《ANSYS CFX流体分析及仿真》作者:谢龙汉,赵新宇
2020/01/05 13:10:36
内容简介
CFX是全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业CFD软件，CFX已经遍及航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、防火安全、冶金、环保等领域，为全球6000多个用户解决了大量的实际问题。
本书在第1版的基础上进行补充和完善，以AnsysCFX14.0为蓝本，由浅入深、循序渐进地介绍CFX的使用方法，包括CFX的基本理论与方法、ICEMCFD网格生成、CFX前处理、CFX求解、CFX后处理等，并通过几个典型实例，详细介绍CFX从网格划分到模型建立，从求解到后处理的全过程，可以按照实例讲解一步一步地完成CFX模拟的实现，并对CFX建模过程、求解理念和后处理方法有一定的认识。
作者简介
谢龙汉，华南理工大学机械与汽车工程学院，副教授。2002年毕业于浙江大学过程装备与控制工程专业本科，在浙江大学华工过程机械研究所取得硕士学位，之后在广州本田汽车有限公司研发中心工作过两年，2010年获得香港中文大学机械与自动化工程系的博士学位。国内外学术期刊上发表30多篇学术论文，在CAD/CAM/CAE方面出版过多部著作，写作经验丰富，作品技术含量高，实用性强。
第1章 流体流动分析概述
1.1 流体分析的发展
1.1.1 CFD的提出
1.1.2 CFD软件简介
1.1.3 流体分析的应用领域
1.2 CFX软件简介
1.2.1 Windows版本运行方法
1.2.2 并行计算
1.3 CFX与其他软件的数据交换
本章小结
第2章 CFX基本理论和方法
2.1 基本符号和变量
2.2 计算流体力学原理
2.3 ANSYS CFX中的湍流模型
2.3.1 k-模型
2.3.2 BSL k-模型
2.3.3 Shear Stress Transport模型
2.3.4 Reynolds Stress模型
2.4 壁面函数理论
2.5 多孔介质中的流动理论
2.6 表达式语言和命令语言
本章小结
第3章 网格生成
3.1 网格生成方法
3.2 以ANSYS ICEM划分网格
3.3 ANSYS ICEM CFD基本用法
3.3.1 模型接口
3.3.2 几何功能
3.3.3 自动网格编辑
3.3.4 生成拓扑
3.3.5 网格编辑
3.3.6 网格输出
3.3.7 操作控制树的使用
实例3-1 圆柱相交水槽的网格划分
3.4 以CFX-TurboGrid划分网格
实例3-2 涡轮网格划分
本章小结
第4章 稳态和非稳态模拟
4.1 稳态模拟
4.1.1 稳态模拟的设定
4.1.2 稳态模拟的输出
4.2 非稳态模拟
4.2.1 非稳态模拟的设定
4.2.2 非稳态模拟的输出
本章小结
第5章 物理定义CFX-Pre
5.1 CFX-Pre进行物理定义的前期工作
5.1.1 CFX-Pre窗口工具介绍
5.1.2 导入网格
5.1.3 操作控制
5.1.4 前处理主要功能
5.2 域
5.2.1 域前设定
5.2.2 域设定
5.2.3 子域
5.2.4 点源
5.2.5 共轭传热模拟
5.3 边界条件
5.3.1 基本设定
5.3.2 边界类型
5.3.3 入口边界设定
5.3.4 出口边界设定
5.3.5 开放式出口设定
5.3.6 壁面边界设定
5.3.7 对称面边界条件
5.3.8 初始边界条件设定
5.3.9 边界条件文件
5.3.10 域交界面
5.4 求解器控制
5.4.1 如何定义求解器设置
5.4.2 求解格式
5.4.3 时间步选择
5.4.4 时间尺度控制
5.4.5 收敛方案
5.4.6 逝去时间控制
5.4.7 固体计算域时间尺度控制
5.4.8 方程分类设定
5.4.9 高级设置和关键点
5.4.10 输出文件和监控
本章小结
第6章 数值求解CFX-Solver
6.1 定义模拟计算
6.2 并行计算
6.3 工作界面
6.4 求解文件的输出
本章小结
第7章 后处理CFX-Post
7.1 CFX后处理工作界面
7.2 CFX后处理的工作流程
7.2.1 创建位置
7.2.2 创建对象
7.2.3 创建数据
7.2.4 报告工具和文件
本章小结
第8章 旋转机械前后处理
