《 ANSYS CFX流体动力学仿真案例详解》[90]百度网盘|亲测有效|pdf下载

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《ANSYS CFX流体动力学仿真案例详解:视频教学版》是一部专注于计算流体力学（CFD）领域的实用指南，它以详尽的案例和深入浅出的方式，为读者提供了从基础理论到高级应用的全面学习路径。《ANSYS CFX流体动力学仿真案例详解:视频教学版》共分为两大部分，16章内容，系统地介绍了使用CFX软件进行流体模拟计算的每一个步骤，涵盖了几何建模、网格划分、前后处理以及结果分析等关键环节，并提供了多个应用案例。
《ANSYS CFX流体动力学仿真案例详解:视频教学版》特色
结构清晰：第一部分为基础理论与方法，第二部分为实例详解，循序渐进，易于理解。
内容丰富：不仅讲解了CFX的基础操作，还深入探讨了稳态和非稳态模拟、多相流分析、动网格分析等高级主题。
实用性强：通过20个工程案例，展示了如何在实际工程中应用CFX解决复杂流体动力学问题。
技术先进：介绍了CFX在Workbench中的应用，体现了当前CFD技术的发展趋势。
《ANSYS CFX流体动力学仿真案例详解:视频教学版》是一本结合理论与实践的佳作，不仅适合学术研究人员和工程师深入学习和应用CFX软件，也适合作为高校相关专业的教学参考书。书中的案例分析和详细讲解能够帮助读者快速掌握CFX的核心技术和工作流程，提高解决实际工程问题的能力。无论是对于初学者还是有经验的专业人士，都是一本不可多得的宝贵资源。

内容简介

《ANSYS CFX流体动力学仿真案例详解:视频教学版》通过大量实例系统地介绍了ANSYS CFX的使用方法。全书分为两部分，共16章，第一部分内容包括流体力学与计算流体力学的基础理论、CFX软件介绍创建几何模型、生成网格、CFX前处理、CFX数值求解和CFX后处理。第二部分详细讲解CFX在稳态与非稳态模拟实例、内部/外部流动分析、多相流分析、空调通风和传热流动分析、多孔介质和气固两相分析、化学反应分析和动网格分析，最后给出了CFX在Workbench中的应用。《ANSYS CFX流体动力学仿真案例详解:视频教学版》针对每个CFX可以解决的流体仿真问题进行详细讲解并辅以相应的实例，使读者能够快速、熟练、深入地掌握CFX软件的工作流程和计算方法。
《ANSYS CFX流体动力学仿真案例详解:视频教学版》结构严谨，条理清晰，重点突出，不仅适合广大CFX初、中级读者学习使用，也可作为高校相关专业以及社会有关培训机构的教材，同时还可以作为工程技术人员的参考用书。

作者简介

丁源，毕业于北京航空航天大学，现就职于中国科学院，高级工程师，从事科研工作二十余年，参与国家科技重大专项攻关任务，精通各种工程与数据分析工具，熟悉掌握工程建模与仿真分析，拥有丰富的工程实践经验。曾获得国家专利奖、北京市专利奖和中科院成果转化特等奖等荣誉。

目　　录

第1章流体力学与计算流体力学基础 1
1.1 流体力学基础 1
1.1.1 基本概念 1
1.1.2 流体流动的分类 5
1.1.3 边界层和物体阻力 5
1.1.4 层流和湍流 6
1.1.5 流体流动的控制方程 7
1.1.6 边界条件与初始条件 8
1.2 计算流体力学基础 9
1.2.1 计算流体力学的发展 9
1.2.2 计算流体力学的求解过程 10
1.2.3 数值模拟方法和分类 10
1.2.4 有限体积法的基本思想 12
1.2.5 有限体积法的求解方法 13

