简介
FLUENT为通用的CFD软件包，是目前相对成熟且使用广泛的商用流体分
析软件，可以模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动，其灵活的非
结构化网格、基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使它在转捩与湍
流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪
声、材料加工和燃料电池等方面有广泛应用。
本书以最新版本FLUENT 12为蓝本，主要介绍FLUENT 12的各个模型功能
及操作步骤，包括FLUENT操作基础、前处理网格生成、湍流模型、非定常模
型、传热模型、多相流模型、离散相模型、组分输运与化学反应模型、转动
模型、用户自定义函数和图形后处理等，第2～11讲每讲均配有3个实例进行
详细讲解。全书以“功能讲解+典型实例+全书视频讲解”的方式，通过大量
的典型实例与重点知识相结合的方法全面介绍FLUENT 12的流动及传热分析
功能与操作步骤。
本书可作为核工业、石油化工、机械制造、能源、管道集输、造船和水
利等领域研究人员的参考书，也可作为FLUENT 12初学者入门和提高的学习
宝典，还可作为各大中专院校教育、培训机构的专业CFD教材。
目录
第1讲 FLUENT操作基础/1
1.1 CFD基础/1
1.1.1 流体力学基本理论/2
1.1.2 CFD基本方程/6
1.1.3 CFD的发展/11
1.1.4 有限体积法基础/14
1.2 FLUENT软件简介/18
1.2.1 FLUENT的功能/19
1.2.2 FLUENT的操作界面/21
1.2.3 FLUENT的文件类型/26
1.2.4 FLUENT与其他软件的数据交换/27
1.3 前处理简介/28
1.3.1 GAMBIT的操作界面/28
1.3.2 网格生成方法/33
1.4 后处理简介/34
1.4.1 FLUENT的后处理功能/35
1.4.2 Tecplot界面及后处理功能/36
1.5 FLUENT模型简介/37
1.5.1 湍流模型/38
1.5.2 非定常模型/39
1.5.3 传热模型/39
1.5.4 多相流模型/40
1.5.5 离散相模型/41
1.5.6 组分输运与化学反应模型/41
1.5.7 凝固与融化模型/42
1.5.8 动网格模型/43
第2讲 前处理网格生成/44
2.1 实例？模仿――二维偏心圆环/44
2.2 GAMBIT几何建模/51
2.2.1 点/52
2.2.2 线/54
2.2.3 面/55
2.2.4 体/57
2.2.5 其他辅助操作/58
2.3 GAMBIT网格划分/58
2.3.1 边界层/59
2.3.2 线/60
2.3.3 面/60
2.3.4 体/61
2.4 GAMBIT边界与介质类型定义/62
2.4.1 边界定义/63
2.4.2 介质定义/64
2.5 实例？操作――三维圆柱体/65
2.6 实例？练习――三维同心环空柱体/73
第3讲 湍流模型/79
3.1 实例？模仿――90°弯管内水的流动/79
3.2 湍流模型控制方程/87
3.2.1 S-A模型/88
3.2.2 k-ε模型/88
3.2.3 RSM模型/91
3.2.4 LES模型/92
3.3 湍流模型设置/92
3.4 实例？操作――偏心大小头渐扩管内油品流动/93
3.5 实例？练习――气体流经节流嘴的流动/101
第4讲 非定常模型/109
4.1 实例？模仿――单圆柱绕流/109
4.2 非定常流动/116
4.3 非定常模型设置/117
4.4 实例？操作――双圆柱绕流/118
4.5 实例？练习――柱群绕流/124
第5讲 传热模型/131
5.1 实例？模仿――偏心圆环内自然对流换热/131
5.2 传热方法概述/136
5.2.1 热传导/136
5.2.2 热对流/137
5.2.3 热辐射/138
5.3 传热模型的应用领域/140
5.4 传热模型的设置/141
5.5 实例？操作――冷热水混合器内部流动及换热/143
5.6 实例？练习――室内空调传热/149
第6讲 多相流模型/156
