第1章 流体力学与计算流体力学基础 1
1.1 流体力学基础 1
1.1.1 基本概念 1
1.1.2 流体流动的分类 5
1.1.3 边界层和物体阻力 5
1.1.4 层流和湍流 6
1.1.5 流体流动的控制方程 6
1.1.6 边界条件与初始条件 8
1.2 计算流体力学基础 9
1.2.1 计算流体力学的发展 9
1.2.2 计算流体力学的求解过程 10
1.2.3 数值模拟方法和分类 10
1.2.4 有限体积法的基本思想 11
1.2.5 有限体积法的求解方法 13
1.3 计算流体力学的应用领域 14
1.4 常用的CFD商用软件 14
1.4.1 PHOENICS 15
1.4.2 STAR-CD 15
1.4.3 STAR-CCM+ 15
1.4.4 FLUENT 16
1.4.5 CFX 16
1.5 本章小结 17
第2章 CFX软件简介 18
2.1 CFX的软件结构 18
2.1.1 启动CFX 19
2.1.2 前处理器 20
2.1.3 求解管理器 21
2.1.4 后处理器 22
2.2 CFX的文件类型 23
2.3 本章小结 24
第3章 创建几何模型 25
3.1 建立几何模型概述 25
3.2 DesignModeler简介 26
3.3 草图模式 28
3.3.1 进入草图模式 28
3.3.2 创建新平面 28
3.3.3 创建草图 29
3.3.4 几何模型的关联性 30
3.4 创建3D几何体 31
3.4.1 拉伸（Extrude） 31
3.4.2 旋转（Revolve） 32
3.4.3 扫掠（Sweep） 32
3.4.4 直接创建3D几何体（Primitives） 33
3.4.5 填充（Fill）和包围（Enclosure） 33
3.5 导入外部CAD文件 34
3.6 创建几何体的实例操作 35
3.7 本章小结 39
第4章 生成网格 40
4.1 网格生成概述 40
4.2 ANSYS ICEM CFD简介 41
4.2.1 ICEM CFD的工作流程 42
4.2.2 ICEM CFD的文件类型 42
4.2.3 ICEM CFD的用户界面 43
4.3 ANSYS ICEM CFD基本用法 43
4.3.1 创建几何模型 43
4.3.2 导入几何文件 47
4.3.3 生成网格 47
4.3.4 生成块 52
4.3.5 编辑网格 57
4.3.6 输出网格 62
4.4 ANSYS ICEM CFD实例分析 63
4.4.1 启动ICEM CFD并建立分析项目 64
4.4.2 导入几何模型 64
4.4.3 建立模型 64
4.4.4 生成网格 67
4.4.5 编辑网格 67
4.4.6 输出网格 68
4.5 本章小结 69
第5章 CFX前处理 70
5.1 新建工程项目与网格导入 70
5.1.1 新建工程项目 70
5.1.2 导入网格 71
5.1.3 保存项目 71
5.2 设置计算域 72
5.2.1 Basic Settings（基本设置）选项卡 73
5.2.2 Fluid Models（流体模型）选项卡 74
5.2.3 Initialization（初始化）选项卡 76
5.2.4 Fluid Specific Models（流体模型）选项卡 76
5.2.5 Fluid Pairs Models（流体对）选项卡 76
5.2.6 Porosity Settings（多孔介质设置）选项卡 77
5.3 设置边界条件 78
5.3.1 边界条件的创建 78
5.3.2 边界条件的类型 78
5.4 设置初始条件 81
5.5 设置求解器 82
5.5.1 Basic Settings（基本设置）选项卡 82
5.5.2 Equation Class Settings（方程分类设置）选项卡 82
5.5.3 Advanced Options（高级设置）选项卡 83
5.6 输出文件和设置监控 83
5.7 本章小结 84
第6章 CFX数值求解 85
6.1 启动求解管理器 85
6.2 设置模拟计算 87
6.3 工作界面 87
6.4 求解文件输出 88
6.5 本章小结 89
第7章 CFX后处理 90
7.1 启动后处理器 90
7.2 工作界面 91
7.3 创建位置 92
7.3.1 Point（生成点） 92
7.3.2 Point Cloud（点云） 93
7.3.3 Line（线） 94
7.3.4 Plane（面） 95
7.3.5 Volume（体） 97
7.3.6 Isosurface（等值面） 98
7.3.7 Iso Clip（区域值面） 99
7.3.8 Vortex Core Region（型芯区域） 100
7.3.9 Surface of Revolution（旋转面） 100
7.3.10 Polyline（曲线） 100