第1章  流体力学与计算流体力学基础 1 1.1  流体力学基础 1 1.1.1  基本概念 1 1.1.2  流体流动的分类 5 1.1.3  边界层和物体阻力 5 1.1.4  层流和湍流 6 1.1.5  流体流动的控制方程 7 1.1.6  边界条件与初始条件 8 1.2  计算流体力学基础 9 1.2.1  计算流体力学的发展 9 1.2.2  计算流体力学的求解过程 10 1.2.3  数值模拟方法和分类 10 1.2.4  有限体积法的基本思想 12 1.2.5  有限体积法的求解方法 13 1.3  计算流体力学的应用领域 14 1.4  常用的CFD商用软件 15 1.4.1  PHOENICS 15 1.4.2  STAR-CD 15 1.4.3  STAR-CCM 16 1.4.4  FLUENT 16 1.4.5  CFX 17 1.5  本章小结 18 第2章  CFX软件简介 19 2.1  CFX的软件结构 19 2.1.1  启动CFX 20 2.1.2  前处理器 21 2.1.3  求解管理器 22 2.1.4  后处理器 23 2.2  CFX的文件类型 24 2.3  本章小结 25 第3章  创建几何模型 26 3.1  建立几何模型概述 26 3.2  SpaceClaim简介 27 3.3  草图模式 27 3.3.1  进入草图模式 27 3.3.2  创建草图 28 3.4  创建3D几何体 28 3.4.1  拉伸 29 3.4.2  旋转 29 3.4.3  扫掠 29 3.5  导入外部CAD文件 30 3.6  创建几何体的实例操作 31 3.7  本章小结 33 第4章  生成网格 34 4.1  网格生成概述 34 4.2  ANSYS ICEM CFD简介 35 4.2.1  ICEM CFD的工作流程 36 4.2.2  ICEM CFD的文件类型 37 4.2.3  ICEM CFD的用户界面 37 4.3  ANSYS ICEM CFD基本用法 37 4.3.1  创建几何模型 38 4.3.2  导入几何文件 41 4.3.3  生成网格 41 4.3.4  生成块 46 4.3.5  编辑网格 50 4.3.6  输出网格 57 4.4  ANSYS ICEM CFD实例分析 58 4.4.1  启动ICEM CFD并建立分析项目 58 4.4.2  导入几何模型 58 4.4.3  建立模型 59 4.4.4  生成网格 61 4.4.5  编辑网格 62 4.4.6  输出网格 63 4.5  本章小结 63 第5章  CFX前处理 64 5.1  新建工程项目与网格导入 64 5.1.1  新建工程项目 64 5.1.2  导入网格 65 5.1.3  保存项目 66 5.2  设置计算域 66 5.2.1  Basic Settings（基本设置）选项卡 67 5.2.2  Fluid Models（流体模型）选项卡 68 5.2.3  Initialization（初始化）选项卡 70 5.2.4  Fluid Specific Models（特定流体模型）选项卡 70 5.2.5  Fluid Pairs Models（流体对模型）选项卡 70 5.2.6  Porosity Settings（多孔介质设置）选项卡 71 5.3  设置边界条件 72 5.3.1  边界条件的创建 72 5.3.2  边界条件的类型 72 5.4  设置初始条件 75 5.5  设置求解器 76 5.5.1  Basic Settings（基本设置）选项卡 76 5.5.2  Equation Class Settings（方程分类设置）选项卡 77 5.5.3  Advanced Options（高级设置） 选项卡 77 5.6  输出文件和设置监控 77 5.7  本章小结 78 第6章  CFX数值求解 79 6.1  启动求解管理器 79 6.2  工作界面 81 6.3  求解文件输出 82 6.4  本章小结 83 第7章  CFX后处理 84 7.1  启动后处理器 84 7.2  工作界面 85 7.3  创建位置 86 7.3.1  Point（生成点） 87 7.3.2  Point Cloud（点云） 88 7.3.3  Line（线） 89 7.3.4  Plane（面） 90 7.3.5  Volume（体） 91 7.3.6  Isosurface（等值面） 92 7.3.7  Iso Clip（区域值面） 93 7.3.8  Vortex Core Region（型芯区域） 94 7.3.9  Surface of Revolution（旋转面） 94 7.3.10  Polyline（曲线） 95 7.3.11  User Surface（自定义面） 96 7.3.12  Surface Group（多组面） 97 7.4  创建对象 