FLUENT计算流体力学基础教程

"Fluent简明教程" Fluent是一款广泛使用的商业计算流体力学（CFD）软件，用于模拟各种工程和科学问题中的流体流动、传热和化学反应等现象。本教程主要涵盖以下几个核心章节，旨在帮助初学者理解和应用Fluent进行计算流体动力学分析。 第一章 概述 在这一章中，读者将了解Fluent的基本工作流程，包括软件界面、设置求解器、网格生成、边界条件设定以及后处理等基本操作。同时，会涉及Fluent在不同领域的应用，如航空航天、汽车工程、环境工程和能源系统等。 第二章 基本物理模型 这一章深入介绍了流体力学的基础理论，包括连续性方程、动量方程（Navier-Stokes方程）、能量方程以及用户如何在Fluent中输入这些参数。此外，还会讲解浮力驱动的流动、自然对流、有旋流动、可压流动和无粘流动的建模方法，以及用户自定义标量输运模型的构建，以适应复杂流动问题的模拟需求。 第三章 湍流模型 湍流是流体流动中的常见现象，本章重点讲解了湍流模型的理论基础，包括雷诺平均 Navier-Stokes 方程（RANS）和湍流输运方程。接着，介绍了几种常见的湍流模型，如一阶简化κ-ε模型、Spalart-Allmaras模型和Realizable κ-ε模型，以及如何在Fluent中设置和应用这些模型。同时，提供了一些湍流模型的算例和设置指导。 第四章 湍流流动的近壁处理 近壁处理在湍流模拟中至关重要，因为它直接影响边界层的行为。这一章会探讨Y+值的概念、壁函数的使用，以及Fluent中如何处理薄层和非薄层近壁区的湍流模型。 第五章 边界条件 边界条件是定义流场边界的物理特性，如速度、压力、温度等。本章详细阐述了不同类型的边界条件，如自由流、固壁、周期性边界、入口和出口条件等，并说明如何在Fluent中正确设定这些条件以保证数值稳定性和计算精度。 第六章 Fluent中的燃烧模拟 燃烧模拟是Fluent的一个重要应用领域，本章首先强调了燃烧模拟在能源与环境科学中的重要性。接着，概述了Fluent的燃烧模拟方法，包括气相燃烧模型（如Euler-Euler或Euler-Lagrange模型）和颗粒燃烧模型。此外，还讨论了污染物生成和排放模型，以及在Fluent中执行燃烧模拟的步骤和注意事项。 通过这个简明教程，学习者可以逐步掌握Fluent的基本功能和高级特性，从而能够独立地解决各种流体动力学问题。同时，教程中的实例和练习有助于加深理解，提升实际操作技能。