流体力学基础教程
第1课时 CFD基础教程
第一课时
1 什么是CFD？
CFD：即计算流体力学（Computational Fluid Dynamics），是近代流 体力学，数值计算和计算机等结合产物。它以计算机为工具，应用各 种离散化的数学方法，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机 模拟和分析研究，以解决各种实际问题。
后处理
Tecplot、Origin、CFD-Post、ParaView、OpenDX…用
（3）海洋工程
2 CFD应用
（4）汽车工业
2 CFD应用
（4）能源工程
2 CFD应用
（5）化学工程
2 CFD应用
（5）生物工程
3 为什么需要CFD？
CFD优势： （1）不需要实验模型、风洞、仪器仪表等，周期短，可节省 大量成本， （2）计算结果丰富，可提供详细流场结构。 （3）可模拟难以进行实验的流动问题：超音速、高温高压 （4）能实现虚拟设计与制造
CFD可以做什么？ （1）复杂复杂流动问题：泵、风机、阀门等 （2）化学组分混合、燃烧、反应过程：反应器、燃烧器、锅炉 （3）传热、传质、相变过程：换热器、省煤器、过滤器、热水器 （4）多相流动问题：气液、气固、气液固、油气水 （5）流固耦合：应力分析
2 CFD应用
（1）航空航天
2 CFD应用
4 CFD发展
5 CFD模拟概述
6 CFD常用软件
前处理
CAD、Pro-E、SolidWorks、ICEM、Gambit、Delaundo、 Engrid、GMSH、gridgen、IA-FEMesh……
仿真计算
CFX、Fluent、CFX、Openfoam、COMSOL Multiphysics、FloEFD、PHOENICS、STAR-CD、STARCCM+、Polyflow、 Icepak、CFX-TASCflow……
ICEMCFD基础教程
ICEMCFD基础教程ICEMCFD是一款用于计算流体力学（CFD）建模和网格生成的软件。
它是一种强大的工具，可以帮助工程师们构建复杂的模型、生成高质量网格以及预处理CFD求解器所需的输入文件。
本文将为您提供一份ICEMCFD的基础教程，帮助您快速上手使用该软件。
首先，我们需要了解ICEMCFD的基本界面和常用工具。
打开ICEMCFD 后，您将看到一个由不同工具栏、菜单和视图窗口组成的界面。
菜单栏提供了各种命令和选项，工具栏可快速访问常用工具，视图窗口用于显示模型、网格和结果。
在学习ICEMCFD之前，建议先熟悉软件的界面和各种工具。
然后，我们将学习如何进行网格划分。
在CFD模拟中，网格的质量对结果的准确性和收敛性有重要影响。
ICEMCFD提供了多种网格划分算法和优化工具，可帮助您生成高质量的网格。
您可以使用“划分”菜单中的“体格网划分”选项对几何模型进行三维网格划分。
您可以选择划分算法、设置网格大小和边界条件等。
在划分完成后，您可以使用“检查网格”工具检查网格的质量，并进行必要的优化。
最后，我们将学习如何导出网格并准备CFD求解器所需的输入文件。
完成网格划分后，您可以使用“文件”菜单中的“导出”选项导出网格。
ICEM CFD支持多种网格格式，如ANSYS Fluent、OpenFOAM和CFX等。
选择适当的网格格式并指定输出文件路径后，即可导出网格。
您还可以使用“准备”菜单中的“CFD 前处理”选项设置物理属性、边界条件和初始条件等，并生成CFD求解器所需的输入文件。
本文只介绍了ICEMCFD的基础教程，您还可以进一步探索该软件的高级功能和应用。
ICEMCFD非常灵活和强大，适用于各种工程领域的CFD建模和网格生成。
通过深入学习和实践，您可以熟练使用ICEMCFD并在工程实践中取得优秀的结果。
CATIA软件流体动力学模拟教程
CATIA软件流体动力学模拟教程流体动力学是研究流体运动规律的一门学科，广泛应用于航空航天、能源、汽车等领域。
而CATIA（Computer Aided Three-Dimensional Interactive Application）是一种集成的CAD/CAE/CAM软件，被广泛应用于工程设计、仿真分析等领域。
本教程将介绍如何在CATIA软件中进行流体动力学模拟，帮助读者快速了解并掌握相关技术。
一、CATIA软件简介CATIA是一种综合性的软件平台，提供了从产品概念设计到制造的全套解决方案。
