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《精通CFD動網格工程仿真與案例實戰》——導讀

《精通CFD動網格工程仿真與案例實戰》——導讀

前 言

流體是人們日常生活中廣泛接觸的物質,對其力學特性的研究也一直是工程界非常關注的研究方向之一。對其力學特性的研究主要有三種方法,一是理論分析方法、二是實驗方法、三是數值計算方法,分别被稱為理論流體力學、實驗流體力學和計算流體力學(computation fluid dynamics — cfd)。cfd是流體力學、計算數學和計算機科學相交叉的一門新興學科。它主要是通過數值方法求解流體力學控制方程。由于其計算量比較大,是以,其實作過程大多是在高性能計算機(甚至是超級計算機)上完成的。近幾年,随着數值方法和計算機技術的快速發展,cfd的應用越來越廣泛,為許多複雜流動問題(如湍流、燃燒、化學反應、噪聲、非定常、傳熱、傳質以及邊界運動問題)提供了有效的解決方法,甚至可以研究某些流動機理問題。在實際工程應用中,cfd可以非常有效地分析産品問題所在,減少研發成本,縮短研發周期,而且便于工程優化設計。

fluent軟體是目前國際上比較流行的大型商用cfd軟體包,它可以求解流體的流動、湍流、傳熱、多相流、相變、化學反應、氣動噪聲等實體現象。其應用範圍非常廣泛,涉及航空航天、船舶、汽車、能源、化工、水利、家電、生物醫學等。

長期以來,人們一直沒有好的方法來模拟鳥扇動翅膀飛行、魚擺動尾巴遊動等這類司空見慣的動邊界流體力學問題。這類問題的特點是邊界随着時間在變化,以前隻能通過準定常的方式對其模拟計算,連實驗也不能很好地解決這類問題。cfd對這類問題模拟時的控制方程與定邊界問題相比多一個變量,即網格也是時間的函數。近幾年,fluent軟體推出完善的動态網格技術專門來解決動邊界問題。這個技術非常實用,不僅可以解決鳥扇動翅膀飛行、魚擺動尾巴遊動等仿生學問題,而且可以解決發動機氣缸中活塞與閥門的運動、偏心壓縮機轉動、高速列車相錯與穿越隧道、飛機投彈與襟副翼擺動和座椅彈射、飛彈水下與井下發射、火箭整流罩分離與級間分離、子彈與炮彈出膛等幾乎所有邊界運動的流體力學問題。而且,此技術可以與流固耦合(fsi)技術結合自動解決大變形流固耦合問題。

盡管本書中講到了部分fluent的基礎知識,但基本上都是歸納性的,而且主要是為了幫助讀者系統性學習動網格技術。是以,讀者在閱讀本書時應已經掌握了fluent的基礎應用或系統地參加過fluent的基礎教育訓練。書中也未涉及應用前處理器生成網格的操作,即預設讀者已經掌握了一種網格生成軟體。

[第 1 章 fluent概述

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/106367">1.2 cfd分析方法與基本步驟</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/106368">1.3 fluent基礎</a>

[第 2 章 動态網格理論基礎

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/106372">2.2 守恒型動網格流場計算方程</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/106422">2.3 fluent中動網格模型的相容性</a>