97 7.4.1  创建Vector（矢量）对象 98 7.4.2  创建Contour（云图）对象 99 7.4.3  创建Streamline（流线）对象 100 7.4.4  创建Particle Track（粒子轨迹）对象 101 7.4.5  创建Volume Rendering（体绘制）对象 102 7.4.6  创建Text（文本）对象 102 7.4.7  其他创建对象 103 7.5  创建数据 105 7.5.1  Variables（变量） 105 7.5.2  Expressions（表达式） 105 7.6  本章小结 106 第8章  稳态和非稳态模拟实例 107 8.1  喷射混合管内的稳态流动 107 8.1.1  案例介绍 107 8.1.2  启动CFX并建立分析项目 108 8.1.3  导入网格 108 8.1.4  设置随温度变化的物质参数 108 8.1.5  修改物质属性 110 8.1.6  边界条件 111 8.1.7  初始条件 115 8.1.8  求解控制 115 8.1.9  计算求解 116 8.1.10  结果后处理 118 8.2  烟囱非稳态流动 120 8.2.1  案例介绍 120 8.2.2  启动CFX并建立分析项目 121 8.2.3  导入网格 121 8.2.4  设置随温度变化的物质参数 121 8.2.5  设置分析类型 122 8.2.6  边界条件 122 8.2.7  初始条件 128 8.2.8  求解控制 128 8.2.9  输出控制 128 8.2.10  计算求解 129 8.2.11  结果后处理 130 8.3  本章小结 132 第9章  内部流动分析实例 133 9.1  圆管内气体的流动 133 9.1.1  案例介绍 133 9.1.2  启动CFX并建立分析项目 133 9.1.3  导入网格 134 9.1.4  边界条件 134 9.1.5  初始条件 136 9.1.6  求解控制 137 9.1.7  计算求解 137 9.1.8  结果后处理 139 9.2  静态混合器内水的流动 141 9.2.1  案例介绍 141 9.2.2  启动CFX并建立分析项目 141 9.2.3  导入网格 142 9.2.4  边界条件 142 9.2.5  初始条件 145 9.2.6  求解控制 145 9.2.7  计算求解 146 9.2.8  结果后处理 147 9.3  本章小结 151 第10章  外部流动分析实例 152 10.1  钝体绕流 152 10.1.1  案例介绍 152 10.1.2  启动CFX并建立分析项目 153 10.1.3  导入网格 153 10.1.4  边界条件 153 10.1.5  初始条件 158 10.1.6  求解控制 158 10.1.7  计算求解 159 10.1.8  结果后处理 161 10.2  机翼超音速流动 166 10.2.1  案例介绍 166 10.2.2  启动CFX并建立分析项目 166 10.2.3  导入网格 167 10.2.4  边界条件 167 10.2.5  初始条件 173 10.2.6  求解控制 173 10.2.7  计算求解 173 10.2.8  结果后处理 175 10.3  本章小结 176 第11章  多相流分析实例 177 11.1  自由表面流动 177 11.1.1  案例介绍 177 11.1.2  启动CFX并建立分析项目 178 11.1.3  导入网格 178 11.1.4  导入表达式 178 11.1.5  边界条件 179 11.1.6  初始条件 184 11.1.7  自适应网格设置 185 11.1.8  求解控制 185 11.1.9  计算求解 186 11.1.10  结果后处理 187 11.2  混合容器内多相流动 191 11.2.1  案例介绍 191 11.2.2  启动CFX并建立分析项目 191 11.2.3  导入网格 192 11.2.4  边界条件 193 11.2.5  初始条件 206 11.2.6  求解控制 206 11.2.7  计算求解 207 11.2.8  结果后处理 208 11.3  本章小结 211 第12章  空调通风和传热流动分析实例 212 12.1  空调通风 212 12.1.1  案例介绍 212 12.1.2  启动CFX并建立分析项目 213 12.1.3  导入网格 213 12.1.4  导入CCL文件 214 12.1.5  编译Fortune子程序 214 12.1.6  设置CEL程序 215 12.1.7  设置分析类型 215 12.1.8  边界条件 216 12.1.9  初始条件 220 12.1.10  求解控制 220 12.1.11  输出控制 221 12.1.12  计算求解 221 12.1.13  