ANSYS Fluent 流體數值計算方法與實例 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王海彥，劉永剛 等 著

圖書標籤:

• ANSYS Fluent
• 流體數值計算
• CFD
• 計算流體力學
• 數值模擬
• 工程仿真
• 傳熱
• 多相流
• 湍流
• 有限體積法

齣版社： 中國鐵道齣版社

ISBN：9787113209032

版次：1

商品編碼：11835683

包裝：平裝

叢書名： ANSYS仿真分析係列叢書

開本：16開

齣版時間：2015-10-01

用紙：膠版紙

頁數：332

字數：610000

編輯推薦

　　學習CFD課程或Fluent軟件的參考書。

內容簡介

　　《ANSYS Fluent 流體數值計算方法與實例》基於ANSYS Fluent軟件介紹工程流體數值計算的理論基礎與實現方法，內容包括CFD技術的基本概念和理論基礎知識、建模方法以及CFD分析方法，涉及湍流、傳熱、動網格、多相流、鏇轉機械流動分析等內容，並提供一係列典型例題的建模和計算過程。本書的一個寫作特點是基於ANSYS Workbench中的Fluent分析流程來組織相關內容，係統介紹瞭建立分析流程、幾何建模、網格劃分、Fluent求解及後處理等過程，結閤算例對相關的集成組件的使用方法和操作要點進行瞭全麵的講解。
　　本書適閤於作為工科專業高年級本科生或研究生學習CFD課程或Fluent軟件的參考書，也可以供從事CFD分析的技術人員學習CFD技術或Fluent軟件時參考。

目錄

第1章CFD分析的基本概念和原理1
1.1CFD技術及其發展應用概述1
1.2流動的基本概念和方程5
1.3CFD算法的基本原理及常用算法簡介15
第2章ANSYS Fluent功能簡介及分析流程19
2.1ANSYS Fluent軟件功能簡介19
2.2ANSYS Workbench環境及CFD分析流程23
第3章CFD分析幾何建模技術31
3.1ANSYS DM的功能、界麵及基本使用31
3.2DM幾何模型的創建、導入與編輯修復35
3.3命名選擇集、幾何分析工具及參數化建模56
第4章CFD網格劃分技術60
4.1ANSYS Mesh的操作界麵及基本使用60
4.2劃分方法選項、網格劃分及質量檢查63
4.3Mesh參數化及Named Selections的使用74
第5章Fluent流體分析界麵及使用77
5.1Fluent軟件的啓動器及操作界麵77
5.2Fluent的物理設置選項81
5.3Fluent的求解控製選項105
第6章Fluent計算結果的後處理113
6.1Fluent自帶後處理功能的使用113
6.2CFD�睵ost後處理器的使用127
第7章流動模擬例題：黏性流體的圓柱繞流137
7.1問題描述137
7.2創建分析模型138
7.3求解及後處理144
第8章流動及傳熱模擬例題：混閤彎管162
8.1問題描述162
8.2建立分析模型162
8.3求解及後處理173
第9章動網格技術例題：球閥194
9.1問題描述194
9.2創建分析模型195
9.3求解及後處理200
第10章多相流的數值模擬例題227
10.1VOF模型應用例題:打印機噴墨過程模擬227
10.2Mixture 模型應用案例：氣穴現象252
第11章MRF及SMM技術應用276
11.1運動域流動問題分析的方法276
11.2二維攪拌器流場的數值模擬278
11.3三維雙層攪拌設備流場的數值模擬299
參考文獻325

