ANSYS Fluent 2020工程案例详解(视频教程版)

通过分析Fluent软件从6.3到2020完善全过程 
帮你梳理Fluent 软件仿真分析基础、有效设置及快捷操作 
教你学会如何把复杂工程化问题简化为运用Fluent 软件进行分析计算 
视频辅助操作练习,将理论应用于实际
ANSYS Fluent 2020涵盖各种物理建模功能,可对工业应用中的流动、湍流、热交换等进行建模,具有超强的可扩展的高性能计算功能,能够快速高效地解决复杂的流体动力学仿真问题。本书从Fluent2020仿真计算基础理论讲起,详细分析说明Fluent仿真计算操作设置并深入到项目实战案例,重点介绍使用Fluent进行大功率电力电子、污染物泄露扩散等领域的仿真计算,读者不但可以系统地学习如何进行Fluent仿真分析设置,而且还能对Fluent解决实际工程问题分析有更为深入的理解。 
本书分为15章,内容主要包括Fluent软件操作及设置,以及13个实际工程案例的详解。覆盖湍流流动、传热、组分输送模型、多相流、颗粒离散相、噪声等,涉及流体流动、燃烧传热、大功率电力电子散热、污染物泄漏扩散、多相流流动及建筑物舒适性等工程问题。 
本书内容通俗易懂,案例丰富,实用性强,特别适合Fluent 2020的入门读者和进阶读者阅读,也适合具有一定工程经验的结构、土木、建筑等领域其他Fluent爱好者阅读。另外,本书也适合作为相关培训机构的教材使用。
孙立军,高级仿真工程师,先后工作于ABB中国技术研究院、全球能源互联网研究院、南瑞集团等,对大功率电力电子器件散热、变压器热分析、燃气泄漏扩散、建筑风环境分析及流动燃烧等方面仿真有深入的研究,先后计算仿真分析案例上百个,承担多个大功率电力电子器件工程化项目仿真及设计,具有丰富的Fluent仿真计算实战经验。
第1章 理论基础 
 1.1 流体力学基本理论 2 
1.1.1 基本概念 2 
1.1.2 层流和湍流 3 
1.1.3 控制方程 3 
1.1.4 边界及初始条件 4 
 1.2 计算流体力学概述 5 
1.2.1 计算流体力学的求解过程 5 
1.2.2 有限体积法 6 
1.2.3 求解方法 6 
 第2章 Fluent软件操作及设置 
 2.1 软件启动及网格导入 9 
2.1.1 软件启动 9 
2.1.2 网格导入 11 
2.1.3 网格尺寸调整及优化 12 
 2.2 总体模型设置 14 
2.2.1 求解器及暂稳态设置 14 
2.2.2 操作参数设置 15 
 2.3 典型物理模型介绍及设置 16 
2.3.1 多相流模型设置 16 
2.3.2 能量方程设置 19 
2.3.3 流动模型设置 19 
2.3.4 辐射模型设置 22 
2.3.5 组分模型(燃烧及扩散)设置 25 
2.3.6 颗粒离散相模型设置 30 
2.3.7 噪声模型设置 32 
 2.4 材料及物性参数设置 33 
2.4.1 新增材料设置 33 
2.4.2 材料物性参数修改 35 
 2.5 计算域设置 36 
2.5.1 计算域内材料设置 36 
2.5.2 计算域内属性设置 37 
 2.6 边界条件介绍及设置 38 
2.6.1 常用边界条件分类 38 
2.6.2 常用边界条件参数设置 39 
 2.7 求解离散方法及控制设置 51 
2.7.1 求解离散方法设置 51 
2.7.2 松弛因子参数设置 52 
 2.8 求解过程监测设置 52 
2.8.1 残差监测设置 52 
2.8.2 面参数监测设置 53 
2.8.3 体参数监测设置 54 
 2.9 初始化参数设置 55 
 2.10 输出保存文件设置 56 
 2.11 求解计算设置 57 
 第3章 变压器绕组温升及内部流场仿真分析研究 
 3.1 案例简介 60 
 3.2 软件启动及网格导入 60 
 3.3 模型、材料及边界条件设置 61 
3.3.1 总体模型设置 61 
3.3.2 物理模型设置 63 
3.3.3 材料设置 64 
3.3.4 计算域设置 69 
3.3.5 边界条件设置 72 
 3.4 求解设置 77 
3.4.1 求解方法及松弛因子设置 77 
3.4.2 变量监测设置 77 
3.4.3 求解过程监测设置 78 
3.4.4 参数初始化设置 79 
3.4.5 输出保存设置文件 80 
3.4.6 求解计算设置 80 
 3.5 结果处理及分析 81 
3.5.1 创建分析截面 81 
3.5.2 温度云图分析 82 
3.5.3 速度云图分析 84 
3.5.4 计算结果数据后处理分析 85 
 第4章 埋地输油管道周围温度场暂态分析研究 
 4.1 案例简介 89 
 4.2 软件启动及网格导入 89 
 4.3 模型、材料及边界条件设置 90 
4.3.1 总体模型设置 90 
4.3.2 物理模型设置 91 
4.3.3 材料设置 93 
4.3.4 计算域设置 97 
4.3.5 边界条件设置 98 
 4.4 求解设置 102 
4.4.1 求解方法及松弛因子设置 102 
4.4.2 变量监测设置 102 
4.4.3 求解过程监测设置 103 