结果后处理 222 12.2  传热流动分析 225 12.2.1  案例介绍 225 12.2.2  启动CFX并建立分析项目 225 12.2.3  导入网格 225 12.2.4  编辑物质属性 226 12.2.5  边界条件 227 12.2.6  求解控制 233 12.2.7  计算求解 233 12.2.8  结果后处理 235 12.3  本章小结 237 第13章  多孔介质和气固两相分析实例 238 13.1  催化转换器内多孔介质流动 238 13.1.1  案例介绍 239 13.1.2  启动CFX并建立分析项目 239 13.1.3  导入CCL文件 239 13.1.4  导入网格 240 13.1.5  边界条件 241 13.1.6  初始条件 248 13.1.7  求解控制 249 13.1.8  离散化设置 249 13.1.9  计算求解 250 13.1.10  结果后处理 251 13.2  气升式反应器内气固两相流动 255 13.2.1  案例介绍 255 13.2.2  启动CFX并建立分析项目 256 13.2.3  导入网格 256 13.2.4  边界条件 257 13.2.5  初始条件 264 13.2.6  求解控制 265 13.2.7  计算求解 266 13.2.8  结果后处理 267 13.3  本章小结 269 第14章  化学反应分析实例 270 14.1  室内甲烷燃烧模拟 270 14.1.1  案例介绍 270 14.1.2  启动CFX并建立分析项目 270 14.1.3  导入网格 271 14.1.4  反应混合物属性 271 14.1.5  边界条件 272 14.1.6  初始条件 277 14.1.7  求解控制 278 14.1.8  计算求解 278 14.1.9  结果后处理 280 14.2  煤粉燃烧 284 14.2.1  案例介绍 284 14.2.2  启动CFX并建立分析项目 284 14.2.3  导入网格 284 14.2.4  导入CCL文件 285 14.2.5  边界条件 285 14.2.6  初始条件 295 14.2.7  求解控制 295 14.2.8  计算求解 296 14.2.9  结果后处理 297 14.3  旋转炉煤粉燃烧 299 14.3.1  项目导入 299 14.3.2  修改边界条件 299 14.3.3  计算求解 300 14.3.4  结果后处理 300 14.4  旋转炉煤粉燃烧生成NO模拟 301 14.4.1  项目导入 301 14.4.2  修改边界条件 302 14.4.3  计算求解 302 14.4.4  结果后处理 302 14.5  本章小结 303 第15章  动网格分析实例 304 15.1  球阀流动 304 15.1.1  案例介绍 304 15.1.2  启动CFX并建立分析项目 305 15.1.3  导入网格 305 15.1.4  设置分析类型 306 15.1.5  边界条件 306 15.1.6  初始条件 313 15.1.7  求解控制 313 15.1.8  输出控制 313 15.1.9  计算求解 314 15.1.10  结果后处理 315 15.2  浮标运动分析 319 15.2.1  案例介绍 319 15.2.2  启动CFX并建立分析项目 319 15.2.3  导入网格 320 15.2.4  导入表达式 320 15.2.5  设置分析类型 321 15.2.6  边界条件 321 15.2.7  初始条件 328 15.2.8  求解控制 329 15.2.9  输出控制 329 15.2.10  计算求解 330 15.2.11  结果后处理 331 15.3  本章小结 333 第16章  CFX在Workbench中的应用 334 16.1  圆管内气体的流动 334 16.1.1  案例介绍 334 16.1.2  启动Workbench并建立分析项目 334 16.1.3  导入几何体 335 16.1.4  划分网格 335 16.1.5  边界条件 339 16.1.6  初始条件 341 16.1.7  求解控制 341 16.1.8  计算求解 342 16.1.9  结果后处理 343 16.1.10  保存与退出 345 16.2  三通内气体的流动 346 16.2.1  案例介绍 346 16.2.2  启动Workbench并建立分析项目 346 16.2.3  导入几何体 347 16.2.4  划分网格 347 16.2.5  边界条件 352 16.2.6  初始条件 355 16.2.7  求解控制 355 16.2.8  计算求解 355 16.2.9  结果后处理 356 16.2.10  保存与退出 358 16.3  本章小结 359 参考文献 360