它基于三维模型，支持多种设计、仿真及制造操作。
在流体动力学模拟中，CATIA提供了丰富的功能和工具，使用户可以进行流场计算、流体力学分析等操作。
二、创建模型在进行流体动力学模拟之前，首先需要在CATIA中创建相应的模型。
可以选择手动建模或导入其他CAD软件中的模型。
在模型创建过程中，应注重几何形状的精细化和清晰化，以提高模拟结果的准确性。
三、设置流体属性在进行流体动力学模拟之前，需要先设置流体的属性。
CATIA软件提供了多种流体模型和材料，可以根据实际情况选择合适的流体类型和流体参数。
同时，还可以设置流体的运动状态和边界条件。
四、网格划分网格划分是流体动力学模拟的基础，网格质量将直接影响模拟结果的准确性和计算效率。
CATIA软件提供了多种网格划分工具，可以根据实际需求选择合适的方法和参数进行网格划分。
在划分网格时，应注意保持网格的密度适中，以确保模拟结果的准确性。
五、设置边界条件在进行流体动力学模拟之前，需要设置边界条件。
CATIA软件提供了丰富的边界条件设置选项，可以根据实际情况设置流速、压力、温度等边界条件。
为了获得准确的模拟结果，应根据实际情况合理设置边界条件，并对模拟结果进行验证。
六、求解方程在完成模型的几何划分、网格划分和边界条件设置之后，即可进行流体动力学模拟。
CATIA软件提供了强大的求解器，可以自动求解流体动力学方程。
27-流体力学基础
Y.C. Fung(冯元祯)：《连续介质力学导论》（第3版中译本）。 ) 笛卡儿张量的介绍本教程够用了！
) 解析或数值手段有局限性 ) 实验验证 实验条件：主要设备和测试手段 ) 风洞、水洞、水槽等 ) 速度、压强、力等定量测量；流场显示 建模、物理分析过程仍离不开理论指导
理论分析是大脑，数值计算、实验是手！
中国科大力学系
Lecture 1
18
Homework： 阅读§1.4 “热力学基础”，不仔细讲授。
Your name
流体力学基础 Elementary Fluid Mechanics
孙德军
Email：dsun@ /~dsun
Tel：3606797 (O)
中国科大力学系
Lecture 1
1
教材与参考书
教材
庄礼贤, 尹协远, 马晖扬.《流体力学》, 中国科大出版社 (1991第1版, 2009第2版)
) 流体静力学（fluid statics） ) 流体运动学（kinematics of fluid） ) 流体动力学（fluid dynamics）
研究对象：流体
关系
力
运动
中国科大力学系
Lecture 1
10
流体力学的研究对象
什么是流体？ 流体的定义（本质属性，概念的内涵）：流体不能承 受任意小的剪切外力而不变形，且变形会持续下去。
) 解析求解越来越困难，数值求解取而代之 物理分析
ICEM入门教程
ICEM入门教程ICEM是一种用于三维几何建模和网格生成的软件工具，被广泛应用于流体力学和结构分析等领域。
本教程将介绍ICEM的基础知识和操作技巧，帮助读者快速入门。
一、ICEM的界面和基本操作1.启动ICEM后，会显示出主界面。
主界面由菜单栏、工具栏、工具箱和3D图形窗口组成。
2.菜单栏包含了所有的命令选项，工具栏提供了一些常用命令的快捷方式，工具箱包含了各种网格生成工具。
1.可以通过菜单栏的“文件-导入”命令将几何模型导入到ICEM中。
支持的导入格式包括STL、STEP和IGES等。
3.使用选择工具可以选择几何体的边、面和体。
选择后，可以进行操作，如移动、旋转、缩放或删除。
三、网格生成的基本步骤1.网格生成的第一步是创建一个空的网格。
可以通过菜单栏的“几何-新建”命令创建一个新的几何体。
2.创建几何体后，可以使用绘图工具创建网格。
在创建网格之前，可以设置网格的边界条件和约束条件。
3.使用边界条件工具可以定义网格的边界条件，如壁面、进口和出口等。
约束条件工具可以定义网格的约束条件，如网格密度和网格尺寸等。
4.在设置完边界条件和约束条件后，可以使用生成工具生成网格。
生成工具会根据边界条件和约束条件自动生成网格。
5.生成网格后，可以使用检查工具检查网格的质量。
质量低的网格可能会影响数值计算的准确性，需要进行调整或修复。
6.调整或修复网格后，可以输出网格文件。
输出格式可以是CGNS、FLUENT或ANSYS等。
四、ICEM的进阶技巧2.使用网格生成辅助工具可以更高效地生成网格，如等间距法、背景网格法和缝合法等。
