本書借助ANSYSWorkbench平臺，全面講述了CFD解決工程問題的完整流程，主要內(nèi)容包括流體計算域創(chuàng)建、計算網(wǎng)格生成、物理問題計算求解、計算后處理等。本書注重理論和實踐相結(jié)合，結(jié)構(gòu)脈絡(luò)清晰，可以幫助讀者迅速掌握CFD學習的流程、方法和思路，并建立起自己的一套CAE問題解決方案。本書可以作為機械、水利、汽車、航空航天、能源動力、電子工程等領(lǐng)域本科生、研究生和教師的參考書及教學用書，也可以作為相關(guān)領(lǐng)域從事產(chǎn)品設(shè)計、仿真和優(yōu)化的工程技術(shù)人員及廣大CAE愛好者參考。
本書以ANSYS 19.0為依據(jù)，從實際應(yīng)用出發(fā)，全面講述了CFD解決工程問題的完整流程，實現(xiàn)了建模、網(wǎng)格劃分、求解、后處理的一站式學習，可以幫助讀者掌握CFD解決實際問題的方法和思路，并快速搭建起自己的一套CFD入門學習知識體系。另外，本書還具有以下突出特色：
1.CAE大神流沙傾情之作。注重知識學習的循序漸進、實例操作的輕松易學。
2.幫助讀者實現(xiàn)從看起來懂到真懂了的跨越。內(nèi)容涵蓋重點參數(shù)的選取、特殊技巧的應(yīng)用、操作誤區(qū)的提示等，幫助讀者真正學通弄懂CFD解決實際工程問題的完整知識體系。
3.堅持讀者的閱讀體驗為首要原則。版式設(shè)計方面從章節(jié)名到實例步驟，再到知識拓展、難點解析、技巧應(yīng)用處處都體現(xiàn)著設(shè)計者的良苦用心。
本書中的案例文件保存在網(wǎng)盤中（鏈接: https://pan.baidu.com/s/1CtMxjEVJp5TflrNRZC0pJg密碼：al1s），讀者可自行下載。同時也歡迎讀者加入QQ 群（29446893）對本書中的內(nèi)容進行交流和探討。
計算流體力學是一門匯集了流體力學、數(shù)學、計算機科學等內(nèi)容的綜合學科，所涉及內(nèi)容繁多，既包含流體流動的眾多物理模型，還包括了數(shù)值計算的諸多理論，同時還涉及數(shù)值算法在計算機中的實現(xiàn)等。若想將如此復(fù)雜的理論體系應(yīng)用于工程中，無疑對使用者自身的素質(zhì)提出了極高的要求。
幸運的是目前有眾多成熟的計算流體力學軟件包可供使用，如Fluent、STAR CD、STARCCM+、CFX 等，這些成熟的軟件都提供了良好的前后處理接口，通過將復(fù)雜的CFD 計算理論進行封裝，大大降低了CFD 軟件的使用門檻。
CFD 的工程應(yīng)用包含了前處理、計算求解以及后處理三個主要過程。其中前處理主要用于計算區(qū)域創(chuàng)建、網(wǎng)格劃分以及計算參數(shù)指定。計算求解主要用于離散方程的數(shù)值計算。后處理則主要將計算獲得的數(shù)據(jù)進行可視化顯示，以方便實現(xiàn)工程應(yīng)用。
ANSYS Workbench 提供了一整套CFD 解決方案，其DesignModeler 模塊可用于前處理幾何計算域的創(chuàng)建，Mesh 模塊可用于計算網(wǎng)格的生成，而Fluent 及CFX 可用作計算求解，CFDPost用于計算后處理。
本書借助ANSYS Workbench 平臺，全面講述CFD 解決工程問題的完整流程，主要內(nèi)容包括：
流體計算域創(chuàng)建。主要介紹計算域幾何創(chuàng)建，包括ANSYS DesignModeler 模塊的詳細使用方法以及常見的流體計算區(qū)域創(chuàng)建方式。
計算網(wǎng)格生成。包括Mesh 模塊介紹以及常用的網(wǎng)格生成方法。
物理問題計算求解。包括Fluent 軟件的使用介紹，以及物理模型、邊界條件、求解控制參數(shù)等的設(shè)置方法。
計算后處理。主要包括CFD-Post 模塊的應(yīng)用以及常見的后處理方式，如平面創(chuàng)建、云圖顯示、曲線圖及數(shù)據(jù)輸出等。
