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| 編輯推薦： |
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?《ANSYSCFD流体仿真建模与应用》以功能模块详解为出发点、操作应用为着力点，助力读者构建全方位、多元化的CFD流体分析学习思路。?《ANSYSCFD流体仿真建模与应用》从二维流体到三维流体、从单相流到多相流的仿真分析的全过程操作说明及案例应用功能模块详释→分析流程实操→案例分析应用，涵盖几何建模、网格划分、计算求解、结果后处理和案例分析。?《ANSYSCFD流体仿真建模与应用》提供所有实例的素材文件。
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| 內容簡介： |
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本书借助ANSYSWorkbench平台，全面讲述了CFD模块的操作以及解决相应工程问题的完整流程，主要内容包括模型导入与有限元网格划分、流体特性选择与建立、流体计算域创建与定义、物理模型选择构建及计算求解、计算后处理等。本书注重理论和实践相结合，结构脉络清晰，可以帮助读者迅速掌握CFD学习的流程、方法和思路，并建立起自己的一套CAE问题解决方案。
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| 關於作者： |
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曹岩，陕西省中小企业首席工程师，科技部国家国际科技合作专项项目专家，中国兵器工业集团特聘专家，现任西安工业大学计算机科学与工程学院院长。长期致力于面向兵器装备学科的快速响应制造技术研究，期间主持并参与40余项国家自然科学基金课题、“九五”攻关、863CIMS应用工程及省部级重点项目。项目经费超过1000万，发表高水平学术论文SCI/EI/ISTP100余篇，获发明专利授权10余项，主编书籍达80余部，或国家级、省部级奖励10余项。黄亮，工学博士，硕士生导师，西安市机械工程协会理事，2024年陕西省创新人才攀登工程“青年科技新星”，现工作于西安工业大学机电工程学院，主要从事高熵合金复杂异形国防武器核心装备的增材制造与特种加工成型机理与质量控制技术研究。蒋新广，博士，北京理工大学武器系统与运用工程专业毕业，主要开展电解加工、电化学抛光技术的理论研究和设计开发。主持陕西省科技厅重点研发计划、教育厅专项科研、陕西省重点实验室开放基金、国防科技重点实验室基金等项目，并参与完成装备发展部xxx专项、军委科技委xxx计划领域基金、陕西省工业攻关项目等多项，作为参与人获军队科技进步二等奖1项。授权发明专利4项，发表论文20余篇，EI检索7篇。主讲《互换性与测量技术》《微机械制造技术》《兵器材料与制造技术》等课程，主编校级规划教材2部，参与编写教材1部。赵海越，硕士毕业于西安工业大学机械工程专业；2023.09-至今，为西安工业大学机电工程学院2023级在读博士研究生。主要研究方向为钛合金微小叶轮多轴数控加工工艺与极端工况下的刀具磨损机理与在线监测研究。
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| 目錄：
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目录
第1章 CFD概述
1.1 CFD总体介绍
1.2 CFD的主要模块
1.2.1 ICEM CFD
1.2.2 Fluent/CFX
1.2.3 CFD-Post
1.3 CFD的使用环境
1.4 CFD的文件系统
1.5 CFD的新功能
1.6 CFD的分析步骤
1.6.1 前处理
1.6.2 分析运算
1.6.3 后处理
1.7 本章小结
第2章 创建几何模型
2.1 创建几何模型概述
2.2 DesignModeler简介
2.2.1 启动DesignModeler
2.2.2 DesignModeler的用户界面
2.3 草图模式
2.3.1 进入草图模式
2.3.2 创建新平面
2.3.3 创建草图
2.3.4 几何模型的关联性
2.4 创建3D几何体
2.4.1 拉伸
2.4.2 旋转
2.4.3 扫掠
2.4.4 直接创建3D几何体
2.4.5 填充和包围
2.5 导入外部CAD文件
2.6 应用实例
2.6.1 活塞实例
2.6.2 齿轮实例
2.6.3 水箱实例
2.7 本章小结
第3章 ANSYS CFD前处理操作介绍
3.1 ICEM CFD的功能及界面
3.1.1 特点及功能
3.1.2 基本界面
3.1.3 ICEM CFD的文件组成
3.1.4 ICEM CFD中鼠标的使用
3.2 几何模型的创建与导入
3.2.1 点的创建
3.2.2 线的创建
3.2.3 面的创建
3.2.4 几何文件的导入
3.3 流体模型的网格划分
3.3.1 ICEM CFD网格划分简介
3.3.2 ICEM CFD网格生成
3.3.3 块的生成
3.3.4 网格编辑
3.3.5 网格输出
3.4 ICEM CFD应用实例
3.4.1 活塞实例
3.4.2 齿轮实例
3.4.3 水箱实例
3.5 本章小结
第4章 ANSYS CFD计算处理操作介绍
4.1 流体域的基本概念
4.1.1 流体域的定义
4.1.2 流体域的类型
4.1.3 流体域在ANSYS CFD中的应用
4.2 Fluent操作介绍
4.2.1 Fluent的启动
4.2.2 Fluent操作界面的介绍
4.3 流体域的创建方法
4.4 流体域边界条件的创建方法
4.4.1 明确边界类型和位置
4.4.2 设置边界条件
4.4.3 验证和调整
4.5 应用实例
4.5.1 案例1：活塞
4.5.2 案例2：水泵
4.5.3 案例3：水箱晃动