3.使用ICEM提供的优化工具可以优化网格的质量和结构，以提高数值计算的准确性和效率。
4.在处理大型模型时，可以使用ICEM的并行处理功能，以提高处理速度和效率。
5.学习和掌握ICEM的宏命令和脚本语言可以自动化网格生成过程，提高工作效率。
五、常见问题解决方法1.如果导入的几何模型存在错误，可以使用修复工具进行修复。
2024版年度FluentUDF教程详细全面适合初学者
初学者CONTENTS •FluentUDF简介与背景•编程环境与工具准备•UDF基础知识讲解•Fluent中UDF应用实践•性能优化与调试技巧•拓展应用与前沿进展FluentUDF 简介与背景01FluentUDF（User-Defined Function）是用户自定义函数，允许用户扩展和定制Fluent软件的功能。
FluentUDF可以用于定义边界条件、材料属性、源项、输运方程等，以满足特定问题的需求。
通过FluentUDF，用户可以将自己的数学模型和算法集成到Fluent中，实现更高级别的模拟和分析。
010203 FluentUDF定义及作用Fluent计算流体力学基础Fluent是一款基于有限体积法的计算流体力学软件，用于模拟和分析流体流动、传热、化学反应等物理现象。
Fluent提供了丰富的物理模型、数值方法和求解器，可应用于多种领域，如航空、汽车、能源、生物等。
Fluent的计算流程包括前处理、求解和后处理三个阶段，其中前处理用于建立几何模型、划分网格和设置边界条件，求解用于进行数值计算，后处理用于结果可视化和数据分析。
UDF可以扩展Fluent的标准功能，使其能够处理更复杂的物理现象和数学模型。
UDF可以提高模拟的准确性和精度，通过自定义边界条件、源项等，更好地描述实际问题的特性。
UDF还可以加速模拟过程，通过优化算法和并行计算等技术，提高计算效率。
UDF在Fluent中重要性学习FluentUDF可以深入理解Fluent软件的内部机制和计算原理，有助于更好地掌握该软件。
通过学习FluentUDF，可以培养编程思维和解决问题的能力，为未来的科学研究和工程实践打下基础。
FluentUDF是Fluent的高级功能之一，掌握它可以提高求职竞争力，拓宽职业发展道路。
FluentUDF具有很强的实用性和通用性，掌握它可以为解决实际工程问题提供有力工具。
9字9字9字9字初学者为何选择学习FluentUDF编程环境与工具准备02Fluent软件安装与配置要求操作系统兼容性确保操作系统与Fluent软件版本兼容，如Windows、Linux等。
ICEM_CFD基础入门教程操作界面中文
ICEM_CFD基础入门教程操作界面中文ICEM_CFD是一款常用的计算流体力学（CFD）前处理软件，它可以用来进行几何建模、网格生成以及网格质量改进等操作。
本教程将介绍ICEM_CFD软件的基础入门操作界面，并详细说明其主要功能和使用方法。
1.工作窗口：-图层窗口：用于管理不同的几何元素和网格单元。
可以将几何模型和网格分别分配到不同的图层中，便于管理和操作。
2.工具栏：-文件操作：包括新建、打开、保存和导出等文件操作。
-网格操作：包括网格划分、网格改进、网格质量检查和网格参数设置等操作。
-显示选项：可以选择显示几何模型、网格和图层等，方便用户对模型进行观察和分析。
-操作模式：设置不同的操作模式，如选择模式、移动模式、旋转模式和缩放模式等，方便用户进行几何模型和网格的操作和调整。
3.属性窗口：-几何模型属性：可以设置几何模型的名称、颜色和透明度等属性。
-网格生成属性：可以设置网格单元类型、边界条件和网格参数等属性。
-网格质量属性：可以设置网格质量检查和改进的参数和标准。
-显示属性：可以设置几何模型和网格的显示方式、颜色和透明度等属性。
4.建模流程：在ICEM_CFD中，进行建模和网格生成的一般流程如下：-导入CAD几何模型：可以通过导入现有的CAD几何模型文件，如STEP、IGES或者CATIA等文件格式，或者直接在ICEM_CFD中手动创建几何模型。
-网格划分：在几何模型的基础上进行网格划分，可以使用不同的网格划分算法和参数设置，生成合适的网格。
-网格改进：对生成的网格进行质量检查和改进，可以使用网格质量检查工具来查看和修复网格质量问题，并采用网格平滑和网格形变等操作来改进网格质量。
-边界条件设置：在网格上设置边界条件，包括流动边界条件、壁面边界条件和入出口边界条件等。
