CAE分析大係 ANSYS CFD疑難問題實例詳解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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鬍坤，顧中浩，馬海峰 著

圖書標籤:

• CAE
• ANSYS
• CFD
• 流體動力學
• 數值模擬
• 工程分析
• 有限元
• 疑難問題
• 實例
• 計算流體力學

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115454690

版次：1

商品编码：12225846

品牌：数艺社

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-07-01

用纸：胶版纸

页数：432

正文语种：中文

編輯推薦

在實際工作中ANSYS CFD的應用會産生很多疑難問題，本書係統梳理瞭ANSYS CFD在結構分析應用中的一些疑難問題並給齣解決辦法或思路。問題涉及結構分析的前處理（幾何建模、有限元模型）、求解分析（綫性和非綫性問題）、後處理以及一些接觸分析的實例和其它問題，均來自於ANSYS 實際使用人員的實踐。

內容簡介

本書主要介紹ANSYS ICEM CFD及ANSYS FLUENT。其中，ICEM CFD部分主要包括ICEM CFD基礎、幾何處理、網格基礎、分塊網格基礎以及非結構網格；FLUENT部分則包含瞭FLUENT基礎、流動問題計算、傳熱計算、運動部件建模、多相流計算、反應流計算、耦閤問題計算等。
本書以ANSYS CFD應用過程中可能會遇到的典型問題作為討論對象。由於不同讀者群工程背景的差異，因此在工作中所能碰到的問題存在較大的差異。本書不以特定CFD用戶群為對象，而是從軟件使用過程中可能會遇到的問題齣發，力求成為一部CFD軟件使用過程中的工具書，遇到問題可通過本書迅速找到解決辦法。

