fluent编书资料(2013)

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1、计算流体力学实验参考书FLUENT流体工程仿真计算实例操作手册环境学院安全实验室编制2009-3-2272前言计算流体力学（CFD）是根据流体力学和数值计算方法上一门交叉学科，它主要利用计算机作为工作平台，根据所描述的复杂物理现象，运用经典流体力学知识中的质量守恒、动量守恒、能量守恒和传热传质规律和附加的各种模型方程，组成满足符合条件的封闭非线性偏微分方程组，同时确定相应的边界条件，采用Fortran或者C语言编制计算机运行程序，从而得到相应的数值解。目前，计算流体力学应用于各种工业领域，其重要性显而易见为了使学生尽快熟悉计算流体软件FLUENT以及更好的掌握计算流

2、体力学的计算模型，本书编制了几个简单的模型，包括了组分燃烧、管内流动与换热、低速和超音速流动、房间温度场和浓度场、管外流动、混合换热与流动、两相流及其用户自定义等方面的内容。其中概括了二维和三维的模型，描述详细，可根据步骤建模、划分网格和计算以及后处理。本书不可能面面具到并进行详细讲解，但相信读者通过本书的学习，一定会学有所得、学以致用。同时本书在编制中难免有所错误，希望读者指正。272目录1、气体燃烧：燃烧器内甲烷和空气的燃烧（1）2、多组分传输与气体燃烧算例（1）3、管内流动：管内层流流动数值计算（1）4、管外流动：绕流流动问题（1）5、低速流动：蒸汽喷射器内的

3、传热模拟（1）6、超音速流动问题、部分自定义函数（1）7、空调房间温度场、浓度场的模拟（1）8、混合换热与流动问题（1）9、两相流：旋转流动与非旋转流动（1）10、UDF算例（1）272第一章CFD在暖通空调中的应用一、FLUENT简介1.1CFD概述计算流体力学(CFD：ComputaionalFluidDynamics)以计算机为工具，应用各种离散化的数学方法,对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究,通过计算机数值计算和网像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析，以解决各种工程与科学研究问题。计算流体力学常常与传热学、燃烧学

4、、反应动力学等相结合，运用数值方法求解非线性联立的质量、能量、组分、动量和自定义的标量的微分方程组，以便从计算结果中预测出流动、传热、传导、燃烧等过程的细节，CFD可以看作是在流动基本方程(质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程)控制下对流动的数值模拟，是进行“三传”(传热、传质、动量传递)及燃烧、多相流和化学反应研究的核心和重要技术。在实际的应用中，流体力学计算还常常与结构分析、电磁分析结合在一起分析处理复杂系统，如航空航天、船舶、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等众多领域。从高层建筑结构通风到微电机散热，从发动机、风扇、涡

5、轮、燃烧室等旋转机械到整机外流气动分析。1.2FLUENT程序可以求解的问题FLUENT可以求解计算二维和三维问题，在计算过程中，网格可以自适应调整。fluent软件的应用范围非常广泛，主要范围如下：(1)用非结构自适应网格模拟2D或者3D流场，它所使用的非结构网格主要有三角形/五边形、四边形/五边形，或者混合网格；(2)不可压或可压流动；(3)定常状态或者过渡分析；(4)无粘，层流和湍流； (5)牛顿流或者非牛顿流；(6)对流热传导，包括自然对流和强迫对流；(7)耦合热传导和对流；(8)辐射热传导模型；(9)惯性（静止）坐标系非惯性（旋转）坐标系模型；(10)多重

6、运动参考框架，包括滑动网格界面和rotor/statorinteractionmodeling混合界面；272(11)化学组分混合和反应，包括燃烧子模型和表面沉积反应模型；(12)热，质量，动量，湍流和化学组分的控制体源；(13)粒子，液滴和气泡的离散相的拉格朗日轨迹的计算，包括了和连续相的耦合；(14)多孔流动；(15)一维风扇/热交换模型；(16)两相流，包括气穴现象；(17)复杂外形的自由表面流动。    1.3FLUENT程序求解问题的步骤利用FLUENT软件进行流体的流动和传热计算的模拟计算的流程一般是，首先利用GAMBIT进行流动区域几何形状的构建、定义

7、边界类型和生成网格，然后将GAMBIT中的网格文件输出用于FLUENT求解器计算的格式，在FLUENT中读取所输出的文件并设置条件对流动区域进行求解计算，最后对计算结果进行后处理。具体利用FLUENT求解问题的步骤如下：(1)确定几何形状生成计算网格（用GAMBIT，也可以读取其他指定程序生成的网格）；(2)输入并检查网格； (3)选择求解器（2D或3D）；(4)选择求解的方程（层流或是湍流、化学组分或化学反应、传热模型等），确定其他需要的模型；   (5)确定流体的材料的物性；(6)确定边界的类型及其边界条件（前者在GAMBIT中确定，但在FLUENT中可以修