- 导出网格：将生成的网格导出为适用于CFD计算的文件格式，如ANSYS Fluent、OpenFOAM等格式。
通过上述步骤，可以完成几何建模和网格生成的基本操作和流程。
矿山流体机械教学大纲
矿山流体机械教学大纲一、课程概述矿山流体机械是采矿工程领域中的重要课程之一，通过该课程的学习，可以了解到矿山中各类液体和气体的流动规律、流体机械的基本原理以及其在矿山工程中的应用。
本课程旨在培养学生的流体机械理论知识和实际应用能力，为学生将来在矿山工程领域的实践工作打下坚实的基础。
二、教学目标1.掌握流体力学的基本理论，包括流体的性质、流动方程和动量守恒定律等；2.了解矿山中常见的液体和气体的特性及其流动规律；3.理解流体机械的工作原理，包括各类泵、风机、压缩机等的结构和工作过程；4.掌握流体机械在矿山工程中的应用，包括矿井排水系统、通风系统和压缩空气系统等；5.培养学生的实际操作能力，通过实验和实践活动，提高学生的解决问题的能力和创新能力。
三、教学内容1.流体力学基础1.1 流体的性质及基本概念1.2 流动方程和流动稳定性1.3 动量守恒定律和能量守恒定律2.矿山流体特性及流动规律2.1 水的性质及水流动规律2.2 空气的性质及气流动规律2.3 液体和气体在矿山工程中的应用3.流体机械基本原理3.1 泵、风机和压缩机的基本结构和工作原理3.2 不同类型流体机械的特点和应用领域4.矿山流体机械的应用4.1 矿井排水系统的设计和运行4.2 通风系统的设计和运行4.3 压缩空气系统的设计和运行5.实验与实践5.1 流体力学实验5.2 流体机械实验5.3 矿山流体机械相关设备的实际操作与维护四、教学方法1.理论讲授：通过课堂讲解，向学生阐述流体力学和流体机械的基本原理和应用；2.案例分析：通过矿山工程实际案例的分析，引导学生理解流体机械的设计和应用；3.实验操作：设置流体力学实验和流体机械实验，增强学生的实践操作能力；4.讨论交流：鼓励学生积极参与讨论，提高学生的问题解决能力；5.课外拓展：引导学生进行相关领域的阅读和实践，拓宽专业视野。
五、考核方式1.平时成绩：包括课堂表现、课堂作业和实验报告等；2.期中考试：以闭卷形式进行，主要考察学生对流体力学和流体机械基本原理的理解；3.期末考试：以闭卷形式进行，主要考察学生对矿山流体机械及其应用的掌握程度；4.实验成绩：根据学生的实验操作和实验报告进行评分。
计算流体力学教案
计算流体力学教案一、课程介绍1.1 课程背景计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）是运用数值分析和算法解决和分析流体力学问题的一个分支。
本课程旨在让学生了解并掌握计算流体力学的基本原理、方法和应用。
1.2 课程目标通过本课程的学习，学生将能够：（1）理解流体力学的基本概念和原理；（2）掌握CFD的基本数值方法和算法；（3）应用CFD软件进行流体力学的数值分析和解决实际问题。
二、教学内容2.1 流体力学基础（1）流体力学的定义和发展；（2）流体力学的分支；（3）流体力学的基本方程。
2.2 数值方法基础（1）数值方法的分类；（2）数值方法的原理；（3）数值方法的稳定性分析。
2.3 网格技术（1）网格方法；（2）网格质量评价；（3）网格独立性研究。
2.4 流动问题的离散化（1）流动问题的离散化方法；（2）离散化方程的求解方法；（3）离散化方程的数值求解技术。
2.5 流场可视化（1）流场可视化的方法；（2）流场可视化的技术；（3）流场可视化的应用。
三、教学方法3.1 课堂讲授通过讲解流体力学的基本概念、原理和数值方法，使学生掌握CFD的基本理论。
3.2 软件操作实践通过操作CFD软件，使学生了解并掌握网格、流动问题离散化、求解和流场可视化的实际操作。
3.3 案例分析通过分析实际案例，使学生了解并掌握CFD在工程中的应用。
四、教学评估4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况等，占总成绩的30%。
4.2 期中考试包括理论知识和软件操作，占总成绩的30%。
4.3 期末考试包括理论知识，占总成绩的40%。
五、教学资源5.1 教材《计算流体力学导论》（Introduction to Computational Fluid Dynamics）。
5.2 软件CFD软件，如OpenFOAM、FLUENT等。
5.3 网络资源相关在线课程、论文、教程等。