前言/序言

《現代流體動力學：從理論到應用》 簡介 流體，無處不在，從宏觀的天體運行到微觀的血液流動，其運動規律的理解與掌控，是人類探索自然、改造世界的重要基石。本書《現代流體動力學：從理論到應用》旨在為您提供一個全麵而深入的流體動力學知識體係，涵蓋其核心理論、經典方程、分析方法以及在工程實踐中的廣泛應用。我們不僅會探討流體運動的基本原理，更會引導您掌握如何運用現代科學工具與技術，解決實際工程中遇到的復雜流體問題。 第一部分：基礎理論與方程 本部分將帶您重溫流體動力學最基本的概念。我們將從流體的宏觀描述入手，引入密度、壓力、粘度、錶麵張力等關鍵物理量，並闡述牛頓流體與非牛頓流體的區彆。隨後，我們將深入探討流體守恒定律，這是理解一切流體運動的基礎： 質量守恒（連續性方程）： 揭示瞭流體在空間中的分布與運動之間的內在聯係，是流體分析的齣發點。我們將從積分形式和微分形式兩個層麵來理解其物理意義，並介紹一些簡化的連續性方程，例如在不可壓流體和穩態流中的形式。 動量守恒（Navier-Stokes方程）： 這是流體動力學的靈魂，它將牛頓第二定律推廣到連續介質，描述瞭外力、壓力梯度和粘性力如何共同作用，驅動流體運動。我們將詳細推導Navier-Stokes方程，分析其各個項的物理含義，並討論其在不同流動狀態下的近似形式，如歐拉方程（無粘流動）、伯努利方程（理想流體定常流動）以及普朗特提齣的邊界層方程。我們還會提及動量方程中的渦量和應力張量的概念，這些是理解復雜流動現象的關鍵。 能量守恒： 關注流體動能、內能和焓的變化，對於涉及傳熱、相變以及耗散過程的流動問題至關重要。我們將介紹不同形式的能量方程，包括考慮粘性耗散和熱傳導的完整形式，並探討其在熱流體問題分析中的應用。 在掌握瞭這些基本方程後，我們將進一步探討流體的性質在不同流動狀態下的錶現： 流體靜力學： 深入分析靜止流體的壓力分布規律，如帕斯卡定律、浮力（阿基米德原理），以及其在液壓係統、船舶設計等領域的應用。 層流與湍流： 區分兩種截然不同的流動模式。我們將介紹雷諾數（Reynolds number）作為判斷層流與湍流的重要無量綱參數，深入剖析湍流的統計特性、能量耗散機製，以及湍流模型的基本思想，例如雷諾平均（RANS）方法及其常見的模型（如k-ε模型、k-ω模型）。 不可壓流與可壓流： 分析流體密度變化對流動特性的影響。我們將討論馬赫數（Mach number）在可壓流中的重要性，以及超音速、亞音速和跨音速流動的顯著差異。 第二部分：分析方法與近似理論 理論方程雖然是流體動力學的基石，但許多實際流體問題極其復雜，難以直接求解。因此，發展各種分析方法和近似理論變得尤為重要。 相似性原理與量綱分析： 介紹如何運用 Buckingham π定理進行量綱分析，識彆影響流體問題的關鍵無量綱參數（如雷諾數、馬赫數、普朗特數、斯托剋斯數等），從而簡化問題，並通過模型實驗來預測實際工程的性能。 邊界層理論： 由普朗特提齣，是解決粘性流動的強大工具。我們將詳細闡述邊界層概念，分析其在壁麵附近産生的速度梯度和壓強變化，並介紹求解邊界層方程的近似方法，如相似解法和近似積分法。邊界層理論在理解流動分離、阻力計算等方麵具有裏程碑式的意義。 勢流理論： 針對低粘度、無鏇流體的近似理論。我們將介紹速度勢函數和流函數，以及它們的性質。勢流理論可以方便地計算齣許多理想流體問題的速度場和壓力分布，為復雜流動的初步分析提供瞭有益的參考，盡管它忽略瞭粘性效應。 繞流問題： 深入探討物體周圍的流體流動現象，包括升力與阻力的産生機製。我們將分析不同形狀物體（如翼型、圓柱體）在流體中的繞流特性，並介紹一些經典的繞流理論，如達朗貝爾佯謬及其修正。 第三部分：應用領域與工程實例 流體動力學理論的最終目的是解決實際工程問題。本部分將重點展示流體動力學在各個領域的廣泛應用，並結閤具體的工程實例，幫助讀者理解理論與實踐的結閤。 航空航天工程： 空氣動力學： 飛機翼型的設計與優化，升力與阻力的計算，氣動操縱麵的作用，超音速飛行器的設計挑戰。 火箭與導彈： 推進係統的設計，氣動加熱，外形優化以減小阻力。 空間站與衛星： 外部流體環境的分析，如大氣阻力，熱控製係統的流體流動。 汽車工程： 汽車外形設計： 減小風阻，提高燃油經濟性，改善穩定性。 發動機與冷卻係統： 燃燒室內流體流動，冷卻液循環，散熱器的設計。 空調係統： 車內空氣流通，舒適性分析。 能源與動力工程： 燃氣輪機與蒸汽輪機： 葉片上的氣流分析，效率計算，流動損失研究。 泵與風機： 水泵、離心風機等的設計與性能分析，效率提升。 管道輸送： 石油、天然氣、水等介質在管道中的流動阻力計算，壓力損失分析，泵站選型。 核反應堆安全： 冷卻劑流動模擬，事故工況下的流體行為分析。 環境工程與水利工程： 河流與海洋動力學： 潮汐、洋流、波浪的模擬，泥沙輸運，海岸侵蝕。 大氣環流與天氣預報： 大氣動力學模型，天氣係統的演變。 汙染物擴散： 煙氣、廢水在空氣或水體中的擴散模擬，環境影響評估。 水壩與船閘： 水流過水壩的紊流特性，船閘運行時的水流控製。 生物醫學工程： 血液循環： 血管內的血流動力學分析，心髒瓣膜功能評估，血栓形成的機製。 呼吸係統： 氣體在肺部的交換與流動，吸入藥物的輸送。 生物器官設計： 人工器官（如人工心髒、人工血管）的水力學性能分析。 其他工業應用： 化工過程： 反應器內的混閤與傳質，化工設備的流體設計。 冶金工業： 熔融金屬的流動與凝固。 食品工業： 食品加工過程中的流體混閤、輸送與包裝。 第四部分：現代計算流體動力學（CFD）導論（概念性介紹） 盡管本書不直接涉及具體的計算方法，但作為流體動力學現代研究與應用不可或缺的工具，我們將對計算流體動力學（CFD）進行概念性的介紹。CFD通過數值方法求解流體動力學方程，為復雜流動問題提供瞭強大的解決方案。我們將簡要概述CFD的基本流程： 1. 幾何建模： 構建計算域的幾何模型。 2. 網格劃分： 將計算域離散化為一係列小的單元（網格）。 3. 物理模型選擇： 確定流體性質、流動狀態（層流/湍流）、傳熱等物理模型。 4. 求解器： 利用數值算法求解離散後的代數方程組。 5. 後處理： 對計算結果進行可視化分析，提取關鍵工程參數。 CFD能夠模擬從簡單的層流到復雜的湍流、從不可壓到高超音速的各類流動，極大地拓展瞭我們研究流體問題的能力，並已成為現代工程設計與分析的重要手段。 結語 《現代流體動力學：從理論到應用》力求以清晰的邏輯、嚴謹的論證和豐富的實例，為您構建一個紮實的流體動力學知識框架。無論您是初學者希望係統學習基礎理論，還是工程技術人員需要解決實際的流體難題，本書都將是您不可或缺的參考。通過掌握流體動力學的基本原理和分析方法，您將能夠更深刻地理解我們周圍的物理世界，並為解決未來的工程挑戰提供強大的理論支持。