6.1 实例？模仿――T型管内气固两相流/156
6.2 VOF模型/164
6.3 Mixture模型/165
6.4 Euler模型/166
6.5 实例？操作――河流跌坎流动/167
6.6 实例？练习――上升管内气液两相流/173
第7讲 离散相模型/179
7.1 实例？模仿――液固两相流冲刷腐蚀/179
7.2 DPM模型概述及应用/186
7.3 离散相轨道计算/187
7.4 传热与传质计算/188
7.5 喷雾模型/189
7.6 DPM模型初始条件设置/190
7.7 DPM模型边界条件设置/191
7.8 DPM模型介质属性设置/192
7.9 实例？操作――气动喷砂流场/194
7.10 实例？练习――水力旋流器的颗粒分离/200
第8讲 组分输运与化学反应模型/207
8.1 实例？模仿――甲烷燃烧器模拟/207
8.2 组分输运与化学反应模型概述/215
8.3 组分输运与化学反应模型设置/217
8.4 实例？操作――输气管路泄漏扩散/220
8.5 实例？练习――液体燃料燃烧/226
第9讲 转动模型/235
9.1 实例？模仿――十字搅拌器周围液体流动/235
9.2 动参考系模型/241
9.3 滑移网格模型/242
9.4 动网格模型/243
9.5 实例？操作――活塞泵内流体流动/246
9.6 实例？练习――齿轮泵内流体流动/253
第10讲 用户自定义函数/260
10.1 实例？模仿――入口非匀速管流/260
10.2 FLUENT的网格拓扑/265
10.3 UDF基础/266
10.4 UDF宏/267
10.4.1 访问FLUENT变量的预定义宏/267
10.4.2 实用工具宏/272
10.4.3 常用DEFINE宏/281
10.5 UDF解释与编译/284
10.5.1 UDF的解释/284
10.5.2 UDF的编译/285
10.6 实例？操作――液体蒸发/286
10.7 实例？练习――物体受冲运动/294
第11讲 图形后处理/300
11.1 实例？模仿――90°弯管水流的FLUENT后处理/300
11.2 FLUENT 12后处理/306
11.2.1 Graphics and Animations面板/307
11.2.2 Plots面板/311
11.2.3 Reports面板/313
11.3 Tecplot后处理/316
11.3.1 FLUENT数据的调入/316
11.3.2 Tecplot绘图环境设置/318
11.3.3 Tecplot的后处理功能/319
11.4 实例？操作――单圆柱绕流的Tecplot后处理/325
11.5 实例？练习――混合器内部流动的Tecplot后处理/329
参考文献/334
1.1 CFD基础/1
1.1.1 流体力学基本理论/2
1.1.2 CFD基本方程/6
1.1.3 CFD的发展/11
1.1.4 有限体积法基础/14
1.2 FLUENT软件简介/18
1.2.1 FLUENT的功能/19
1.2.2 FLUENT的操作界面/21
1.2.3 FLUENT的文件类型/26
1.2.4 FLUENT与其他软件的数据交换/27
1.3 前处理简介/28
1.3.1 GAMBIT的操作界面/28
1.3.2 网格生成方法/33
1.4 后处理简介/34
1.4.1 FLUENT的后处理功能/35
1.4.2 Tecplot界面及后处理功能/36
1.5 FLUENT模型简介/37
1.5.1 湍流模型/38
1.5.2 非定常模型/39
1.5.3 传热模型/39
1.5.4 多相流模型/40
1.5.5 离散相模型/41
1.5.6 组分输运与化学反应模型/41
1.5.7 凝固与融化模型/42
1.5.8 动网格模型/43
第2讲 前处理网格生成/44
2.1 实例？模仿――二维偏心圆环/44
2.2 GAMBIT几何建模/51
2.2.1 点/52
2.2.2 线/54
2.2.3 面/55
2.2.4 体/57
2.2.5 其他辅助操作/58
2.3 GAMBIT网格划分/58
2.3.1 边界层/59
2.3.2 线/60
2.3.3 面/60
2.3.4 体/61
2.4 GAMBIT边界与介质类型定义/62