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前　　言

ANSYS CFX是一款功能强大的CFD工程分析软件，2024版是ANSYS公司推出的最新版本，较以前的版本在性能方面有了较大的改善。只要涉及流体、热传递及化学反应等工程问题，都可以用CFX进行求解。
CFX具有丰富的物理模型、先进的数值方法及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面有着广泛的应用。例如，在石油天然气工业上的应用就包括燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚集、多相流、管道流动等。
本书特色
本书由多年从事流体仿真工作的一线从业人员编写。在编写的过程中，不仅注重ANSYS CFX基础知识的介绍，还将重点讲解CFX在工程仿真中的应用。本书主要有以下几个特色。
?贴合工程实践。编者以将近二十年的CFD经验结合ANSYS CFX软件的各功能模块，从点到面，将基础知识详细地讲解给读者，内容详略得当，紧密结合工程实际。
?信息量大。本书包含的内容全面，读者在学习的过程中不应只关注细节，还应从整体出发，了解CFX的分析流程。
?结构清晰，实例丰富。本书从结构上主要分为基础和案例两部分，在讲解基础知识的过程中穿插对实例的讲解，在综合介绍的过程中也同步回顾重点的基础知识。

ANSYS CFX是一款功能强大的CFD工程分析软件，2024版是ANSYS公司推出的最新版本，较以前的版本在性能方面有了较大的改善。只要涉及流体、热传递及化学反应等工程问题，都可以用CFX进行求解。 CFX具有丰富的物理模型、先进的数值方法及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面有着广泛的应用。例如，在石油天然气工业上的应用就包括燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚集、多相流、管道流动等。 本书特色 本书由多年从事流体仿真工作的一线从业人员编写。在编写的过程中，不仅注重ANSYS CFX基础知识的介绍，还将重点讲解CFX在工程仿真中的应用。本书主要有以下几个特色。 ?贴合工程实践。编者以将近二十年的CFD经验结合ANSYS CFX软件的各功能模块，从点到面，将基础知识详细地讲解给读者，内容详略得当，紧密结合工程实际。 ?信息量大。本书包含的内容全面，读者在学习的过程中不应只关注细节，还应从整体出发，了解CFX的分析流程。 ?结构清晰，实例丰富。本书从结构上主要分为基础和案例两部分，在讲解基础知识的过程中穿插对实例的讲解，在综合介绍的过程中也同步回顾重点的基础知识。 ?图文并茂并辅以视频教学。本书在讲解过程中步骤详尽，并辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，从而可快速掌握书中所讲内容。本书还给出了全套教学视频，方便读者实时在线学习。 本书内容 本书分为两部分，共16章，由浅入深地讲解了CFX仿真计算的各种功能，从几何建模到网格划分，从计算求解到结果后处理，详细地讲解用CFX进行流体模拟计算的每一个步骤，使读者能够了解并掌握CFX软件的工作流程和计算方法。 第一部分介绍CFX的基础知识，涉及流体力学与计算流体力学的基础理论、几何模型的创建、生成网格、CFX的前后处理及CFX数值求解等，具体章节安排如下。 第1章  流体力学与计算流体力学基础   第2章  CFX软件简介 第3章  创建几何模型      第4章  生成网格 第5章  CFX前处理      第6章  CFX数值求解 第7章  CFX后处理 第二部分针对每个CFX可以解决的流体仿真问题进行详细讲解并辅以相应的实例，帮助读者掌握利用CFX在求解流体模型时的技巧及方法，并在最后讲解了CFX在Workbench中的应用，具体章节安排如下。 第8章  稳态和非稳态模拟实例    第9章  内部流动分析实例 第10章  外部流动分析实例     第11章  多相流分析实例 第12章  空调通风和传热流动分析实例  第13章  多孔介质和气固两相分析实例 第14章  化学反应分析实例     第15章  动网格分析实例 第16章  CFX在Workbench中的应用 配套资源 本书提供详细的视频讲解，读者可以通过扫码看视频快速、直观、轻松地学习。另外，本书还提供所有实例的素材文件及结果文件，读者可以在完成网格划分后与素材文件进行比对，或者在遇到问题时查看结果文件，以提高学习效率。 读者可扫描以下二维码获取本书素材文件。还可关注“仿真技术”公众号，并发送关键词“108906”获取素材文件的下载链接。
读者服务 虽然编者在本书的编写过程中力求叙述准确、完善，但由于水平有限，书中欠妥之处在所难免，希望读者和同仁能够提出宝贵建议和意见。 最后，感谢选择本书，希望在阅读过程中获得乐趣，同时也能够从中受益良多。在学习过程中如遇到与本书有关的问题，可以访问“仿真技术”公众号获取帮助，编者会尽快给予解答。
 
编  者 2024年08月

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