目錄

第一篇　ICEM CFD常見問題解答
第1章　ICEM CFD基礎　10
【Q1】 ICEM CFD的基本使用流程　10
【Q2】 ICEM CFD的功能　10
【Q3】 ICEM CFD軟件的類型　12
【Q4】 ICEM CFD工作路徑設置　13
【Q5】 設置ICEM CFD的背景顔色　14
【Q6】 ICEM CFD多核並行處理設置　14
【Q7】 ICEM CFD中的幾何單位設置　14
【Q8】 鼠標中鍵的替代方案　15
【案例1】ICEM CFD自動網格劃分　15
【案例2】ICEM CFD分塊六麵體網格劃分　20
第2章　幾何處理　26
【Q1】 ICEM CFD中的幾何拓撲　26
【Q2】 構建拓撲後幾何綫條顔色　26
【Q3】 ICEM CFD中Body的用途　27
【Q4】 ICEM CFD中Part的用途　28
【Q5】 幾何點操作　28
【Q6】 幾何綫操作　31
【Q7】 幾何麵操作　34
【Q8】 變換幾何體　37
【Q9】 如何按函數規律創建點　38
【Q10】 導入點雲數據　39
【Q11】 Close Hole與Remove Hole的區彆　40
【Q12】 快速構建流體內流域幾何　40
【Q13】 快速創建外流域幾何　41
【Q14】 ICEM CFD中的布爾運算　41
【Q15】 關於幾何永久刪除的問題　41
【案例1】幾何修復　42
【案例2】幾何創建　45
【案例3】外流計算域創建　52
【案例4】內流域創建　54
第3章　網格基礎　57
【Q1】 關於網格的5個誤區　57
【Q2】 結構網格與非結構網格　59
【Q3】 常用的網格形狀　60
【Q4】 選用何種類型的網格　60
【Q5】 邊界層網格　61
【Q6】 第一層網格高度　62
【Q7】 ICEM CFD查看網格質量　65
【Q8】 何為網格獨立性驗證　65
【Q9】“動網格”並非網格　66
【Q10】 周期網格　66
第4章　分塊網格基礎　67
【Q1】 何為Block　67
【Q2】 Block網格劃分中的一些術語　67
【Q3】 將網格轉化為Unstructural Mesh　68
【Q4】 如何輸齣結構網格　68
【Q5】 何為O型切分　68
【Q6】 Y型切分　70
【Q7】 三角形如何進行Y型切分　71
【Q8】 圓角的通用處理方式　71
【Q9】 邊界層網格如何實現　73
【Q10】 如何刪除O型塊　74
【Q11】 3D網格中如何創建2D邊界　75
【Q12】 2D分塊網格關聯時應該注意的問題　75
【Q13】 如何創建多區域分塊網格　76
【Q14】 如何自頂嚮下創建Block 　76
【Q15】 如何自底嚮上創建Block 　77
【Q16】 如何利用From Vertices創建新的2D塊　77
【Q17】 如何利用From Vertices創建新的3D塊　79
【Q18】 Extrude Face方式創建3D塊　81
【Q19】 2D to 3D創建3D塊　82
【Q20】 塊變換功能　84
【Q21】 頂點移動　87
【Q22】 關聯的本質　90
【Q23】 Index Control的使用　91
【案例1】自底嚮上2D網格劃分　92
【案例2】3D結構中的內部2D幾何邊界　96
【案例3】多區域分塊網格　98
【案例4】鏇風分離器分塊網格劃分　100
【案例5】管殼式換熱器周期網格劃分　110
第5章　非結構網格　115
【Q1】 使用非結構網格　115
【Q2】 非結構網格生成流程　116
【Q3】 定義網格尺寸　116
【Q4】 全局麵網格參數　120
【Q5】 全局體網格參數　122
【Q6】 全局棱柱層網格參數　125
【Q7】 創建內部邊界　127
【Q8】 各種麵網格生成方法　127
【Q9】 創建多區域非結構網格　128
【Q10】 網格生成後創建的Part 　129
【案例1】3D外流域非結構網格劃分　129
【案例2】3D內流域非結構網格劃分　134
【案例3】2D非結構網格案例　141
【案例4】棱柱層網格劃分　143
【案例5】笛卡兒網格劃分　147
第二篇　FLUENT常見問題解答
第6章　FLUENT基礎　152
【Q1】 工具　152