2.4.1 边界定义/63
2.4.2 介质定义/64
2.5 实例？操作――三维圆柱体/65
2.6 实例？练习――三维同心环空柱体/73
第3讲 湍流模型/79
3.1 实例？模仿――90°弯管内水的流动/79
3.2 湍流模型控制方程/87
3.2.1 S-A模型/88
3.2.2 k-ε模型/88
3.2.3 RSM模型/91
3.2.4 LES模型/92
3.3 湍流模型设置/92
3.4 实例？操作――偏心大小头渐扩管内油品流动/93
3.5 实例？练习――气体流经节流嘴的流动/101
第4讲 非定常模型/109
4.1 实例？模仿――单圆柱绕流/109
4.2 非定常流动/116
4.3 非定常模型设置/117
4.4 实例？操作――双圆柱绕流/118
4.5 实例？练习――柱群绕流/124
第5讲 传热模型/131
5.1 实例？模仿――偏心圆环内自然对流换热/131
5.2 传热方法概述/136
5.2.1 热传导/136
5.2.2 热对流/137
5.2.3 热辐射/138
5.3 传热模型的应用领域/140
5.4 传热模型的设置/141
5.5 实例？操作――冷热水混合器内部流动及换热/143
5.6 实例？练习――室内空调传热/149
第6讲 多相流模型/156
6.1 实例？模仿――T型管内气固两相流/156
6.2 VOF模型/164
6.3 Mixture模型/165
6.4 Euler模型/166
6.5 实例？操作――河流跌坎流动/167
6.6 实例？练习――上升管内气液两相流/173
第7讲 离散相模型/179
7.1 实例？模仿――液固两相流冲刷腐蚀/179
7.2 DPM模型概述及应用/186
7.3 离散相轨道计算/187
7.4 传热与传质计算/188
7.5 喷雾模型/189
7.6 DPM模型初始条件设置/190
7.7 DPM模型边界条件设置/191
7.8 DPM模型介质属性设置/192
7.9 实例？操作――气动喷砂流场/194
7.10 实例？练习――水力旋流器的颗粒分离/200
第8讲 组分输运与化学反应模型/207
8.1 实例？模仿――甲烷燃烧器模拟/207
8.2 组分输运与化学反应模型概述/215
8.3 组分输运与化学反应模型设置/217
8.4 实例？操作――输气管路泄漏扩散/220
8.5 实例？练习――液体燃料燃烧/226
第9讲 转动模型/235
9.1 实例？模仿――十字搅拌器周围液体流动/235
9.2 动参考系模型/241
9.3 滑移网格模型/242
9.4 动网格模型/243
9.5 实例？操作――活塞泵内流体流动/246
9.6 实例？练习――齿轮泵内流体流动/253
第10讲 用户自定义函数/260
10.1 实例？模仿――入口非匀速管流/260
10.2 FLUENT的网格拓扑/265
10.3 UDF基础/266
10.4 UDF宏/267
10.4.1 访问FLUENT变量的预定义宏/267
10.4.2 实用工具宏/272
10.4.3 常用DEFINE宏/281
10.5 UDF解释与编译/284
10.5.1 UDF的解释/284
10.5.2 UDF的编译/285
10.6 实例？操作――液体蒸发/286
10.7 实例？练习――物体受冲运动/294
第11讲 图形后处理/300
11.1 实例？模仿――90°弯管水流的FLUENT后处理/300
11.2 FLUENT 12后处理/306
11.2.1 Graphics and Animations面板/307
11.2.2 Plots面板/311
11.2.3 Reports面板/313
11.3 Tecplot后处理/316
11.3.1 FLUENT数据的调入/316
11.3.2 Tecplot绘图环境设置/318
11.3.3 Tecplot的后处理功能/319
11.4 实例？操作――单圆柱绕流的Tecplot后处理/325
11.5 实例？练习――混合器内部流动的Tecplot后处理/329
参考文献/334
Fluent 12流体分析及工程仿真
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