ANSYS Fluent2020工程案例详解(视频教程版)

ANSYS Fluent 2020涵盖各种物理建模功能，可对工业应用中的流动、湍流、热交换等进行建模，具有超强的可扩展的高性能计算功能，能够快速高效地解决复杂的流体动力学仿真问题。本书从Fluent2020仿真计算基础理论讲起，详细分析说明Fluent仿真计算操作设置并深入到项目实战案例，重点介绍使用Fluent进行大功率电力电子、污染物泄露扩散等领域的仿真计算，读者不但可以系统地学习如何进行Fluent仿真分析设置，而且还能对Fluent解决实际工程问题分析有更为深入的理解。 本书分为15章，内容主要包括Fluent软件操作及设置，以及13个实际工程案例的详解。覆盖湍流流动、传热、组分输送模型、多相流、颗粒离散相、噪声等，涉及流体流动、燃烧传热、大功率电力电子散热、污染物泄漏扩散、多相流流动及建筑物舒适性等工程问题。 本书内容通俗易懂，案例丰富，实用性强，特别适合Fluent 2020的入门读者和进阶读者阅读，也适合具有一定工程经验的结构、土木、建筑等领域其他Fluent爱好者阅读。另外，本书也适合作为相关培训机构的教材使用。

孙立军，高级仿真工程师，先后工作于ABB中国技术研究院、全球能源互联网研究院、南瑞集团等，对大功率电力电子器件散热、变压器热分析、燃气泄漏扩散、建筑风环境分析及流动燃烧等方面仿真有深入的研究，先后计算仿真分析案例上百个，承担多个大功率电力电子器件工程化项目仿真及设计，具有丰富的Fluent仿真计算实战经验。