8.1 旋转机械前处理Turbo Pre
8.1.1 基本设置
8.1.2 组件定义
8.1.3 物理问题定义
8.1.4 交界面定义
8.1.5 边界条件定义
8.1.6 最后操作
8.2 旋转机械后处理Turbo Post
8.2.1 初始化
8.2.2 四种可用实体
8.2.3 旋转机械宏
本章小结
第9章 内部流动分析实例
实例9-1 弯管内气体的流动与传热
实例9-2 静止混合器中的流动
本章小结
第10章 外部流动分析实例
实例10-1 物体周围绕流分析
实例10-2 自由表面流动模拟
本章小结
第11章 换热流动分析实例
实例11-1 带有共轭换热的流动
实例11-2 燃料管道辐射换热模拟
本章小结
第12章 非稳态分析实例
实例12-1 冶金用结晶器钢水液面波动模拟
实例12-2 附加变量非稳态模拟实例
本章小结
第13章 多孔介质和气固两相分析实例
实例13-1 多孔介质模型案例分析
实例13-2 气固两相流案例分析
本章小结
参考文献
前 言
“中国制造”必须向“中国创造”转变，这是社会共识。那么，如何转变、怎么转变？其关键就是全社会广泛的自主创新。我们知道，创新的产品需要经过三个阶段：设计、分析和制造。中国经过近三十年的发展，制造业得到了极大的发展，制造的问题基本得到了解决。设计领域在近十年来也取得了长足进步，这主要是得益于广泛普及和三维设计软件的应用，包括CATIA、UG、Pro/E等。创新的产品设计是自主创新的第一步，但仅仅设计还不够，还需要分析和优化才能获得满足要求的设计。因此，在创新设计的基础上，加入全面的设计分析和优化，是产品创新的必要和关键环节。传统的设计分析和优化，大多是基于理论建模和经验分析，其主要弊端是繁琐、速度慢、且不全面，阻碍了产品创新的快速实现。随着计算机的快速发展，计算机辅助工程（Computer-AidedEngineering，CAE）提供了各种快速的分析方法，可以在三维建模的基础上，利用有限元分析技术进行全面的分析，并根据分析结果对设计进行优化，从而获得满意的结果。这不仅提高了设计的质量和成本，还大大缩短了产品设计的周期。
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CFX是全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业CFD软件，CFX已经遍及航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、防火安全、冶金、环保等领域，为全球6000多个用户解决了大量的实际问题。
本书在第1版的基础上进行补充和完善，以AnsysCFX14.0为蓝本，由浅入深、循序渐进地介绍CFX的使用方法，包括CFX的基本理论与方法、ICEMCFD网格生成、CFX前处理、CFX求解、CFX后处理等，并通过几个典型实例，详细介绍CFX从网格划分到模型建立，从求解到后处理的全过程，可以按照实例讲解一步一步地完成CFX模拟的实现，并对CFX建模过程、求解理念和后处理方法有一定的认识。
作者简介
谢龙汉，华南理工大学机械与汽车工程学院，副教授。2002年毕业于浙江大学过程装备与控制工程专业本科，在浙江大学华工过程机械研究所取得硕士学位，之后在广州本田汽车有限公司研发中心工作过两年，2010年获得香港中文大学机械与自动化工程系的博士学位。国内外学术期刊上发表30多篇学术论文，在CAD/CAM/CAE方面出版过多部著作，写作经验丰富，作品技术含量高，实用性强。
第1章 流体流动分析概述
1.1 流体分析的发展
1.1.1 CFD的提出
1.1.2 CFD软件简介
1.1.3 流体分析的应用领域
1.2 CFX软件简介
1.2.1 Windows版本运行方法
1.2.2 并行计算
1.3 CFX与其他软件的数据交换
本章小结
第2章 CFX基本理论和方法
2.1 基本符号和变量
2.2 计算流体力学原理
2.3 ANSYS CFX中的湍流模型
2.3.1 k-模型
2.3.2 BSL k-模型
2.3.3 Shear Stress Transport模型
2.3.4 Reynolds Stress模型
2.4 壁面函数理论
2.5 多孔介质中的流动理论
2.6 表达式语言和命令语言
本章小结
第3章 网格生成
3.1 网格生成方法
3.2 以ANSYS ICEM划分网格
