流体分析详解:牛顿与非牛顿流体的数值计算

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"流体分析及仿真 - FLUENT 软件应用教程" 本文主要讨论了两种类型的流体——牛顿流体与非牛顿流体,并介绍了它们在数值计算方法中的应用,特别是通过FLUENT软件进行流体分析和仿真。FLUENT是一款广泛应用于工程领域的商业软件,用于解决各种流体动力学问题。 二、理想流体与实际流体 理想流体是指不考虑粘性的流体,常用于理论研究中的简化模型,使得问题变得易于处理。然而,在实际应用中,如流体运动仿真,我们需要考虑流体的粘性,因此采用实际流体模型,这使得仿真结果更加接近现实情况。 三、牛顿流体与非牛顿流体 牛顿流体遵循牛顿内摩擦定律,即切应力与速度梯度之间存在线性关系。这种流体的代表例子包括水和空气。相反,非牛顿流体则不满足这一定律,它们可以进一步分为塑性流体(如蜂蜜)、假塑性流体(如血液)和膨胀性流体(如泡沫)。这些流体的行为更复杂,其切应力与速度梯度的关系可能不是线性的。 FLUENT软件详解 FLUENT是CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)领域中非常成熟和广泛使用的工具,它涵盖了流体分析和仿真的各个方面。例如,它可以处理流场建模、传热分析、非牛顿流体问题、多相流模型、旋转设备模型、组分输送与化学反应模型、流动后处理等。通过详细的步骤和实例,用户可以学习如何进行数值模拟,从数据预处理到计算后处理的全过程。 这本书《FLUENT流体分析及仿真实用教程》以FLUENT 6.3.26版本为基础,适用于多个工程专业的研究生和本科生,包括水利、土木、石化、航空航天、能源、环境、机械、建筑、海工、材料、动力和冶金等。它不仅适合作为教材,也是相关领域专业人士的参考书籍。书中通过实例教学,详细解释了如何运用FLUENT解决各类工程问题的流体分析和仿真方法。 总结来说,理解和掌握牛顿流体与非牛顿流体的概念以及如何利用FLUENT进行数值计算,对于从事流体动力学研究和应用的人员至关重要。通过深入学习和实践,可以提升解决实际工程问题的能力。