4.6 本章小结
第5章 ANSYS CFD设置操作介绍
5.1 流体的运动模型简介
5.1.1 流体运动模型的基本概念
5.1.2 常见的流体运动模型
5.1.3 流体运动模型在后处理中的应用
5.2 流体的运动模型设置
5.2.1 明确模拟需求与目标
5.2.2 选择适当的流体运动模型
5.2.3 设置模型参数
5.2.4 验证模型设置
5.2.5 后处理与结果分析
5.2.6 注意事项
5.3 求解控制参数设置
5.3.1 求解方法设置
5.3.2 松弛因子设置
5.3.3 求解极限设置
5.4 初始条件设置
5.4.1 定义全局初始条件
5.4.2 定义局部区域初始值
5.5 求解设置和求解过程监视
5.5.1 求解设置
5.5.2 求解过程监视
5.6 流体的动网格模型设置
5.6.1 理论基础
5.6.2 基本设置
5.7 UDF的使用与设置
5.7.1 UDF的用法
5.7.2 UDF编写基础
5.8 应用实例
5.8.1 活塞运动
5.8.2 水泵运动
5.8.3 水箱流体运动
5.9 本章小结
第6章 ANSYS CFD后处理操作介绍
6.1 Fluent 内置后处理操作介绍
6.1.1 创建面
6.1.2 显示及着色处理
6.1.3 曲线绘制功能
6.1.4 通量报告和积分计算
6.2 Workbench CFD-Post 通用后处理器
6.2.1 启动CFD-Post
6.2.2 创建位置
6.2.3 颜色、渲染和视图
6.2.4 矢量图、云图及流线图的绘制
6.2.5 其他图形功能
6.2.6 变量列表与表达式列表
6.2.7 创建表格和图表
6.2.8 制作报告
6.2.9 动画制作
6.2.10 其他工具
6.3 CFD与ANSYS其他模块联合仿真介绍
6.4 应用实例
6.4.1 案例1：Fluent内置计算结果后处理及分析
6.4.2 案例2：CFD-Post通用计算结果后处理及分析
6.4.3 案例3：Fluent和Mechanical流体结构耦合分析
6.5 本章小结
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| 內容試閱：
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前言
在现代工程技术与科学研究领域，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）已成为解决复杂流体问题的核心技术手段，广泛且深入地渗透于航空航天、汽车制造、生物医学、能源开发等众多关键领域。从飞行器的空气动力学设计、汽车的节能优化，到生物体内流体流动的模拟研究、能源设备的高效运行，CFD凭借其强大的数值模拟能力，为各领域的创新发展提供了不可或缺的支持。在此背景下，精心撰写本书，旨在为读者呈上一套系统、全面且深入的CFD知识体系与实践指南。
本书具备鲜明的特色，在内容组织上，深度融合理论知识与丰富的实际案例。在阐述CFD各模块的功能特性、操作原理及方法时，引入活塞、齿轮、水箱等大量典型实例，将抽象复杂的专业知识具象化，使读者更易理解与吸收。在结构编排方面，遵循科学严谨的逻辑架构，从CFD的基础概念、理论框架入手，逐步拓展至几何模型构建、前处理操作、计算处理流程、设置操作要点及后处理分析等各个关键环节，层层递进、环环相扣，符合读者的认知规律与学习路径，有助于读者全面掌握CFD技术的核心要点。在语言表达上，本书在确保专业准确性的同时，力求通俗易懂，避免运用过多晦涩的专业术语，以简洁明了的表述方式传递专业知识，有效降低学习门槛，使不同学术背景和知识层次的读者均可从中获益。
从知识内容来看，本书涵盖了CFD领域的核心知识与前沿技术。开篇对CFD进行全方位概述，详细阐释其基本定义、主要功能模块、软件使用环境、文件系统构成、最新功能进展及系统的分析步骤，为读者构建起CFD知识体系的宏观框架。随后深入探讨创建几何模型的方法，以DesignModeler模块为核心，详细介绍从草图绘制、2D到3D几何体的生成过程，再到外部文件的导入与处理，每一步骤都配有详尽的操作说明与案例演示。在ANSYS CFD前处理操作部分，深入剖析ICEM CFD软件的功能架构、用户界面、几何模型的创建与导入技巧、网格划分的策略与方法等关键内容，为后续的精确数值计算筑牢根基。在计算处理操作部分，围绕流体域展开深入探讨，详细介绍Fluent软件的启动流程、操作界面布局、流体域的创建方法及边界条件的设置技巧，并结合实际案例完整演示计算处理的全流程。在设置操作部分，着重阐述流体运动模型的选择与设置、求解控制参数的优化调整等核心要点，帮助读者深入理解并掌握模拟计算的关键技术。在后处理操作部分，详细介绍Fluent内置后处理功能和Workbench CFD-Post通用后处理器的使用方法，以及CFD与其他模块的联合仿真技术，帮助读者高效分析和准确评估模拟结果，挖掘数据背后的物理
意义。
本书的目标读者群体广泛，主要面向工程领域的工程师和科研人员。在实际产品设计与优化过程中，工程师们经常面临各类流体力学相关难题，本书提供的实用技术与丰富案例，能够帮助他们运用CFD技术有效解决实际工作中的复杂问题，显著提升产品性能与质量。对于科研人员而言，本书丰富的理论知识、前沿的技术介绍及深入的案例分析，为其科研工作提供了有力的知识支撑和创新方法参考，有助于推动相关领域的学术研究与技术创新。此外，对于高校相关专业的学生，本书是系统学习CFD知识的优质教材，能够帮助他们建立扎实的专业基础，为未来的职业发展和学术研究做好充分准备。
衷心期望读者在阅读本书的过程中，能够深入领会CFD的理论精髓与应用技巧，熟练掌握相关软件的操作技能。通过理论学习与实践操作的紧密结合，将书中知识灵活运用到实际工作和科研项目中，有效解决实际问题，为推动相关领域的技术发展与创新贡献力量。
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