本書面向的讀者為無任何CFD 基礎(chǔ)的工程師或科研人員，雖然本書不要求讀者具備此類基礎(chǔ)，但是擁有流體力學、數(shù)值計算以及計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)的人員，則能夠更好地利用本書的內(nèi)容。
本書中的案例文件保存在網(wǎng)盤中（鏈接: https://pan.baidu.com/s/1CtMxjEVJp5TflrNRZC0pJg密碼：al1s），讀者可自行下載。同時也歡迎讀者加入QQ 群（29446893）對本書中的內(nèi)容進行交流和探討。
胡坤，機械設(shè)計及理論專業(yè)博士，西南石油大學機電工程學院碩士生導師。主要從事多相流理論研究及過程裝備研發(fā)教學工作，擁有10余年ANSYS CFD軟件應(yīng)用經(jīng)驗，熟悉ANSYS CFD軟件仿真流程定制及二次開發(fā)，著有《ANSYS ICEM CFD工程實例詳解》《ANSYS CFD疑難問題實例詳解》等多本書籍。曾用網(wǎng)名“流沙CAE”，獨立運營同名新浪博客“流沙CAE”以及原創(chuàng)微信公眾號“CFD之道”，聚焦于CFD發(fā)展及應(yīng)用資訊、CFD理論解析、CFD軟件應(yīng)用技巧、CFD相關(guān)案例解析以及CFD編程定制等原創(chuàng)內(nèi)容的分享，廣受3萬+專業(yè)粉絲的高度認可。
前 言
第1 章 計算流體力學概述
1.1 計算流體力學
1.2 計算流體力學的應(yīng)用領(lǐng)域
1.3 計算流體力學的發(fā)展
1.4 CFD 解決工程問題的基本流程
第2 章 ANSYS CFD 軟件簡介
2.1 CFD 工程應(yīng)用一般流程
2.1.1 計算前處理
2.1.2 計算求解
2.1.3 計算后處理
2.2 ANSYS CFD 軟件族簡介
2.2.1 前處理軟件：ICEM CFD
2.2.2 CFD 求解器：Fluent
2.2.3 CFD 求解器：CFX
2.2.4 后處理模塊：CFD-Post
2.5 本章小結(jié)
第3 章 計算域基礎(chǔ)
3.1 流體域的基本概念
3.1.1 內(nèi)流計算域
3.1.2 外流計算域
3.1.3 混合計算域
3.1.4 流體域簡化
3.1.5 多區(qū)域計算模型
3.2 流體域的創(chuàng)建方法
3.3 流體域創(chuàng)建工具
3.4 ANSYS DesignModeler 簡介
3.4.1 啟動DM
3.4.2 DM 的操作界面
3.5 草圖功能
3.5.1 基準面
3.5.2 草圖繪制
3.5.3 草圖修改
3.5.4 尺寸指定
3.6 特征建模
3.6.1 拉伸特征
3.6.2 旋轉(zhuǎn)特征
3.6.3 掃掠特征
3.6.4 放樣特征
3.6.5 抽殼特征
3.6.6 圓角特征
3.6.7 切割幾何
3.7 幾何操作
3.7.1 陣列
3.7.2 布爾運算
3.8 流體域抽取
3.8.1 Fill 功能
3.8.2 Enclosure 功能
3.9 實例1 ：DM 建�；A(chǔ)
3.9.1 模型分析
3.9.2 第一種建模方式
3.9.3 第二種建模方式
3.10 實例2 ：汽車外流場計算域
3.11 實例3 ：汽車排氣歧管內(nèi)流場計算域
3.12 本章小結(jié)
第4 章 網(wǎng)格基礎(chǔ)
4.1 流體網(wǎng)格基礎(chǔ)概念
4.1.1 網(wǎng)格術(shù)語
4.1.2 網(wǎng)格形狀
4.1.3 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格
4.2 網(wǎng)格的度量
4.2.1 網(wǎng)格數(shù)量
4.2.2 網(wǎng)格質(zhì)量
4.3 ANSYS Mesh 軟件
4.3.1 ANSYS Mesh 啟動
4.3.2 軟件界面
4.3.3 網(wǎng)格流程
4.4 網(wǎng)格質(zhì)量評價
4.4.1 Element Quality
4.4.2 Aspect Ratio