評分☆☆☆☆☆

從排版和可讀性角度來看，一本好的技術書籍應該讓學習過程盡可能流暢。我希望這本《ANSYS Fluent 流體數值計算方法與實例》在圖文結閤上做得十分齣色。流體力學本身就是高度依賴視覺化的學科，如果書中的截圖清晰、圖錶準確，並且關鍵步驟的注釋點到為止，不至於讓人在翻閱時感到信息過載，那無疑會大大提升學習效率。特彆是對於那些涉及到復雜菜單層級的設置，如果能配上清晰的界麵截圖並用高亮標記齣重點選項，會比單純的文字描述有效得多。此外，如果作者能夠為每個章節提供一個“學習目標”和“關鍵要點總結”，幫助讀者在冗長的技術細節中快速抓住核心概念，那麼這本書的組織結構會顯得更加成熟和人性化。我希望它讀起來既有深度，又不失清晰流暢的引導感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的“實例”部分是最吸引我的地方，但關鍵在於實例的復雜度和貼近實際工程的程度。如果實例僅僅是簡單的平闆流動或者圓柱繞流，那價值有限。我更希望看到那些涉及到復雜幾何體、強傳熱耦閤、或涉及多相流界麵捕捉的真實案例。比如，在一個復雜換熱器內部的流動，或者涉及氣液兩相噴霧的霧化過程。通過這些高級實例，我們可以一窺Fluent在處理現代工程挑戰時的極限和最佳設置路徑。成功的實例應該是“可復製”的，這意味著作者需要提供詳盡的輸入參數、邊界條件設置，甚至是網格策略的具體細節。如果這本書能把一個看似無從下手的復雜工程問題，一步步拆解成可管理的小模塊，並最終得到一個閤理的、可解釋的工程結論，那麼它就真正具備瞭實戰指導意義。

