ANSYS Fluent 实例详解

本书以大量实例详细描述了ANSYSFluent软件在工程流体仿真计算中的应用过程，内容涵盖常规流动计算、传热计算、边界运动模拟、多相流计算、反应流与燃烧计算以及流固热耦合计算等方面。通过详尽的仿真实例操作描述，使读者可以快速掌握Fluent软件应用于工程问题的一般流程。书中实例操作中一些关键参数设置通常提供细节描述，读者在学习过程中不仅可以了解参数如何设置，还能够了解为何如此设置。本书配套有相关实例模型文件，读者可以通过书中提供的链接下载使用，此外，读者还可以通过书中提供的交流平台与作者进行互动。本书可作为Fluent初学者快速入门资料，也适合于中高级使用者作为Fluent流体仿真参考。

胡坤，机械设计及理论专业博士，西南石油大学机电工程学院硕士生导师。主要从事多相流理论研究及过程装备研发教学工作，拥有10余年ANSYS CFD软件应用经验，熟悉ANSYS CFD软件仿真流程定制及二次开发，著有《ANSYS ICEM CFD工程实例详解》《ANSYS CFD疑难问题实例详解》等多本书籍。曾用网名“流沙CAE”，独立运营同名新浪博客“流沙CAE”以及原创微信公众号“CFD之道”，聚焦于CFD发展及应用资讯、CFD理论解析、CFD软件应用技巧、CFD相关案例解析以及CFD编程定制等原创内容的分享，广受3万+专业粉丝的高度认可。

本书以ANSYS 19.0为依据，汇集作者10余年的实践经验，通过大量经典案例详细描述了ANSYS Fluent软件在工程流体仿真计算中的实际应用过程，助力读者快速高效地将所学知识应用到实际工作学习中。另外，本书还具有以下突出特色：

1.CAE大神流沙倾情之作。涵盖热、流、燃烧、化学、耦合、动网格等28个经典案例，以及超过5G的配套资源。

2.帮助读者实现从看起来懂到真懂了的跨越。内容涵盖重点参数的选取、特殊技巧的应用、操作误区的提示等，帮助读者真正学通弄懂，有效锻炼使用ANSYS Fluent软件解决实际工程问题的实践技能。

3.坚持读者的阅读体验为首要原则。版式设计方面从章节名到实例步骤，再到知识拓展、难点解析、技巧应用处处都体现着设计者的良苦用心。

本书中的实例文件保存在网盘中（链接：https://pan.baidu.com/s/1edEr_0wtihV1LfRAhPEyHQ 密码：e8dl），读者可自行下载。同时也欢迎读者加入QQ 群（831446063）对本书中的内容进行交流和探讨。

ANSYS Fluent 是一款通用流体计算软件，其提供了包含流体流动、传热、多相流、化学反应及燃烧、动网格等众多计算模型，目前被广泛地应用于工业领域。

作为一款通用软件，Fluent 在提供强大功能的同时，其复杂的软件操作也对使用者提出了更高的要求。在产品开发周期越来越短的今天，过长的软件学习周期对于产品开发人员来讲无疑是难以接受的，如何快速地将Fluent 应用于工程中，同时尽可能短地缩短其学习周期，对于工程技术人员来讲是至关重要的。

“工欲善其事必先利其器”，想要快速地应用工具而不被工具所累，使用者必须要做到了解工具、熟悉工具的使用原则，之后才能更有效地使用工具。然而在实际工程应用中，人们对Fluent 的功能需求往往只是其中很少的一部分，确实没有必要为了在某一领域使用Fluent 而去全面学习软件的内部原理以及所有的使用操作。那么应该怎么做呢？

一个比较好的方法是做大量的标准实例，在做实例的过程中熟悉软件的工作原理，熟悉利用Fluent 解决行业问题时的标准做法。本书基于此思路而写，书中将物理问题进行分类，并针对每一类问题选择多个有代表性的实例，每一个实例均包含了前后处理以及计算参数调整，同时对每一类问题均给出推荐的计算流程，相信经过大量此类实例的练习，读者能够在尽可能短的时间内掌握Fluent 的基本使用流程，并真正将其应用于工程中。

本书的主要读者对象为企业产品研发人员、拥有流体力学背景的科研人员，以及对流体仿真感兴趣的人员。

本书中的实例文件保存在网盘中（链接：https://pan.baidu.com/s/1edEr_0wtihV1LfRAhPEyHQ 密码：e8dl），读者可自行下载。同时也欢迎读者加入QQ 群（831446063）对本书中的内容进行交流和探讨。