4.4.3 Parallel Deviation
4.4.4 Maximum Corner Angle
4.4.5 Skewness
4.4.6 Orthogonal Quality
4.5 實例1 ：T 型管
4.6 實例2 ：反應(yīng)器
4.7 實例3 ：劃分掃掠網(wǎng)格
4.7.1 幾何模型
4.7.2 切分幾何
4.7.3 劃分網(wǎng)格
4.7.4 添加邊界層
4.8 實例4 ：局部控制
4.8.1 參數(shù)優(yōu)先級
4.8.2 實例描述
4.8.3 網(wǎng)格劃分
4.9 本章小結(jié)
第5 章 Fluent 求解器基礎(chǔ)
5.1 Fluent 軟件介紹
5.1.1 Fluent 工作界面
5.1.2 Fluent 模型樹節(jié)點
5.1.3 Fluent 解決工程問題流程
5.1.4 Fluent 的應(yīng)用領(lǐng)域
5.2 Fluent 邊界條件
5.2.1 邊界條件分類
5.2.2 邊界條件設(shè)置
5.3 初始條件
5.3.1 Fluent 中進行初始化
5.3.2 Patch
5.4 湍流模型
5.4.1 湍流和層流判斷
5.4.2 湍流求解方法
5.4.3 Fluent 中的湍流模型
5.4.4 y+ 的基本概念
5.4.5 壁面函數(shù)
5.4.6 邊界湍流設(shè)置
5.5 傳熱模型
5.5.1 壁面熱邊界
5.5.2 Fluent 中的輻射模型
5.5.3 輻射模型的選擇
5.6 多相流模型
5.6.1 多相流定義
5.6.2 多相流形態(tài)
5.6.3 Fluent 中的多相流模型
5.6.4 多相流模型的選擇
5.6.5 Fluent 多相流模擬步驟
5.6.6 VOF 模型設(shè)置
5.6.7 Mixture 模型設(shè)置
5.6.8 Eulerian 模型設(shè)置
5.7 組分輸運模型
5.7.1 Fluent 中的組分輸運及反應(yīng)流模型
5.7.2 組分輸運模型前處理
5.8 動區(qū)域模型
5.8.1 單運動參考系模型
5.8.2 多運動參考系模型
5.8.3 滑移網(wǎng)格模型
5.9 動網(wǎng)格模型
5.9.1 Fluent 中使用動網(wǎng)格
5.9.2 網(wǎng)格更新方法
5.9.3 運動指定
5.9.4 運動區(qū)域定義
5.9.5 網(wǎng)格預(yù)覽
5.10 案例1 ：T 型管混合溫度場計算
5.10.1 案例描述
5.10.2 案例學習目標
5.10.3 計算仿真目標
5.10.4 Fluent 設(shè)置
5.10.5 計算后處理
5.11 案例2 ：Tesla 閥門內(nèi)流場計算
5.11.1 案例描述
5.11.2 Fluent 設(shè)置
5.11.3 計算后處理
5.12 案例3 ：非牛頓流體流動計算
5.12.1 案例描述
5.12.2 Fluent 設(shè)置
5.13 案例4 ：風扇流場計算
5.13.1 案例描述
5.13.2 Fluent 設(shè)置
5.14 案例5 ：顆粒負載流動
5.14.1 案例描述
5.14.2 Fluent 設(shè)置
5.15 本章小結(jié)
第6 章 計算后處理基礎(chǔ)
6.1 流體計算后處理概述
6.2 CFD-Post 軟件介紹
6.2.1 CFD-Post 軟件工作界面
6.2.2 CFD-Post 的菜單項
6.2.3 工具欄按鈕
6.2.4 CFD-Post 計算后處理一般流程
6.2.5 CFD-Post 的啟動方式
6.3 CFD-Post 后處理功能
6.3.1 創(chuàng)建后處理位置
6.3.2 生成后處理對象
6.3.3 數(shù)據(jù)操作
6.3.4 其他工具
6.4 案例1 ：CFD-Post 基本操作
6.5 案例2 ：定量后處理
6.6 案例3 ：比較多個CASE
6.7 案例4 ：瞬態(tài)后處理
6.8 本章小結(jié)
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