【Q2】 FLUENT應用領域分類　152
【Q3】 FLUENT一般流程　153
【Q4】 網格獨立性驗證　154
【Q5】 時間獨立性驗證　155
【Q6】 FLUENT界麵　155
【Q7】 Fluent模型樹節點　156
【案例】FLUENT工作流程　159
第7章　流動問題計算　168
【Q1】 流動問題計算中應考慮的一些問題　168
【Q2】 密度與壓縮性　168
【Q3】 牛頓流體與非牛頓流體　170
【Q4】 湍流模型中使用非牛頓黏度模型　173
【Q5】 瞬態與穩態的選擇　174
【Q6】 2D計算的一些問題　174
【Q7】 選用湍流還是層流　175
【Q8】 FLUENT中的湍流模型　176
【Q9】 湍流模型的選擇　176
【Q10】 壓力基求解器與密度基求解器　177
【Q11】 壓力基中壓力速度耦閤算法　179
【Q12】 亞鬆弛因子的設定　179
【Q13】 Coupled中的Courant數設置　180
【Q14】 初始值設定　180
【Q15】 穩態計算收斂性判斷　184
【Q16】 瞬態時間步長的確定　184
【Q17】 瞬態計算的收斂性判斷　185
【案例1】不可壓縮流動：Tesla閥內流場計算　186
【案例2】可壓流動：RAE2822翼型外流場計算　194
【案例3】多孔介質流動計算　202
【案例4】非牛頓流體流動計算　208
第8章　傳熱計算　213
【Q1】 傳熱模型　213
【Q2】 壁麵熱邊界　213
【Q3】 FLUENT中的輻射模型　214
【Q4】 輻射模型的選擇　215
【Q5】 自然對流模擬的一些問題　216
【案例1】自然對流模擬：同心圓柱　217
【案例2】S2S輻射傳熱：自然對流　222
【案例3】DO輻射換熱：汽車前燈　232
【案例4】太陽輻射換熱：建築物室內熱計算　245
第9章　運動部件建模　257
【Q1】 運動部件的模擬方法　257
【Q2】 利用Profile文件定義運動　259
【Q3】 利用UDF定義運動　260
【Q4】 6DOF模型　262
【Q5】 Overset網格　263
【Q6】 運動部件定義　264
【Q7】 動網格方法：Smoothing 　265
【Q8】 動網格方法：Layering 　267
【Q9】 動網格方法：Remeshing 　268
【案例1】6DOF運動：箱體入水計算　270
【案例2】2．5D網格重構：齒輪泵流場計算　282
【案例3】In Cylinder動網格：氣缸內氣體壓縮模擬　292
【案例4】MRF模型：風扇流場計算　299
【案例5】Overset模型：抖動的圓柱體　306
【案例6】6DOF被動運動：轉動的水車　312
第10章　多相流計算　321
【Q1】 多相流形態　321
【Q2】 FLUENT中的多相流模型　321
【Q3】 多相流模型的選擇　323
【Q4】 FLUENT多相流模擬步驟　324
【Q5】 VOF模型設置　325
【Q6】 混閤模型設置　326
【Q7】 歐拉模型設置　327
【Q8】 顆粒流模擬　328
【Q9】 顆粒在流體中的曳力　328
【Q10】 DPM模型設置　331
【Q11】 DPM模型穩態及瞬態計算　333
【Q12】 DPM壁麵條件　334
【Q13】 DPM顆粒相與連續相的匹配　335
【案例1】混閤模型：空化噴嘴　337
【案例2】VOF模型：水中氣泡運動　345
【案例3】凝固/融化模型：管道結冰　353
【案例4】PBM模型：鼓泡反應器　359
【案例5】DPM模型：顆粒負載流動　369
第11章　反應流計算　376
【Q1】 FLUENT中的組分輸運及反應流模型　376
【Q2】 無反應組分輸運模型　377
【Q3】 有限反應速率模型　379
【案例1】EDM模型：燃燒器　380
【案例2】部分預混燃燒模型：同軸燃燒器　391
【案例3】固體顆粒燃燒：煤燃燒　396
第12章　耦閤問題計算　406
【Q1】 流固耦閤基礎　406
【Q2】 流固耦閤計算方法　407
【Q3】 ANSYS Workbench中的流固耦閤　408
【案例1】雙嚮流固耦閤：簧片閥　410
【案例2】熱-結構耦閤：T型管熱應力計算　423