六、网格技术（续）6.1 结构网格结构网格的定义和特点常见的结构网格算法结构网格在CFD中的应用案例6.2 非结构网格非结构网格的定义和特点常见的非结构网格算法非结构网格在CFD中的应用案例6.3 混合网格混合网格的定义和特点混合网格算法的基本原理混合网格在CFD中的应用案例七、流动问题的离散化（续）7.1 守恒定律的离散化质量守恒定律的离散化动量守恒定律的离散化能量守恒定律的离散化7.2 离散化方程的求解线性方程组的求解方法非线性方程组的求解方法代数方程组的求解方法7.3 离散化方程的数值求解技术（续）时间步进方法空间离散化技术稳定性和收敛性分析八、流场可视化（续）8.1 流场可视化的方法（续）着色法纹理映射法粒子追踪法8.2 流场可视化的技术（续）数据处理技术三维重构技术动画制作技术8.3 流场可视化的应用（续）航空航天领域的应用汽车工业领域的应用生物医学领域的应用九、案例分析（续）9.1 案例分析的方法案例选择的原则案例分析的步骤9.2 流体动力学案例分析不可压缩流体的流动案例可压缩流体的流动案例复杂几何形状的流动案例9.3 热流体力学案例分析热传导问题案例热对流问题案例热辐射问题案例十、课程总结与展望10.1 课程总结本课程的主要内容和知识点回顾学生在本课程中学到的技能和知识10.2 课程作业与项目课程作业的布置与评价课程项目的选择与实施10.3 未来学习方向CFD在科学研究中的应用CFD在工业中的应用趋势CFD领域的最新研究动态十一、流体机械特性分析11.1 流体的粘性粘性的定义和测量牛顿流体和非牛顿流体的特性粘性流体的流动案例分析11.2 流体的弹性弹性流体的定义和特性弹性流体流动的数值模拟方法弹性流体流动案例分析11.3 流体的湍流特性湍流的定义和特性湍流流动的数值模拟方法湍流流动案例分析十二、多相流动分析12.1 多相流动的定义和分类单相流动和多相流动的定义连续相、分散相和界面流动的特点多相流动的数值模拟方法12.2 多相流动的数值模拟方法欧拉-欧拉模型欧拉-拉格朗日模型离散相模型12.3 多相流动案例分析油气水三相流动案例颗粒物在空气中的扩散案例喷雾燃烧过程的数值模拟案例十三、化学反应流体力学13.1 化学反应流体力学的定义和特点化学反应和流体运动的相互作用化学反应流体力学的应用领域化学反应流体力学的数值模拟方法13.2 化学反应流动的数值模拟方法反应速率模型化学反应平衡和化学平衡计算化学反应流体流动的数值模拟算法13.3 化学反应流体流动案例分析燃烧过程中的化学反应流动案例化工过程中的化学反应流动案例环境污染治理过程中的化学反应流动案例十四、计算流体力学的软件应用14.1 CFD软件的基本操作CFD软件的用户界面和操作流程CFD软件的网格和边界条件设置CFD软件的求解器和结果分析工具14.2 CFD软件的高级应用参数研究and 优化并行计算和云计算应用复杂几何形状和多物理场耦合问题的模拟14.3 CFD软件案例分析利用CFD软件分析风力发电机翼的气流分布利用CFD软件分析汽车发动机的冷却效果利用CFD软件分析建筑物的热环境十五、课程项目与实验15.1 课程项目的选择与实施项目选题的原则和步骤项目实施的计划和管理项目成果的评估和反馈15.2 实验设计与实验操作实验设计的原则和方法实验操作的步骤和安全注意事项实验数据的采集和分析报告的结构和内容要求报告的提交和评审流程重点和难点解析本文教案主要介绍了计算流体力学（CFD）的基本原理、方法与应用，内容涵盖了流体力学基础、数值方法基础、网格技术、流动问题的离散化、流场可视化、案例分析、多相流动分析、化学反应流体力学、计算流体力学的软件应用以及课程项目与实验等方面。
CFD基础教程
第1章 CFD 基 础计算流体动力学(computational fluid dynamics ，CFD)是流体力学的一个分支，它通过计算机模拟获得某种流体在特定条件下的有关信息，实现了用计算机代替试验装置完成“计算试验”，为工程技术人员提供了实际工况模拟仿真的操作平台，已广泛应用于航空航天、热能动力、土木水利、汽车工程、铁道、船舶工业、化学工程、流体机械、环境工程等 领域。
本章介绍CFD 一些重要的基础知识，帮助读者熟悉CFD 的基本理论和基本概念，为计算时设置边界条件、对计算结果进行分析与整理提供参考。
1.1 流体力学的基本概念1.1.1 流体的连续介质模型流体质点(fluid particle)：几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微 元体。
