FLUENT流体分析详解：数值计算方法与实例解析

"思量的分量-数值计算方法习题解析" 本文主要涉及的是使用FLUENT软件进行流体分析及仿真的知识。FLUENT是一款广泛应用的商业软件，尤其在CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）领域。书中基于FLUENT 6.3.26版本，系统地介绍了如何利用该软件进行流体分析的全过程，包括前处理、网格生成、流体模型选择、传热分析、非牛顿流问题、多相流模型、旋转机械模型、组分输送与化学反应模型、流动分析后的处理以及用户自定义函数（UDF）的使用等内容。 首先，前处理是分析的基础，它涉及几何建模、网格划分等步骤。FLUENT提供了多种工具用于创建、导入和编辑几何模型，并生成适应各种复杂几何形状的高质量网格，这对于后续计算的精度至关重要。 接着，书中详细阐述了不同的流体模型，如连续性方程、动量方程、能量方程等，以及如何选择适合特定问题的模型，如标量守恒模型、RANS（Reynolds-Averaged Navier-Stokes，雷诺平均纳维-斯托克斯）模型、LES（Large Eddy Simulation，大涡模拟）和DNS（Direct Numerical Simulation，直接数值模拟）等。此外，传热分析涵盖了对流换热、辐射换热以及固体内热传导等现象的模拟。 对于非牛顿流问题，FLUENT提供了多种粘性模型，如宾汉模型、卡森模型等，以适应不同流体的剪切变稀或剪切增稠特性。多相流模型则涵盖了从自由表面流到两相混合物的各种情况，例如VOF（Volume of Fluid，体积分界面）方法用于处理自由表面问题，而Euler-Euler或Euler-Lagrange模型则适用于气液、固液或多颗粒系统的模拟。 旋转机械模型对于涉及旋转部件的流动问题，如风扇、泵和涡轮等，有着重要的应用。在这一部分，会讲解如何设置旋转坐标系、处理旋转与静止边界条件以及计算离心效应等。 组分输运与化学反应模型则涉及化学反应流的模拟，包括物种输运、化学源项和化学反应网络的建立。这在化工、燃烧和环境科学等领域有广泛应用。 流动分析后的处理包括数据可视化和结果解读，FLUENT提供强大的后处理工具如Contour、Streamline、Particle Trace等，帮助用户直观理解流动特性。 最后，UDF部分介绍了如何编写用户自定义函数，以扩展FLUENT的功能，满足特定研究需求。 这本书不仅适合水力、土木、石油、航空、能源、环保、机械、建筑、海洋工程、材料、动力、冶金等领域的研究生和本科生作为教材，也适合作为CFD专业人士的参考书。通过理论知识的讲解和实例分析，读者可以全面掌握FLUENT软件在流体分析和仿真中的应用技巧。