《流體動力學仿真探索：從理論到實踐的精進之路》 本書旨在為廣大工程師、科研人員及相關專業學生提供一個深入理解和掌握計算流體動力學（CFD）的係統性學習平颱。我們深知，在實際工程應用中，理論知識與實踐操作之間的鴻溝常常成為阻礙進步的絆腳石。因此，本書將理論的嚴謹性與工程的實用性巧妙結閤，力求讓讀者不僅理解CFD的數學模型和數值方法，更能靈活運用這些工具解決復雜多樣的工程問題。 核心內容聚焦： 本書不會涉及特定商業軟件的安裝、界麵操作或具體菜單選項的講解。我們的目標是構建一個普適性的CFD知識體係，使其能夠應用於任何主流的CFD軟件，培養讀者獨立分析和解決問題的能力，而非被軟件的某個版本或特定操作所束縛。 第一部分：CFD基礎理論的深度剖析 流體力學方程組的本質： 我們將從納維-斯托剋斯方程（Navier-Stokes equations）齣發，深入探討其物理含義、推導過程以及不同簡化形式（如歐拉方程、伯努利方程）在特定工況下的適用性。重點將放在理解這些方程所描述的流體運動基本規律，以及它們如何構成CFD仿真的數學基礎。 數值方法的原理與辨析： 本部分將詳細介紹離散化技術（如有限差分法、有限體積法、有限元法）的核心思想。讀者將理解為何需要數值方法來求解偏微分方程，並能夠辨析不同方法的優缺點及其在處理不同類型問題時的適用性。例如，有限體積法的守恒性、有限差分法的精度階數、有限元法的靈活性等都將得到細緻講解。 湍流模型的精要解讀： 湍流是流體力學研究中的一大挑戰。本書將係統梳理各類湍流模型，包括雷諾平均（RANS）模型（如 Spalart-Allmaras, k-ε, k-ω 係列）、大渦模擬（LES）和直接數值模擬（DNS）的基本原理、適用範圍、模型假設以及它們在不同雷諾數和流動復雜性下的錶現。我們將側重於模型背後的物理概念，幫助讀者選擇最適閤其工程問題的湍流模型。 求解器的核心機製： 盡管不涉及具體軟件，但理解CFD求解器的內部工作機製至關重要。本書將介紹迭代求解器的發展曆程，重點講解綫性方程組的求解方法（如高斯-賽德爾法、預條件共軛梯度法等），以及壓力-速度耦閤算法（如 SIMPLE, PISO 等）的原理，讓讀者理解數值求解過程的迭代性質和收斂性判斷。 第二部分：工程應用中的CFD實踐智慧 幾何建模與網格生成： 盡管不教授CAD建模技巧，但本書將強調幾何模型的質量對仿真精度的影響。我們將探討如何構建適閤CFD仿真的幾何模型，以及網格劃分策略的重要性，包括網格獨立性分析、網格質量評估（如畸變度、長寬比）以及不同類型網格（結構網格、非結構網格、混閤網格）的適用場景。 邊界條件設定與物理模型選擇： 這是CFD仿真成功的關鍵一步。本書將詳細講解各種常見邊界條件的物理含義及其設定原則，例如速度入口、壓力齣口、壁麵邊界（無滑移、滑移）、對稱邊界、周期性邊界等。同時，結閤實際工程案例，指導讀者如何根據流動現象選擇閤適的物理模型，如不可壓縮/可壓縮流、穩態/瞬態流、牛頓/非牛頓流、單相/多相流、熱傳輸等。 仿真結果的分析與驗證： 獲得仿真結果僅僅是開始，如何解讀和驗證這些結果纔是真正的挑戰。本書將提供一套嚴謹的結果分析方法，包括可視化技術（流綫、跡綫、等值綫、矢量圖）、數據提取（壓降、流量、速度剖麵、受力分析）以及不確定性評估。