前　言

第1 章　ANSYS Fluent 基础

1.1　ANSYS Fluent 简介

1.2　Fluent 基本使用流程

1.3　Fluent 操作流程示例

1.3.1　实例描述

1.3.2　Fluent 前处理

1.3.3　计算后处理

第2 章　流动问题计算

2.1　【实例1】层流圆管流动

2.1.1　实例描述

2.1.2　几何创建

2.1.3　网格划分

2.1.4　Fluent 设置

2.1.5　计算后处理

2.1.6　计算结果验证

2.1.7　湍流计算

2.1.8　实例小结

2.2　【实例2】NACA0012 翼型风洞模型计算

2.2.1　实例描述

2.2.2　几何创建

2.2.3　网格划分

2.2.4　Fluent 设置

2.2.5　计算后处理

2.2.6　计算结果验证

2.3　【实例3】三维机翼跨音速流动计算

2.3.1　问题描述

2.3.2　几何模型

2.3.3　网格划分

2.3.4　Fluent 设置

2.3.5　计算后处理

2.4　【实例4】转捩流动

2.4.1　问题描述

2.4.2　Fluent 设置

2.4.3　计算后处理

2.5　【实例5】血管内血液流动

2.5.1　问题描述

2.5.2　几何模型

2.5.3　划分网格

2.5.4　Fluent 设置

2.5.5　计算后处理

2.6　【实例6】多孔介质流动计算

2.6.1　问题描述

2.6.2　Fluent 设置

2.6.3　计算后处理

第3 章　传热计算

3.1　【实例1】固体热传导计算实例

3.1.1　几何模型

3.1.2　网格划分

3.1.3　Fluent 设置

3.1.4　后处理

3.2　【实例2】管内自然对流换热

3.2.1　实例描述

3.2.2　几何建模

3.2.3　网格划分

3.2.4　Fluent 设置

3.2.5　计算后处理

3.3　【实例3】空腔自然对流换热

3.3.1　问题描述

3.3.2　建模及网格

3.3.3　Fluent 设置

3.3.4　计算后处理

3.4　【实例4】管式换热器强制对流换热

3.4.1　实例描述

3.4.2　创建几何

3.4.3　划分网格

3.4.4　Fluent 设置

3.4.5　计算后处理

3.5　【实例5】散热器

3.5.1　实例描述

3.5.2　Fluent 设置

3.5.3　计算后处理

3.5.4　修改模型

3.5.5　总结

3.6　【实例6】热辐射

3.6.1　简介

3.6.2　实例描述

3.6.3　Fluent 设置

3.6.4　计算结果

第4 章　运动部件计算

4.1　【实例1】垂直轴风力机

4.1.1　问题描述

4.1.2　几何与网格

4.1.3　Fluent 设置

4.1.4　计算后处理

4.2　【实例2】滑移网格模型实例

4.3　【实例3】动网格模型实例

4.3.1　几何模型

4.3.2　网格划分

4.3.3　UDF 准备

4.3.4　Fluent 设置

4.3.5　计算后处理

4.4　【实例4】重叠网格实例

4.4.1　实例描述

4.4.2　几何准备

4.4.3　网格划分

4.4.4　定义区域运动

4.4.5　Fluent 设置

4.4.6　计算后处理

第5 章　多相流计算

5.1　【实例1】波浪模拟

5.1.1　模型描述

5.1.2　几何模型

5.1.3　网格划分

5.1.4　Fluent 设置

5.2　【实例2】抽水马桶

5.2.1　实例描述

5.2.2　几何模型

5.2.3　网格划分

5.2.4　Fluent 设置

5.3　【实例3】离心泵空化计算

5.3.1　实例描述

5.3.2　Fluent 设置

5.3.3　计算后处理

5.4　【实例4】冲蚀

5.4.1　简介

5.4.2　问题描述

5.4.3　Fluent 设置

5.4.4　计算后处理

5.5　【实例5】流化床

5.5.1　引言

5.5.2　问题描述

5.5.3　前期准备

5.5.4　Fluent 前处理

第6 章　反应流计算

6.1　【实例1】引擎着火导致气体扩散

6.1.1　问题描述

6.1.2　Fluent 前处理

6.1.3　计算后处理

6.2　【 实例2】锥形燃烧器燃烧模拟（有限速率模型）

6.2.1　实例简介

6.2.2　问题描述

6.2.3　Fluent 前处理

6.2.4　计算后处理

6.3　【 实例3】锥形燃烧器燃烧模拟（Zimount 预混模型）

6.3.1　实例概述

6.3.2　Fluent 前处理

6.3.3　计算后处理

第7 章　耦合场计算

7.1　【实例1】流体域中挡板受力计算

7.1.1　实例描述

7.1.2　几何模型

7.1.3　流体模块设置

7.1.4　固体模块设置

7.2　【实例2】流体域中柔性挡板受力

7.2.1　计算流程

7.2.2　几何模型

7.2.3　流体网格生成

7.2.4　Fluent 设置

7.2.5　固体模块设置

7.2.6　System Coupling 设置

7.2.7　计算后处理

7.3　【实例3】流致振动计算

7.3.1　实例描述

7.3.2　几何模型

7.3.3　网格划分

7.3.4　Fluent 设置

7.3.5　Mechanical 模块设置

7.3.6　System Coupling 模块设置

7.3.7　计算后处理

7.4　【实例4】共轭传热计算

7.4.1　实例描述

7.4.2　导入几何

7.4.3　划分网格

7.4.4　Fluent 设置

7.4.5　计算后处理