7.3.11 User Surface（自定义面） 101
7.3.12 Surface Group（多组面） 102
7.4 创建对象 102
7.4.1 创建Vector（矢量）对象 103
7.4.2 创建Contour（云图）对象 104
7.4.3 创建Streamline（流线）对象 105
7.4.4 创建Particle Track（粒子轨迹）对象 106
7.4.5 创建Volume Rendering（体绘制）对象 107
7.4.6 创建Text（文本）对象 107
7.4.7 其他创建对象 108
7.5 创建数据 109
7.5.1 Variables（变量） 109
7.5.2 Expressions（表达式） 110
7.6 本章小结 111
第8章 稳态和非稳态模拟实例 112
8.1 喷射混合管内的稳态流动 112
8.1.1 案例介绍 112
8.1.2 启动CFX并建立分析项目 113
8.1.3 导入网格 113
8.1.4 设置随温度变化的物质参数 113
8.1.5 修改物质属性 115
8.1.6 边界条件 116
8.1.7 初始条件 120
8.1.8 求解控制 120
8.1.9 计算求解 121
8.1.10 结果后处理 123
8.2 烟囱非稳态流动 125
8.2.1 案例介绍 126
8.2.2 启动CFX并建立分析项目 126
8.2.3 导入网格 126
8.2.4 设置随温度变化的物质参数 127
8.2.5 设置分析类型 127
8.2.6 边界条件 128
8.2.7 初始条件 133
8.2.8 求解控制 133
8.2.9 输出控制 133
8.2.10 计算求解 134
8.2.11 结果后处理 135
8.3 本章小结 138
第9章 内部流动分析实例 139
9.1 圆管内气体的流动 139
9.1.1 案例介绍 139
9.1.2 启动CFX并建立分析项目 139
9.1.3 导入网格 140
9.1.4 边界条件 140
9.1.5 初始条件 143
9.1.6 求解控制 143
9.1.7 计算求解 143
9.1.8 结果后处理 145
9.2 静态混合器内水的流动 147
9.2.1 案例介绍 147
9.2.2 启动CFX并建立分析项目 147
9.2.3 导入网格 148
9.2.4 边界条件 148
9.2.5 初始条件 152
9.2.6 求解控制 152
9.2.7 计算求解 152
9.2.8 结果后处理 154
9.3 本章小结 157
第10章 外部流动分析实例 158
10.1 钝体绕流 158
10.1.1 案例介绍 158
10.1.2 启动CFX并建立分析项目 158
10.1.3 导入网格 159
10.1.4 边界条件 159
10.1.5 初始条件 164
10.1.6 求解控制 164
10.1.7 计算求解 165
10.1.8 结果后处理 167
10.2 机翼超音速流动 172
10.2.1 案例介绍 173
10.2.2 启动CFX并建立分析项目 173
10.2.3 导入网格 173
10.2.4 边界条件 174
10.2.5 初始条件 179
10.2.6 求解控制 179
10.2.7 计算求解 180
10.2.8 结果后处理 181
10.3 本章小结 183
第11章 多相流分析实例 184
11.1 自由表面流动 184
11.1.1 案例介绍 184
11.1.2 启动CFX并建立分析项目 185
11.1.3 导入网格 185
11.1.4 导入表达式 185
11.1.5 边界条件 186
11.1.6 初始条件 191
11.1.7 自适应网格设置 192
11.1.8 求解控制 193
11.1.9 计算求解 193
11.1.10 结果后处理 195
11.2 混合容器内多相流动 199
11.2.1 案例介绍 199
11.2.2 启动CFX并建立分析项目 199
11.2.3 导入网格 200
11.2.4 边界条件 201
11.2.5 初始条件 215
11.2.6 求解控制 216
11.2.7 计算求解 217
11.2.8 结果后处理 218
11.3 本章小结 220
第12章 空调通风和传热流动分析实例 221
12.1 空调通风 221
12.1.1 案例介绍 221
12.1.2 启动CFX并建立分析项目 222
12.1.3 导入网格 222
12.1.4 导入CCL文件 223
12.1.5 编译Fortune子程序 223
12.1.6 设置CEL程序 224
12.1.7 设置分析类型 224
12.1.8 边界条件 224
12.1.9 初始条件 229
12.1.10 求解控制 230
12.1.11 输出控制 230
12.1.12 计算求解 231