3.3 ANSYS ICEM CFD基本用法
3.3.1 模型接口
3.3.2 几何功能
3.3.3 自动网格编辑
3.3.4 生成拓扑
3.3.5 网格编辑
3.3.6 网格输出
3.3.7 操作控制树的使用
实例3-1 圆柱相交水槽的网格划分
3.4 以CFX-TurboGrid划分网格
实例3-2 涡轮网格划分
本章小结
第4章 稳态和非稳态模拟
4.1 稳态模拟
4.1.1 稳态模拟的设定
4.1.2 稳态模拟的输出
4.2 非稳态模拟
4.2.1 非稳态模拟的设定
4.2.2 非稳态模拟的输出
本章小结
第5章 物理定义CFX-Pre
5.1 CFX-Pre进行物理定义的前期工作
5.1.1 CFX-Pre窗口工具介绍
5.1.2 导入网格
5.1.3 操作控制
5.1.4 前处理主要功能
5.2 域
5.2.1 域前设定
5.2.2 域设定
5.2.3 子域
5.2.4 点源
5.2.5 共轭传热模拟
5.3 边界条件
5.3.1 基本设定
5.3.2 边界类型
5.3.3 入口边界设定
5.3.4 出口边界设定
5.3.5 开放式出口设定
5.3.6 壁面边界设定
5.3.7 对称面边界条件
5.3.8 初始边界条件设定
5.3.9 边界条件文件
5.3.10 域交界面
5.4 求解器控制
5.4.1 如何定义求解器设置
5.4.2 求解格式
5.4.3 时间步选择
5.4.4 时间尺度控制
5.4.5 收敛方案
5.4.6 逝去时间控制
5.4.7 固体计算域时间尺度控制
5.4.8 方程分类设定
5.4.9 高级设置和关键点
5.4.10 输出文件和监控
本章小结
第6章 数值求解CFX-Solver
6.1 定义模拟计算
6.2 并行计算
6.3 工作界面
6.4 求解文件的输出
本章小结
第7章 后处理CFX-Post
7.1 CFX后处理工作界面
7.2 CFX后处理的工作流程
7.2.1 创建位置
7.2.2 创建对象
7.2.3 创建数据
7.2.4 报告工具和文件
本章小结
第8章 旋转机械前后处理
8.1 旋转机械前处理Turbo Pre
8.1.1 基本设置
8.1.2 组件定义
8.1.3 物理问题定义
8.1.4 交界面定义
8.1.5 边界条件定义
8.1.6 最后操作
8.2 旋转机械后处理Turbo Post
8.2.1 初始化
8.2.2 四种可用实体
8.2.3 旋转机械宏
本章小结
第9章 内部流动分析实例
实例9-1 弯管内气体的流动与传热
实例9-2 静止混合器中的流动
本章小结
第10章 外部流动分析实例
实例10-1 物体周围绕流分析
实例10-2 自由表面流动模拟
本章小结
第11章 换热流动分析实例
实例11-1 带有共轭换热的流动
实例11-2 燃料管道辐射换热模拟
本章小结
第12章 非稳态分析实例
实例12-1 冶金用结晶器钢水液面波动模拟
实例12-2 附加变量非稳态模拟实例
本章小结
第13章 多孔介质和气固两相分析实例
实例13-1 多孔介质模型案例分析
实例13-2 气固两相流案例分析
本章小结
参考文献
前 言
“中国制造”必须向“中国创造”转变，这是社会共识。那么，如何转变、怎么转变？其关键就是全社会广泛的自主创新。我们知道，创新的产品需要经过三个阶段：设计、分析和制造。中国经过近三十年的发展，制造业得到了极大的发展，制造的问题基本得到了解决。设计领域在近十年来也取得了长足进步，这主要是得益于广泛普及和三维设计软件的应用，包括CATIA、UG、Pro/E等。创新的产品设计是自主创新的第一步，但仅仅设计还不够，还需要分析和优化才能获得满足要求的设计。因此，在创新设计的基础上，加入全面的设计分析和优化，是产品创新的必要和关键环节。传统的设计分析和优化，大多是基于理论建模和经验分析，其主要弊端是繁琐、速度慢、且不全面，阻碍了产品创新的快速实现。随着计算机的快速发展，计算机辅助工程（Computer-AidedEngineering，CAE）提供了各种快速的分析方法，可以在三维建模的基础上，利用有限元分析技术进行全面的分析，并根据分析结果对设计进行优化，从而获得满意的结果。这不仅提高了设计的质量和成本，还大大缩短了产品设计的周期。
ISO 光盘文件免费下载
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