4.4.4 参数初始化设置 104 
4.4.5 输出保存设置文件 105 
4.4.6 求解计算设置 106 
 4.5 结果处理及分析 107 
4.5.1 创建分析截面 107 
4.5.2 温度云图分析 107 
4.5.3 计算结果数据后处理分析 109 
 第5章 大空间下建筑物内外空气流动特性分析 
 5.1 案例简介 113 
 5.2 软件启动及网格导入 113 
 5.3 模型、材料及边界条件设置 114 
5.3.1 总体模型设置 114 
5.3.2 物理模型设置 115 
5.3.3 材料设置 116 
5.3.4 计算域设置 117 
5.3.5 边界条件设置 117 
 5.4 求解设置 120 
5.4.1 求解方法及松弛因子设置 120 
5.4.2 求解过程监测设置 120 
5.4.3 参数初始化设置 121 
5.4.4 输出保存设置文件 122 
5.4.5 求解计算设置 122 
 5.5 结果处理及分析 123 
5.5.1 创建分析截面 123 
5.5.2 速度分布云图分析 123 
5.5.2 速度矢量云图分析 124 
 第6章 大功率电力电子器件散热仿真分析 
 6.1 案例简介 128 
 6.2 软件启动及网格导入 128 
 6.3 模型、材料及边界条件设置 129 
6.3.1 总体模型设置 129 
6.3.2 物理模型设置 130 
6.3.3 材料设置 131 
6.3.4 计算域设置 133 
6.3.5 边界条件设置 135 
 6.4 求解设置 139 
6.4.1 求解方法及松弛因子设置 139 
6.4.2 求解过程监测设置 140 
6.4.3 参数初始化设置 140 
6.4.4 输出保存设置文件 141 
6.4.5 求解计算设置 141 
 6.5 结果处理及分析 142 
6.5.1 创建分析截面 142 
6.5.2 速度云图分析 142 
6.5.3 温度云图分析 144 
6.5.4 计算结果数据后处理分析 145 
 第7章 煤粉气固两相流流动仿真分析 
 7.1 案例简介 148 
 7.2 软件启动及网格导入 148 
 7.3 模型、材料及边界条件设置 149 
7.3.1 总体模型设置 149 
7.3.2 物理模型设置 150 
7.3.3 材料设置 153 
7.3.4 计算域设置 154 
7.3.5 边界条件设置 155 
 7.4 求解设置 157 
7.4.1 求解方法及松弛因子设置 157 
7.4.2 求解过程监测设置 158 
7.4.3 参数初始化设置 158 
7.4.4 输出保存设置文件 159 
7.4.5 瞬态计算自动保存设置 159 
7.4.6 求解计算设置 160 
 7.5 结果处理及分析 160 
7.5.1 速度云图分析 160 
7.5.2 离散相煤粉浓度云图分析 162 
 第8章 大型往复式燃烧炉炉膛内烟气流动及传热特性分析 
 8.1 案例简介 166 
 8.2 软件启动及网格导入 166 
 8.3 模型、材料及边界条件设置 167 
8.3.1 总体模型设置 167 
8.3.2 物理模型设置 168 
8.3.3 材料设置 170 
8.3.4 计算域设置 172 
8.3.5 边界条件设置 173 
 8.4 求解设置 178 
8.4.1 求解方法及松弛因子设置 178 
8.4.2 求解过程监测设置 179 
8.4.3 参数初始化设置 180 
8.4.4 输出保存设置文件 180 
8.4.5 求解计算设置 181 
 8.5 结果处理及分析 181 
8.5.1 选取截面温度云图分析 181 
8.5.2 选取截面速度云图分析 183 
8.5.3 选取截面速度矢量图分析 184 
8.5.4 整体炉膛壁面温度云图分析 185 
8.5.5 计算结果数据后处理分析 186 
 第9章 河道内污染物流动扩散仿真分析 
 9.1 案例简介 190 
 9.2 软件启动及网格导入 190 
 9.3 模型、材料及边界条件设置 191 
9.3.1 总体模型设置 191 
9.3.2 物理模型设置 192 
9.3.3 材料设置 194 
9.3.4 计算域设置 196 
9.3.5 边界条件设置 197 
 9.4 求解设置 200 
9.4.1 求解方法及松弛因子设置 200 
9.4.2 求解过程监测设置 201 
9.4.3 参数初始化设置 201 
9.4.4 输出保存设置文件 202 
9.4.5 求解计算设置 203 
 9.5 结果处理及分析 203 
9.5.1 速度云图分析 203 
9.5.2 污染物浓度云图分析 204 
9.5.3 计算结果数据后处理分析 206 
 第10章 不同组分气体混合分析研究 
 10.1 案例简介 208 
 10.2 软件启动及网格导入 208 
 10.3 模型、材料及边界条件设置 209 
10.3.1 总体模型设置 209 
10.3.2 物理模型设置 211 
10.3.3 材料设置 212 
10.3.4 计算域设置 215 
10.3.5 边界条件设置 215 
 10.4 求解设置 218 