连续介质(continuum/continuous medium)：质点连续地充满所占空间的流体或固体。
连续介质模型(continuum/continuous medium model)：把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的一种连续介质，且其所有的物理量都是空间坐标和时间的连续函数的一种假设模型：u =u (t ,x ,y ,z )。
1.1.2 流体的性质1. 惯性惯性(fluid inertia)指流体不受外力作用时，保持其原有运动状态的属性。
惯性与质量有关，质量越大，惯性就越大。
单位体积流体的质量称为密度(density)，以r 表示，单位为kg/m 3。
对于均质流体，设其体积为V ，质量为m ，则其密度为m V(1-1) 对于非均质流体，密度随点而异。
若取包含某点在内的体积V ，其中质量m ，则该点密度需要用极限方式表示，即0lim V m V(1-2) 2. 压缩性作用在流体上的压力变化可引起流体的体积变化或密度变化，这一现象称为流体的可压缩性。
压缩性(compressibility)可用体积压缩率k 来量度Fluent 高级应用与实例分析2 d /d /d d V V k p p(1-3) 式中：p 为外部压强。
计算流体力学ICEMCFD网格生成基础指导教程
第一章介绍ICEM CFD 工程Tutorials目录中每个工程是一个次级子目录。
每个工程的目录下有下列子目录：import, parts, domains, mesh, 和transfer。
他们分别代表：• import/: 要导入到ICEMCFD中的集合模型交换文件，比如igs，STL等；• parts/: CAD模型• domains/: 非结构六面体网格文件(hex.unstruct), 结构六面体网格分区文件(domain.n), 非结构四面体网格文件(cut_domain.1)• mesh/: 边界条件文件(family_boco, boco)，结构网格的拓扑定义文件(family_topo, topo_mulcad_out), 和Tetin几何文件(tetin1).• transfer/: 求解器输入文件(star.elem), 用于Mom3d.的分析数据mesh目录中Tetin文件代表将要划分网格的几何体。
包含B-spline曲面定义和曲线信息，以及分组定义Replay 文件是六面体网格划分的分块的脚本鼠标和键盘操作鼠标或键盘操作功能鼠标左键点击和拖动旋转模型鼠标中键点击和拖动平移模型鼠标右键点击和上下拖动缩放模型鼠标右键点击和左右拖动绕屏幕Z轴旋转模型F9 按住F9，然后点击任意鼠标键进行操作的时候进行模型运动F10 按F10 紧急图象Reset第二章ICEM CFD Mesh Editor界面The Mesh Editor, 创建修改网格的集成环境，包含三个窗口• The ICEM CFD 主窗口• 显示窗口• The ICEM CFD 消息窗口主窗口主窗口中除了图形显示区域，外，还有6个radio按钮：File, Geometry, Meshing, Edit Mesh and Output. The File MenuThe File menu 包含• Open, Save, Save as, Close, Quit, Project dir, Tetin file,Domain file, B.C file, Import geo, Export geo, Options, Utilities,Scripting, Annotations, Import mesh, DDN part.The Geometry MenuThe Geometry menu 模型修补和编辑，边界条件的设置，调用ICEM CFD DDN。
能量守恒原理的书籍
能量守恒原理的书籍
以下是一些关于能量守恒原理的书籍推荐：
1. 《热力学与统计物理教程》（作者：邓家彦）：这本书详细介绍了能量守恒原理在热力学和统计物理中的应用，适合学术研究或高年级的本科生。
2. 《物理学》（作者：霍尔曼）：这本大众科普物理书籍包含了能量守恒原理的基本概念和应用，适合普通读者和初学者。
3. 《理论物理学导论》（作者：Landau and Lifshitz）：这本经典物理学教材中有一章专门讨论了能量守恒原理，适合高年级本科生或研究生。