第1章 理论基础 1.1 流体力学基本理论 2 1.1.1 基本概念 2 1.1.2 层流和湍流 3 1.1.3 控制方程 3 1.1.4 边界及初始条件 4 1.2 计算流体力学概述 5 1.2.1 计算流体力学的求解过程 5 1.2.2 有限体积法 6 1.2.3 求解方法 6 第2章 Fluent软件操作及设置 2.1 软件启动及网格导入 9 2.1.1 软件启动 9 2.1.2 网格导入 11 2.1.3 网格尺寸调整及优化 12 2.2 总体模型设置 14 2.2.1 求解器及暂稳态设置 14 2.2.2 操作参数设置 15 2.3 典型物理模型介绍及设置 16 2.3.1 多相流模型设置 16 2.3.2 能量方程设置 19 2.3.3 流动模型设置 19 2.3.4 辐射模型设置 22 2.3.5 组分模型（燃烧及扩散）设置 25 2.3.6 颗粒离散相模型设置 30 2.3.7 噪声模型设置 32 2.4 材料及物性参数设置 33 2.4.1 新增材料设置 33 2.4.2 材料物性参数修改 35 2.5 计算域设置 36 2.5.1 计算域内材料设置 36 2.5.2 计算域内属性设置 37 2.6 边界条件介绍及设置 38 2.6.1 常用边界条件分类 38 2.6.2 常用边界条件参数设置 39 2.7 求解离散方法及控制设置 51 2.7.1 求解离散方法设置 51 2.7.2 松弛因子参数设置 52 2.8 求解过程监测设置 52 2.8.1 残差监测设置 52 2.8.2 面参数监测设置 53 2.8.3 体参数监测设置 54 2.9 初始化参数设置 55 2.10 输出保存文件设置 56 2.11 求解计算设置 57 第3章 变压器绕组温升及内部流场仿真分析研究 3.1 案例简介 60 3.2 软件启动及网格导入 60 3.3 模型、材料及边界条件设置 61 3.3.1 总体模型设置 61 3.3.2 物理模型设置 63 3.3.3 材料设置 64 3.3.4 计算域设置 69 3.3.5 边界条件设置 72 3.4 求解设置 77 3.4.1 求解方法及松弛因子设置 77 3.4.2 变量监测设置 77 3.4.3 求解过程监测设置 78 3.4.4 参数初始化设置 79 3.4.5 输出保存设置文件 80 3.4.6 求解计算设置 80 3.5 结果处理及分析 81 3.5.1 创建分析截面 81 3.5.2 温度云图分析 82 3.5.3 速度云图分析 84 3.5.4 计算结果数据后处理分析 85 第4章 埋地输油管道周围温度场暂态分析研究 4.1 案例简介 89 4.2 软件启动及网格导入 89 4.3 模型、材料及边界条件设置 90 4.3.1 总体模型设置 90 4.3.2 物理模型设置 91 4.3.3 材料设置 93 4.3.4 计算域设置 97 4.3.5 边界条件设置 98 4.4 求解设置 102 4.4.1 求解方法及松弛因子设置 102 4.4.2 变量监测设置 102 4.4.3 求解过程监测设置 103 4.4.4 参数初始化设置 104 4.4.5 输出保存设置文件 105 4.4.6 求解计算设置 106 4.5 结果处理及分析 107 4.5.1 创建分析截面 107 4.5.2 温度云图分析 107 4.5.3 计算结果数据后处理分析 109 第5章 大空间下建筑物内外空气流动特性分析 5.1 案例简介 113 5.2 软件启动及网格导入 113 5.3 模型、材料及边界条件设置 114 5.3.1 总体模型设置 114 5.3.2 物理模型设置 115 5.3.3 材料设置 116 5.3.4 计算域设置 117 5.3.5 边界条件设置 117 5.4 求解设置 120 5.4.1 求解方法及松弛因子设置 120 5.4.2 求解过程监测设置 120 5.4.3 参数初始化设置 121 5.4.4 输出保存设置文件 122 5.4.5 求解计算设置 122 5.5 结果处理及分析 123 5.5.1 创建分析截面 123 5.5.2 速度分布云图分析 123 5.5.2 速度矢量云图分析 124 第6章 大功率电力电子器件散热仿真分析 6.1 案例简介 128 6.2 软件启动及网格导入 128 6.3 模型、材料及边界条件设置 129 6.3.1 总体模型设置 129 6.3.2 物理模型设置 130 6.3.3 材料设置 131 6.3.4 计算域设置 133 6.3.5 边界条件设置 135 6.4 求解设置 139 6.4.1 求解方法及松弛因子设置 139 6.4.2 求解过程监测设置 140 6.4.3 参数初始化设置 140 6.4.4 输出保存设置文件 141 6.4.5 求解计算设置 141 6.5 结果处理及分析 142 6.5.1 创建分析截面 142 6.5.2 速度云图分析 142 6.5.3 温度云图分析 144 6.5.4 计算结果数据后处理分析 145 第7章 煤粉气固两相流流动仿真分析 7.1 案例简介 148 7.2 软件启动及网格导入 148 7.3 模型、材料及边界条件设置 149 7.3.1 总体模型设置 149 7.3.2 物理模型设置 150 7.3.3 材料设置 153 7.3.4 计算域设置 154 7.3.5 边界条件设置 155 7.4 求解设置 157 7.4.1 求解方法及松弛因子设置 157 7.4.2 求解过程监测设置 158 7.4.3 参数初始化设置 158 7.4.4 输出保存设置文件 159 7.4.5 瞬态计算自动保存设置 159 7.4.6 求解计算设置 160 7.5 结果处理及分析 160 7.5.1 速度云图分析 160 7.5.2 离散相煤粉浓度云图分析 162 第8章 大型往复式燃烧炉炉膛内烟气流动及传热特性分析 8.1 案例简介 166 8.2 软件启动及网格导入 166 8.3 模型、材料及边界条件设置 167 8.3.1 总体模型设置 167 8.3.2 物理模型设置 168 8.3.3 材料设置 170 8.3.4 计算域设置 172 8.3.5 边界条件设置 173 8.4 求解设置 178 8.4.1 求解方法及松弛因子设置 178 8.4.2 求解过程监测设置 179 8.4.3 参数初始化设置 180 8.4.4 输出保存设置文件 180 8.4.5 求解计算设置 181 8.5 结果处理及分析 181 8.5.1 选取截面温度云图分析 181 8.5.2 选取截面速度云图分析 183 8.5.3 选取截面速度矢量图分析 184 8.5.4 整体炉膛壁面温度云图分析 185 8.5.5 计算结果数据后处理分析 186 第9章 河道内污染物流动扩散仿真分析 9.1 案例简介 190 9.2 软件启动及网格导入 190 9.3 模型、材料及边界条件设置 191 9.3.1 总体模型设置 191 9.3.2 物理模型设置 192 9.3.3 材料设置 194 9.3.4 计算域设置 196 9.3.5 边界条件设置 197 9.4 求解设置 200 9.4.1 求解方法及松弛因子设置 200 9.4.2 求解过程监测设置 201 9.4.3 参数初始化设置 201 9.4.4 输出保存设置文件 202 9.4.5 求解计算设置 203 9.5 结果处理及分析 203 9.5.1 速度云图分析 203 9.5.2 污染物浓度云图分析 204 9.5.3 计算结果数据后处理分析 206 第10章 不同组分气体混合分析研究 10.1 案例简介 208 10.2 软件启动及网格导入 208 10.3 模型、材料及边界条件设置 209 10.3.1 总体模型设置 209 10.3.2 物理模型设置 211 10.3.3 材料设置 212 10.3.4 计算域设置 215 10.3.5 边界条件设置 215 10.4 求解设置 218 10.4.1 求解方法及松弛因子设置 218 10.4.2 求解过程监测设置 219 10.4.3 参数初始化设置 220 10.4.4 输出保存设置文件 220 10.4.5 求解计算设置 221 10.5 结果处理及分析 222 10.5.1 气体浓度云图分析 222 10.5.2 速度云图分析 223 10.5.3 计算结果数据后处理分析 224