確認（Validation，關注物理模型的準確性，與實驗或解析解的對比）的係統流程。討論瞭不確定性量化（UQ）在現代CFD分析中的初步應用。第十二章：瞬態流動與非定常問題的分析針對如射流混閤、渦鏇脫落等動態現象，講解瞭如何設置和運行瞬態模擬。重點討論瞭後處理中如何應用時域分析（如傅裏葉變換）和相空間分析來提取流動的周期性特徵和穩定性指標。第十三章：流固耦閤（FSI）的數值方法概述簡要介紹瞭FSI問題的物理耦閤機製（單嚮、雙嚮）。探討瞭兩種主要的數值解耦策略：鬆耦閤（迭代交錯求解）和強耦閤（單步求解）。為處理結構變形對流場影響的工程問題提供瞭基礎概念。本書的特點在於其深入的數學推導與緊密的工程實踐相結閤。每一章節的理論闡述後，都伴隨著對實際求解器實現中關鍵決策點的分析，旨在培養讀者不僅會“使用”CFD軟件，更能“理解”和“優化”模擬過程的能力。通過對核心算法的透徹解析，讀者將能更有效地診斷計算結果中的異常，並根據具體工程需求選擇和定製最優的建模方案。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

這本書的案例分析部分，可以說是物超所值。我特地去對比瞭好幾傢市麵上同類書籍，很多都隻是簡單地展示一個模型和最終結果，缺乏深度的剖析。然而，這本書的案例不僅詳盡地展示瞭從幾何建模、網格劃分到邊界條件設置的全過程，更重要的是，它對仿真結果的解讀下瞭很大功夫。比如，在分析一個熱點區域時，作者不僅僅是展示瞭溫度分布圖，還會結閤流綫圖和壓力梯度，去解釋為什麼熱量會集中在那裏，背後的物理機製是什麼。這種多維度、交叉驗證式的分析方法，極大地提高瞭我的工程判斷力。我甚至在做自己項目時，嘗試模仿書中的分析思路，結果發現效率和準確性都有瞭顯著提升。這本書更像是一個實戰手冊，而不是一本理論教科書，它教會瞭我如何像一個經驗豐富的仿真專傢那樣去思考和驗證問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書最打動我的一點，是它滲透齣的那種對工程細節的嚴謹態度。它不像一些入門書籍那樣，為瞭追求簡單化而忽略瞭實際工程中經常齣現的“非理想”情況。相反，它會明確指齣在進行簡化假設時可能存在的局限性，並指導讀者如何處理網格畸形、收斂睏難等實際操作中難以避免的問題。這種坦誠的交流方式，讓我對這本書的可靠性産生瞭強烈的信任感。它不僅僅是教我如何操作軟件，更是在培養我的“仿真工程師素養”，教我如何批判性地看待仿真結果，而不是把軟件輸齣的數字當作金科玉律。這種對工程實踐深度和廣度的關注，使得這本書的價值遠遠超齣瞭一個簡單的“入門”範疇，它更像是陪伴我成長為一個更成熟的仿真工程師的夥伴。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常務實，沒有太多浮誇的辭藻，直奔主題，這一點我非常欣賞。作者在描述復雜算法和數學模型時，總是能找到一種清晰而簡潔的錶達方式，仿佛一位經驗豐富的老工程師在手把手地教你如何解決實際問題，而不是一個高高在上的學者在布道。我記得我第一次嘗試用它介紹的方法去模擬一個簡單的平闆散熱問題時，那種豁然開朗的感覺，至今記憶猶新。很多其他教材會把重點放在推導過程的每一步數學細節上，而這本書的重點顯然是如何利用仿真工具去高效地解決工程難題。它更側重於“怎麼做”以及“為什麼這樣做是有效的”，而不是純粹的數學證明。對於我這種希望快速上手並看到結果的工程師來說，這種以應用為導嚮的寫作方式無疑是最高效的學習途徑。而且，書中對不同物理模型適用範圍的討論也非常到位，讓你在選擇仿真設置時能夠更加有理有據，避免瞭盲目套用公式帶來的誤差。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很有衝擊力，那種深邃的藍色調配上流綫型的圖案，一下子就抓住瞭我的眼球。我記得當初在書店裏把它拿起來的時候，就感覺手感很紮實，那種紙張的質感和印刷的清晰度，都體現齣齣版社對內容的重視。我當時心裏就在想，這本書的裝幀水平這麼高，內容應該也不會差到哪裏去。我本身是對流體力學和傳熱學感興趣，但總覺得理論知識太枯燥，缺乏實戰經驗。這本書的排版很舒服，沒有那種密密麻麻的公式堆砌感，而是用瞭很多圖例和流程圖來輔助理解。我尤其喜歡它在介紹基礎概念時所采用的類比手法，很多抽象的物理過程通過生活中的例子被生動地展現齣來，這對我這樣工程背景齣身的讀者來說，簡直是福音。翻閱目錄時，我就被那些具體的應用案例所吸引，什麼汽車冷卻、電子設備散熱之類的，這些都是我日常工作中會遇到的挑戰。這本書的結構安排也很閤理，從最基本的理論鋪墊，到軟件操作的逐步深入，再到最後的復雜案例分析，每一步都像是精心鋪設的階梯，讓你感覺每嚮上走一步，自己的能力都在穩步提升。

評分☆☆☆☆☆

閱讀體驗上，這本書的圖文排版布局做得極為齣色，幾乎沒有齣現那種需要頻繁切換思維的混亂感。當你閱讀到一個新的概念時，相關的圖示總能及時地齣現在旁邊，並且圖注清晰明瞭，標注的關鍵信息點都能一眼捕捉到。尤其是在涉及到三維空間數據的可視化處理時，作者似乎深諳讀者的視覺習慣，很多截麵圖和矢量圖的選取角度都恰到好處，能夠最大程度地展現流場或溫度場的關鍵特徵。對於初學者來說，理解復雜的流體行為往往是最大的障礙，但這本書通過精心挑選和繪製的圖像，有效地降低瞭這一門檻。我甚至能感覺到，作者在編排內容時，充分考慮瞭讀者的閱讀節奏，章節間的過渡自然流暢，不會讓人感覺知識點突然跳躍，整體閱讀下來，心流感很強，不知不覺就能深入閱讀很長時間而不覺疲倦。

評分☆☆☆☆☆

睡覺好弗蘭剋荊防顆粒司法解釋可垃圾罰款瞭實際付款瞭大傢立刻發多少積分

評分☆☆☆☆☆

這本書還沒看，完全是湊單的，書是新的，還有塑料袋包著。

評分☆☆☆☆☆

不錯，很實用，有幫助。

評分☆☆☆☆☆

好産品

評分☆☆☆☆☆

好！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

評分☆☆☆☆☆

書很好，是正版的，快遞和很快！