4. 《能源学导论》（作者：Taylor and Helwig）：这本书探讨了能源的物理学原理和能量守恒原理在能源转换和利用中的应用，适合对能源科学感兴趣的读者。
5. 《流体力学基础》（作者：Young and Munson）：这本书详细介绍了流体力学中的能量守恒原理，在流体动力学和热力学中的应用，适合流体力学研究者或相关专业学生。
这些书籍都可以在图书馆、在线书店或电子书平台上找到。
请根据自己的学术水平和兴趣选择适合的书籍。
流体力学龙天渝热动专业教案
流体力学龙天渝热动专业教案一、教案基本信息1.1 课程名称：流体力学1.2 授课教师：龙天渝1.3 课程类型：专业课程1.4 授课对象：热动专业本科生1.5 课时安排：每节课45分钟，共15周二、教学目标2.1 知识与技能目标（1）理解流体力学的基本概念、原理和定律；（2）掌握流体力学的基本计算方法和实验技能；（3）能够运用流体力学知识分析和解决实际问题。
2.2 过程与方法目标（1）通过案例分析，培养学生的创新思维和问题解决能力；（2）通过实验教学，提高学生的动手能力和实验技能；（3）通过小组讨论，培养学生的团队合作和沟通能力。
2.3 情感态度与价值观目标（1）培养学生对流体力学的兴趣和热情；（2）培养学生科学严谨的态度和勤奋学习的习惯；（3）培养学生关注实际问题，运用所学知识为社会服务的意识。
三、教学内容3.1 流体力学基本概念（1）流体的定义和分类；（2）流体的物理性质；（3）流体静力学基本原理。
3.2 流体流动的基本方程（1）连续方程；（2）动量方程；（3）能量方程。
3.3 流动类型及其判据（1）层流与湍流的定义及判据；（2）势流与粘性流的区别；（3）可压缩流与不可压缩流的转换。
四、教学方法与手段4.1 教学方法（1）讲授法：讲解基本概念、原理和定律；（2）案例分析法：分析实际问题，培养问题解决能力；（3）实验教学法：培养学生的动手能力和实验技能；（4）小组讨论法：培养学生的团队合作和沟通能力。
4.2 教学手段（1）多媒体课件：生动展示流体力学现象；（2）实验设备：直观演示流体流动；（3）在线资源：提供拓展学习资料和案例。
五、教学评价5.1 平时成绩评价（1）课堂表现：参与讨论、提问等；（2）作业评价：完成情况和正确性；（3）实验报告：实验操作和结果分析。
5.2 期末考试评价（1）闭卷考试：考察基础知识掌握程度；（2）开卷考试：考察实际问题分析和解决能力。
六、教学资源6.1 教材：《流体力学教程》（龙天渝等编著）6.2 辅助教材：《流体力学基础》、《流体动力学》等6.3 实验设备：流体力学实验台、流速计、压力计等6.4 网络资源：学术期刊、流体力学相关网站、在线课程等七、教学进程安排7.1 第1-2周：流体力学基本概念、物理性质及流体静力学7.2 第3-4周：流体流动的基本方程及其求解方法7.3 第5-6周：层流与湍流的判据及流动类型7.4 第7-8周：势流与粘性流的分析与计算7.5 第9-10周：可压缩流与不可压缩流的转换及其应用7.6 第11-12周：流体流动的数值模拟方法简介7.7 第13-14周：流体力学在热动工程中的应用案例分析八、教学反思与改进8.2 根据学生反馈，调整教学方法和手段，提高教学效果；8.3 关注流体力学领域的最新研究成果，更新教学内容；8.4 加强实验教学，提高学生的实践能力；8.5 鼓励学生参与学术活动，提升学术素养。
(完整版)STARCCM基础培训教程
06 案例分析和实践 操作
案例介绍和问题分析
案例背景
01
介绍案例的来源、应用领域和重要性。
问题描述
02
详细阐述案例中需要解决的具体问题，包括问题的性质、难度
和关键点。
分析方法
03
介绍针对案例问题的分析方法和思路，包括数学建模、仿真模
拟等。
STARCCM的界面包括菜单栏、工具 栏、项目树、属性窗口和图形窗口等 部分，方便用户进行各种操作。
操作流程
用户可以通过以下步骤进行模拟和分 析：创建新项目、导入几何模型、定 义物理问题、生成网格、设置边界条 件、选择求解器和运行模拟等。
常用术语和概念
CFD
计算流体动力学，是一种利用计算机模拟和分析流体流动、传热和化 学反应等问题的数值方法。
多相流模型
介绍多相流的基本概念和分类，以及常用的多相流模型，如VOF模 型和Mixture模型。
数值方法简介
有限体积法
阐述有限体积法的基本原理和求解过程，包括 网格划分、控制方程离散化和线性方程组求解。