我們將強調與實驗數據或解析解的對比驗證，以及如何通過網格收斂性研究和參數敏感性分析來增強結果的可信度。 常見工程問題的CFD解析策略： 本部分將提煉一係列典型的工程問題，並提供係統性的CFD解析思路。例如： 外部流動的氣動性能評估： 涵蓋汽車、飛機、風力渦輪機等外部流動的氣動力/力矩計算，重點關注流動分離、誘導阻力、升力特性等。 內部流動的管路設計與優化： 分析管道、閥門、泵葉輪等內部流動的壓降、流場均勻性、混閤效率等，為管路係統設計提供依據。 傳熱與熱管理仿真： 探討電子設備散熱、換熱器性能、建築節能等涉及熱傳導、對流、輻射的仿真技術。 多相流動的復雜現象： 介紹氣液、氣固、液液等相間相互作用的仿真方法，例如氣泡上升、液滴蒸發、顆粒輸運等。 聲學與噪聲預測： 探討氣動噪聲的産生機理以及如何通過CFD方法進行預測。 第三部分：CFD研究的進階與前沿 耦閤仿真技術： 介紹CFD與其他仿真領域（如結構力學FEM、電磁場EM）的耦閤方法，例如流固耦閤（FSI）、流熱耦閤（TH）等，以應對更復雜的工程問題。 大規模並行計算與高性能計算（HPC）： 討論如何在高性能計算平颱上高效運行CFD仿真，包括並行計算的基本概念、任務分解、通信開銷以及對大規模模型的處理策略。 數據驅動的CFD與機器學習： 探討如何利用機器學習技術加速CFD仿真、優化模型選擇、後處理數據以及構建代理模型，開啓CFD研究的新方嚮。 CFD在創新設計中的應用： 鼓勵讀者將CFD作為一種強大的設計探索工具，通過迭代仿真優化産品性能，實現智能化、綠色化的産品設計。 本書的價值所在： 本書將幫助讀者建立起一套獨立、係統、深入的CFD知識體係。無論讀者是初學者還是有一定經驗的工程師，都能從中獲得啓發和提升。通過對基本原理的深刻理解，讀者將不再局限於某個軟件的操作，而是能夠真正掌握CFD的核心精髓，從而在麵對任何復雜的工程挑戰時，都能遊刃有餘地運用CFD技術進行分析和決策，推動其在各行各業的工程實踐中取得突破。本書緻力於培養的是能夠“思考”CFD的工程師，而非僅僅是“操作”CFD的工程師。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在高校從事流體力學教學的教師，一直緻力於將最前沿的CFD技術和最貼近工程實踐的內容傳授給學生。在教學過程中，我發現很多現有的教材雖然理論紮實，但在軟件應用層麵，尤其是ANSYS CFD這類復雜軟件的實際操作和問題解決方麵，存在明顯的不足。學生們在完成課程設計或畢業論文時，常常會因為遇到各種技術難題而進退兩難，而我所能提供的指導也受限於個人的經驗和對軟件最新功能的掌握程度。《CAE分析大係 ANSYS CFD疑難問題實例詳解》這本書，在我看來，恰恰填補瞭這一空白。我非常期待書中能夠包含一些具有代錶性的工程案例，這些案例不僅能展示ANSYS CFD強大的功能，更能引導學生們理解CFD仿真的整個流程，包括問題定義、模型建立、網格劃分、求解設置、結果分析以及錯誤排查等關鍵環節。如果這本書能提供詳細的步驟和深刻的原理剖析，將極大地提高我教學的有效性，也幫助我的學生們更好地掌握CFD仿真技能，為他們未來的職業發展奠定堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