10.4.1 求解方法及松弛因子设置 218 
10.4.2 求解过程监测设置 219 
10.4.3 参数初始化设置 220 
10.4.4 输出保存设置文件 220 
10.4.5 求解计算设置 221 
 10.5 结果处理及分析 222 
10.5.1 气体浓度云图分析 222 
10.5.2 速度云图分析 223 
10.5.3 计算结果数据后处理分析 224 
 第11章 液化天然气储罐内翻滚仿真分析研究 
 11.1 案例简介 227 
 11.2 软件启动及网格导入 227 
 11.3 模型、材料及边界条件设置 228 
11.3.1 总体模型设置 228 
11.3.2 物理模型设置 230 
11.3.3 材料设置 232 
11.3.4 计算域设置 236 
11.3.5 边界条件设置 237 
 11.4 求解设置 239 
11.4.1 求解方法及松弛因子设置 239 
11.4.2 求解过程贱检测设置 240 
11.4.3 参数初始化设置 240 
11.4.4 输出保存设置文件 242 
11.4.5 求解计算设置 243 
 11.5 结果处理及分析 244 
11.5.1 速度云图分析 244 
11.5.2 速度等值线分布分析 247 
 第12章 数据机房内发热器件温度及流场仿真研究 
 12.1 案例简介 250 
 12.2 软件启动及网格导入 250 
 12.3 模型、材料及边界条件设置 251 
12.3.1 总体模型设置 251 
12.3.2 物理模型设置 252 
12.3.3 材料设置 253 
12.3.4 计算域设置 255 
12.3.5 边界条件设置 257 
 12.4 求解设置 260 
12.4.1 求解方法及松弛因子设置 260 
12.4.2 求解过程监测设置 261 
12.4.3 参数初始化设置 262 
12.4.4 输出保存设置文件 262 
12.4.5 求解计算设置 263 
 12.5 结果处理及分析 263 
12.5.1 创建分析截面 263 
12.5.2 温度云图分析 264 
12.5.3 速度云图分析 267 
12.5.4 计算结果数据后处理分析 268 
 第13章 房间空调位置对舒适度影响的仿真研究 
 13.1 案例简介 272 
 13.2 软件启动及网格导入 272 
 13.3 模型、材料及边界条件设置 273 
13.3.1 总体模型设置 273 
13.3.2 物理模型设置 274 
13.3.3 材料设置 275 
13.3.4 计算域设置 277 
13.3.5 边界条件设置 278 
 13.4 求解设置 280 
13.4.1 求解方法及松弛因子设置 280 
13.4.2 求解过程监测设置 280 
13.4.3 参数初始化设置 281 
13.4.4 输出保存设置文件 282 
13.4.5 求解计算设置 283 
 13.5 结果处理及分析 283 
13.5.1 创建分析截面 283 
13.5.2 温度云图分析 284 
13.5.3 速度云图分析 288 
13.5.4 计算结果数据后处理分析 290 
 第14章 大空间内气体污染物扩散仿真分析研究 
 14.1 案例简介 294 
 14.2 软件启动及网格导入 294 
 14.3 模型、材料及边界条件设置 295 
14.3.1 总体模型设置 295 
14.3.2 物理模型设置 296 
14.3.3 材料设置 298 
14.3.4 计算域设置 301 
14.3.5 边界条件设置 302 
 14.4 求解设置 306 
14.4.1 求解方法及松弛因子设置 306 
14.4.2 求解过程监测设置 307 
14.4.3 参数初始化设置 308 
14.4.4 输出保存设置文件 309 
14.4.5 求解计算设置 310 
 14.5 结果处理及分析 310 
14.5.1 创建分析截面 310 
14.5.2 污染物浓度云图分析 311 
14.5.3 速度云图分析 315 
14.5.4 计算结果数据后处理分析 316 
 第15章 锅炉烟道内SNCR脱硝冷态模拟分析研究 
 15.1 案例简介 320 
 15.2 软件启动及网格导入 320 
 15.3 模型、材料及边界条件设置 321 
15.3.1 总体模型设置 321 
15.3.2 物理模型设置 322 
15.3.3 材料设置 324 
15.3.4 计算域设置 325 
15.3.5 边界条件设置 326 
 15.4 求解设置 331 
15.4.1 求解方法及松弛因子设置 331 
15.4.2 求解过程监测设置 332 
15.4.3 参数初始化设置 333 
15.4.4 输出保存设置文件 334 
15.4.5 求解计算设置 334 
 15.5 结果处理及分析 335 
15.5.1 创建分析截面 335 
15.5.2 烟气组分浓度云图分析 336 
15.5.3 速度云图分析 339 
15.5.4 计算结果数据后处理分析 341 
目 录
 
 

























 
