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内容简介

　　本书全面介绍了FLUENT16流场分析的各种功能和基本操作方法。全书共分为12章，分别介绍了流体力学基础、GAMBIT基础知识、FLUENT基础知识、Tecplot软件简介、二维流动和传热的数值模拟、三维流动和传热的数值模拟、湍流模型模拟、多相流模型模拟、滑移网格模型模拟、动网格模型模拟、组分传输与气体燃烧的模拟和UDF使用等知识。全书实例丰富，讲解精辟。随书光盘包含全书所有实例的源文件和操作过程录音讲解视频动画，可以帮助读者方便的学习本书。本书适用于科研院所流体力学研究人员，流体力学相关专业硕博士研究生及流体力学相关专业本科高年级学生用作自学指导书或参考用书。

目录

前言
第1章 流体力学基础
第2章 GAMBIT基础知识
第3章 FLUENT基础知识
第4章 Tecplot软件介绍
第5章 二维流动和传热的数值模拟
第6章 三维流动和传热的数值模拟
第7章 湍流模型模拟
第8章 多相流模型模拟
第9章 滑移网络模型模拟
第10章 动网格模型模拟
第11章 组分传输与气体燃烧的模拟
第12章 UDF使用介绍

前言/序言

　　计算流体力学(ComputationalFluidDynamics，简称CFD)是20世纪60年代起伴随计算机技术迅速崛起的一门新型独立学科。它建立在流体动力学以及数值计算方法的基础上，以研究物理问题为目的，通过计算机数值计算和图像显示方法，在时间和空间上定量的描述流场数值解。
　　经过半个世纪的迅猛发展，各种CFD通用性软件包陆续出现，成为解决各种流体流动与传热问题的强有力的工具，并作为一种商品化软件为工业界广泛接受。随着其性能日趋完善以及应用范围的不断扩大，如今CFD技术早己超越了传统的流体机械与流体工程等应用范畴，成功应用于如航空、航运、海洋、环境、水利、食品、化工、核能、冶金、建筑等各种科学技术领域。
　　试验研究、理论分析方法和数值模拟是研究流体运动规律的三种基本方法，它们的发展是相互依赖、相互促进的。计算流体力学的兴起促进了流体力学的发展，改变了流体力学研究工作的状况，很多原来认为很难解决的问题，如超声速、高超声速钝体绕流、分离流以及湍流问题等，都有了不同程度的发展，而且将为流体力学研究工作提供新的前景。
　　计算流体力学的兴起促进了实验研究和理论分析方法的发展，为简化流动模型的创建提供了更多的依据，使很多分析方法得到了发展和完善。然而，更重要的是计算流体力学采用它独有的、新的研究方法——数值模拟方法，研究流体运动的基本物理特性，其特点如下。
　　1）给出流体运动区域内的离散解，而不是解析解，这区别于一般理论分析方法。
　　2）它的发展与计算机技术的发展直接相关。这是因为可能模拟的流体运动的复杂程度、解决问题的广度和能模拟的流体运动的复杂程度，都与计算机速度、内存等直接相关。
　　3）若物理问题的数学提法（包括数学方程及其相应的边界条件）是正确的，则可在较广泛的流动参数（如马赫数、雷诺数、气体性质、模型尺度等）范围内研究流体力学问题，且能给出流场参数的定量结果。
　　以上这些是风洞实验和理论分析难以做到的，然而，要创建正确的数学方程还必须与实验研究相结合。另外，严格的稳定性分析、误差估计和收敛性理论的发展还跟不上数值模拟的进展。所以在计算流体力学中，仍必须依靠一些较简单的、线性化的、与原问题有密切关系的模型方程的严格数学分析，给出所求解问题数值解的理论依据。依靠数值实验、地面实验和物理特性分析，验证计算方法的可靠性，从而进一步改进计算方法。
　　Fluent是通用CFD软件包，从1975年在谢菲尔德大学（UK）开发出tempest（fluent的原形）到1988年fluentInc.成立，再到到2006年被ANSYS公司收购，其间Fluent收购了同领域竞争的FDI公司和polyflow公司，使其功能不断得到扩充和发展。
　　Fluent用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。
　　Fluent的软件设计基于CFD软件群的思想，从用户需求角度出发，针对各种复杂流动的物理现象，FLUENT软件采用不同的离散格式和数值方法，以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合，从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。基于上述思想，Fluent开发了适用于各个领域的流动模拟软件，这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化学反应和其它复杂的物理现象，软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面，而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同，因此大大方便了用户。
　　FLUENT同传统的CFD计算方法相比，具有以下的优点：
　　1．稳定性好，FLUENT经过大量算例考核，同实验符合较好
　　2．适用范围广，FLUENT含有多种传热燃烧模型及多相流模型，可应用于从可压到不可压、从低速到高超音速、从单相流到多相流、化学反应、燃烧、气固混合等几乎所有与流体相关的领域
　　3．精度提高，可达二阶精度。
　　本书全面介绍了FLUENT 16.0流场分析的各种功能和基本操作方法。全书共分为12章，分别介绍了流体力学基础、GAMBIT基础知识、FLUENT基础知识、Tecplot软件简介、二维流动和传热的数值模拟、三维流动和传热的数值模拟、湍流模型模拟、多相流模型模拟、滑移网格模型模拟、动网格模型模拟、组分传输与气体燃烧的模拟和UDF使用等知识。
　　全书实例丰富，讲解精辟。随书光盘包含全书所有实例的源文件和操作过程录音讲解视频动画，可以帮助读者方便的学习本书。
　　本书主要由胡仁喜和康士廷主要编写。另外，参加编写的还有刘昌丽、毛瑢、闫国超、吴秋彦、朱玉莲等。由于编者水平有限，写作时间仓促，书中难免有不妥、疏漏之处，竭诚欢迎广大读者加入学习交流QQ群，或发电子邮件到编者信箱，对本书提出批评和建议，以便做进一步修改和补充。
　　编者

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