作為一名在CAE領域摸爬滾打多年的工程師，我一直在尋找能夠深入剖析復雜CFD問題的實操性書籍，特彆是針對ANSYS CFD這樣強大的仿真工具，如何真正發揮其潛力，解決工程實踐中的疑難雜癥，一直是我關注的焦點。這款《CAE分析大係 ANSYS CFD疑難問題實例詳解》的齣現，無疑像一股清流，給瞭我極大的啓發。我尤其看重它在“疑難問題”和“實例詳解”這兩個關鍵詞上的承諾。在日常工作中，我們經常會遇到各種奇奇怪怪的仿真難題，比如網格生成效率不高，求解器收斂睏難，湍流模型選擇的睏惑，以及後處理結果的不直觀等等。很多時候，教科書上的理論知識固然重要，但麵對具體工程問題時，往往顯得有些蒼白無力。而這本書，據我瞭解，正是通過大量的真實工程案例，手把手地指導讀者如何一步步地解決這些棘手的問題，這對於我來說，是無價的。我期待這本書能夠提供一套係統性的思路和方法論，讓我能夠更從容地應對各種復雜的CFD挑戰，提升仿真效率和結果的可靠性。

评分☆☆☆☆☆

我是一名剛剛接觸ANSYS CFD的初學者，雖然之前學習瞭一些基礎的CFD理論，但在實際操作中，常常會因為各種報錯和奇怪的結果而感到沮喪。市麵上很多入門書籍，往往隻停留在軟件的基本操作介紹，對於如何理解報錯信息，如何調整參數以獲得閤理的結果，以及如何將理論知識應用到實際問題中，都顯得不夠深入。當我看到《CAE分析大係 ANSYS CFD疑難問題實例詳解》的介紹時，我立刻被吸引瞭。它不僅僅是一本操作手冊，更像是一位經驗豐富的導師，能夠在我遇到睏難時，給予及時的指導。我尤其期待書中能夠針對一些新手常見的“坑”，比如網格質量對仿真結果的影響、求解器設置的陷阱、以及如何選擇閤適的邊界條件等等，給齣清晰易懂的解釋和解決方案。如果這本書能讓我擺脫“隻會點點點，卻不知道為什麼”的狀態，真正理解CFD仿真的內在邏輯，那麼它將是我學習道路上最重要的助力。

评分☆☆☆☆☆

在化工行業，過程模擬和優化是提升效率、降低成本的關鍵。CFD技術在反應器設計、混閤器優化、多相流模擬等方麵扮演著越來越重要的角色。然而，與許多其他工程領域一樣，化工CFD仿真也麵臨著各種各樣的挑戰，比如復雜的化學反應動力學耦閤、多相流的精確捕捉、以及大規模復雜幾何模型的處理等。這些問題往往需要結閤深厚的物理化學知識和精湛的CFD仿真技術纔能有效解決。《CAE分析大係 ANSYS CFD疑難問題實例詳解》的齣現，讓我眼前一亮。我期待書中能夠深入探討一些在化工領域特有的CFD難點，例如如何準確模擬多相流中的界麵追蹤問題，如何有效地耦閤化學反應和流體動力學，如何處理高溫高壓環境下的物性變化，以及如何對復雜的反應器進行可靠性分析和性能評估。如果本書能夠提供針對這些問題的詳細解決方案和最佳實踐，對於我們化工行業的CFD工程師來說，將是極其寶貴的參考資料，有助於我們解決實際工程中的復雜問題，推動技術進步。

评分☆☆☆☆☆

作為一名在航空航天領域從事CFD仿真工作的技術人員，我們經常需要模擬復雜的流場，例如高馬赫數流動、氣動彈性耦閤、燃燒與流動耦閤等。這些問題往往涉及高度非綫性的物理模型，對求解器的穩定性和精度要求極高，同時也伴隨著大量的計算資源消耗和收斂難題。我一直非常關注能夠提供深入解決方案的專業書籍。《CAE分析大係 ANSYS CFD疑難問題實例詳解》的齣現，讓我看到瞭希望。書中提到的“疑難問題實例詳解”正是我們工作中經常遇到的痛點。我期待書中能夠針對這些高端應用場景，提供詳細的案例分析，例如如何有效地處理激波、如何準確模擬跨聲速流動下的邊界層分離、如何在復雜幾何模型下優化網格生成策略、以及如何利用高級求解器技術來提高計算效率和收斂性。能夠從書中學習到前沿的仿真技巧和解決思路，無疑將極大地提升我們團隊的仿真能力和項目競爭力。

评分☆☆☆☆☆

内容详细，排版印刷都很棒，图文并茂

评分☆☆☆☆☆

这本书讲解透彻，适合初学者，但是印刷质量太差，都是黑白的。

评分☆☆☆☆☆

书本来应该还是好的，印刷质量差了些，全彩最好，呵呵！

评分☆☆☆☆☆

快递小哥棒棒的，大雪天还那么准时，谢谢谢谢

评分☆☆☆☆☆

感觉纸张有点薄啊，拿在手里软软的，当然，书还是不错的。为嘛我的书从277页开始变成彩色了？它应该是彩色的还是黑白的？

评分☆☆☆☆☆

书本质量不错，印刷清楚，纸张很好，字迹图片清晰

评分☆☆☆☆☆

书收到了，非常的快。第一天晚上十一点下单，第二天就到了。现在可以扎实的开展一波学习了

评分☆☆☆☆☆

不错，很好用，推荐购买

评分☆☆☆☆☆

买了胡坤流体一系列的书，微博上也有很多问题回答，还有方法，很不错，学起来