12.1.13 结果后处理 232
12.2 传热流动分析 235
12.2.1 案例介绍 235
12.2.2 启动CFX并建立分析项目 235
12.2.3 导入网格 235
12.2.4 编辑物质属性 236
12.2.5 边界条件 237
12.2.6 求解控制 244
12.2.7 计算求解 244
12.2.8 结果后处理 246
12.3 本章小结 249
第13章 多孔介质和气固两相分析实例 250
13.1 催化转换器内多孔介质流动 250
13.1.1 案例介绍 250
13.1.2 启动CFX并建立分析项目 251
13.1.3 导入CCL文件 251
13.1.4 导入网格 252
13.1.5 边界条件 254
13.1.6 初始条件 261
13.1.7 求解控制 261
13.1.8 离散化设置 262
13.1.9 计算求解 262
13.1.10 结果后处理 263
13.2 气升式反应器内气固两相流动 268
13.2.1 案例介绍 268
13.2.2 启动CFX并建立分析项目 269
13.2.3 导入网格 269
13.2.4 边界条件 270
13.2.5 初始条件 277
13.2.6 求解控制 278
13.2.7 计算求解 279
13.2.8 结果后处理 280
13.3 本章小结 282
第14章 化学反应分析实例 283
14.1 室内甲烷燃烧模拟 283
14.1.1 案例介绍 283
14.1.2 启动CFX并建立分析项目 283
14.1.3 导入网格 284
14.1.4 反应混合物属性 284
14.1.5 边界条件 285
14.1.6 初始条件 290
14.1.7 求解控制 291
14.1.8 计算求解 291
14.1.9 结果后处理 293
14.2 煤粉燃烧 296
14.2.1 案例介绍 297
14.2.2 启动CFX并建立分析项目 297
14.2.3 导入网格 297
14.2.4 导入CCL文件 298
14.2.5 边界条件 298
14.2.6 初始条件 308
14.2.7 求解控制 309
14.2.8 计算求解 310
14.2.9 结果后处理 311
14.3 旋转炉煤粉燃烧 313
14.3.1 项目导入 313
14.3.2 修改边界条件 313
14.3.3 计算求解 314
14.3.4 结果后处理 314
14.4 旋转炉煤粉燃烧生成NO模拟 315
14.4.1 项目导入 315
14.4.2 修改边界条件 316
14.4.3 计算求解 316
14.4.4 结果后处理 316
14.5 本章小结 317
第15章 动网格分析实例 318
15.1 球阀流动 318
15.1.1 案例介绍 318
15.1.2 启动CFX并建立分析项目 318
15.1.3 导入网格 319
15.1.4 设置分析类型 319
15.1.5 边界条件 320
15.1.6 初始条件 327
15.1.7 求解控制 327
15.1.8 输出控制 328
15.1.9 计算求解 328
15.1.10 结果后处理 330
15.2 浮标运动分析 334
15.2.1 案例介绍 334
15.2.2 启动CFX并建立分析项目 334
15.2.3 导入网格 334
15.2.4 导入表达式 335
15.2.5 设置分析类型 335
15.2.6 边界条件 336
15.2.7 初始条件 343
15.2.8 求解控制 344
15.2.9 输出控制 344
15.2.10 计算求解 345
15.2.11 结果后处理 347
15.3 本章小结 348
第16章 CFX在Workbench中的应用实例 349
16.1 圆管内气体的流动 349
16.1.1 案例介绍 349
16.1.2 启动Workbench并建立分析项目 349
16.1.3 导入几何体 350
16.1.4 划分网格 351
16.1.5 边界条件 353
16.1.6 初始条件 355
16.1.7 求解控制 355
16.1.8 计算求解 356
16.1.9 结果后处理 357
16.1.10 保存与退出 359
16.2 三通内气体的流动 359
16.2.1 案例介绍 359
16.2.2 启动Workbench并建立分析项目 360
16.2.3 导入几何体 360
16.2.4 划分网格 361
16.2.5 边界条件 364
16.2.6 初始条件 366
16.2.7 求解控制 367
16.2.8 计算求解 367
16.2.9 结果后处理 368
16.2.10 保存与退出 370
16.3 本章小结 370
参考文献 371

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