評分☆☆☆☆☆

對於那些希望將Fluent應用於實際工業場景的讀者來說，後處理和結果驗證是至關重要的環節。一本優秀的教材不能隻停留在“計算成功”的界麵截圖上，更要教會我們如何批判性地看待計算結果。這本書在驗證和確認（Verification & Validation, V&V）方麵是否有所建樹？例如，它是否提供瞭將數值結果與實驗數據進行對比的標準流程，或者至少是如何進行網格無關性驗證的詳細步驟。計算流體力學的結果往往是基於一係列假設的，如果這些假設與實際工況偏差太大，那麼再精美的雲圖也是毫無價值的。我特彆期待看到一些關於如何識彆數值誤差、處理物理模型簡化帶來的誤差的討論，以及如何通過後處理工具（比如提取特定的流綫、渦量場）來清晰地嚮非專業人士解釋復雜的流場結構。這本書如果能在這方麵提供堅實的指導，那麼它的價值將倍增。

評分☆☆☆☆☆

這本《ANSYS Fluent 流體數值計算方法與實例》的封麵設計得非常專業，雖然我還沒有深入研讀，但從目錄結構上就能看齣編者的用心良苦。它似乎不僅僅是一本操作手冊，更像是一本深入剖析流體力學仿真背後理論的教材。我特彆關注到它在網格劃分和求解器設置這兩塊的講解篇幅，這往往是初學者最容易踩坑的地方。好的仿真結果，一半依賴於閤理的物理模型選擇，另一半就取決於網格的質量。如果這本書能清晰地梳理齣不同物理問題（比如湍流、多相流）下，網格尺寸、類型以及邊界層處理的最佳實踐，那就太棒瞭。我期待它能提供一些超越軟件自帶幫助文檔的“秘籍”，比如如何診斷網格質量問題，以及如何手動微調一些高級參數來加速收斂或提高精度。畢竟，CFD的精髓在於對物理過程的理解，軟件隻是工具，這本書如果能有效連接理論與工具的橋梁，對提升工程師的實戰能力將是質的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

從一個長期與有限元/有限體積方法打交道的工程師角度來看，我更看重這本書在數值離散和算法穩定性方麵的論述。很多市麵上的Fluent教程往往一筆帶過諸如壓力-速度耦閤算法（SIMPLE, PISO, Coupled Scheme）的內在差異及其對特定問題的適用性。我希望這本書能在這個領域有更深入的剖析，比如詳細對比一下不同時間步進策略在瞬態問題求解時的效率和精度權衡。此外，對於湍流模型的選擇，這本書是否有詳細的案例分析來指導讀者何時應使用$k-epsilon$，何時應考慮$SST k-omega$甚至LES？理論的深度決定瞭一本技術書的上限，如果它能深入到離散格式（如二階迎風、中心差分）的穩定性和收斂性的數學基礎，那麼它就超越瞭一般的“點擊教程”，而成為一本可以長期參考的工具書。我非常好奇，它對瞬態問題的處理是否提供瞭足夠多的實用技巧，比如亞迭代步長的選擇，這些細節往往決定瞭計算是否能順利跑完。

評分☆☆☆☆☆

絕對正版，在一般書店都買不到，非常滿意

評分☆☆☆☆☆

很有用的一本書，是正版

評分☆☆☆☆☆

大批量采購，送貨上門，方便省心。還是網購好，不用老跑書店瞭。

評分☆☆☆☆☆

絕對正版，在一般書店都買不到，非常滿意

評分☆☆☆☆☆

用券買的，還是挺實用的一本書

評分☆☆☆☆☆

京東自營圖書，送貨特彆快。

評分☆☆☆☆☆

剛開始看，發貨快，當天就送到瞭

評分☆☆☆☆☆

買書看看，充實自己。

評分☆☆☆☆☆

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