有限元法
介绍有限元法的基本思想和求解过程，以及其在 STARCCM中的应用。
有限差分法
简述有限差分法的基本原理和求解过程，并比 较其与有限体积法和有限元法的优缺点。
操作步骤和技巧分享
软件环境搭建
介绍STARCCM软件的安装、配置和启动过 程。
仿真计算
介绍如何进行仿真计算，包括求解器设置、 计算参数选择和计算过程监控。
模型建立
详细讲解如何在STARCCM中建立案例的几 何模型、网格划分和边界条件设置。
结果后处理
讲解如何对计算结果进行后处理，包括数据 提取、可视化展示和结果分析。
2-课程设计第三阶段内容：ANSYS workbench CFX风力机外流场计算
4
一、计算流体力学简介
• 计算流体力学简称CFD，是预测流体流动、传热传质、化学反应及其他 相关物理现象的一门学科。
• 描述流体流动的两种方法：拉格朗日法、欧拉法 • CFD数值模拟求解的控制方程：质量守恒、动量守恒、能量守恒、组分
守恒、湍流输运方程等等 • 区域离散化是用有限个离散的点来代替原来连续的空间，主要有：有限
3. CFX计算流体力学仿真基本流程——U形管水的流动
3.1 流场几何模型创建——DM中创建
• DM软件介绍
• 常用操作
3.2 网格划分——Mesh中划分
• Mesh软件介绍
• 流体网格划分简单介绍
3.3 物理设置
• CFX界面介绍
• 流体域设置
• 边界条件设置
• 求解和输出设置
3.4 后处理
3
4. 三通管流体分析（涉及换热）
• 通过后处理查看了风机叶片表面的压力分布以及如何 正确查看旋转域的真是速度分布
12
ANSYS Workbench CFX流体力学分析
1
• 本教程适用对象：CFX初学者 • 预期学习效果：初步掌握CFX流体分析的基本方法；为进
一步深入学习奠定基础 • 软件版本：ANSYS16.0
2
1. 计算流体力学简介
目录
2. CFX软件概述——优势
• 软件介绍（突出优势）
• ANSYS中启动CFX的两种方法(演示一下）
• 目标：掌握风机外流场分析流程
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7.1 几何模型处理
• 导入风机模型 • 创建流场域：旋转域、静止域
8
• 静态域设置 • 旋转域设置 • 边界条件设置
7.2 物理设置
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• 交界面设置
工程流体力学电子课件
汽车阻力来自前部还是后部？ 汽车阻力来自前部还是后部？
汽车发明于19世纪末， 汽车发明于19世纪末，当时人们认为汽车的阻力主要来自前部对 19世纪末 空气的撞击，因此早期的汽车后部是陡峭的，称为箱型车， 空气的撞击，因此早期的汽车后部是陡峭的，称为箱型车，阻力 系数C 很大，约为0.8 0.8。 系数CD很大，约为0.8。
工程流体力学 工程流体力学
目录
第1章 绪论 第2章 流体静力学 第3章 流体动力学理论基础 第4章 量纲分析与相似原理 第5章 流动阻力与水头损失 孔口、 第6章 孔口、管嘴及有压管流 第7章 明渠恒定流动 第8章 堰流 第9章 渗流
教材及教学参考书
禹华谦主编，工程流体力学， 禹华谦主编，工程流体力学，第1版，高等教育出版社，2004 高等教育出版社， 禹华谦主编，工程流体力学（水力学）， ），第 禹华谦主编，工程流体力学（水力学），第2版，西南交通大学 出版社， 出版社，2007 黄儒钦主编，水力学教程， 西南交通大学出版社， 黄儒钦主编，水力学教程，第3版，西南交通大学出版社，2006 刘鹤年主编，流体力学， 中国建筑工业出版社， 刘鹤年主编，流体力学，第1版，中国建筑工业出版社，2001 李玉柱主编，流体力学， 高等教育出版社， 李玉柱主编，流体力学，第1版，高等教育出版社，1998 禹华谦主编，水力学学习指导，西南交通大学出版社， 禹华谦主编，水力学学习指导，西南交通大学出版社，1998 禹华谦编著，工程流体力学新型习题集，天津大学出版社， 禹华谦编著，工程流体力学新型习题集，天津大学出版社，2006
汽车阻力来自前部还是后部？ 汽车阻力来自前部还是后部？
实际上汽车阻力主要来自后部形成的尾流，称为形状阻力。 实际上汽车阻力主要来自后部形成的尾流，称为形状阻力。
化学工程流体流动 书籍
化学工程流体流动书籍
以下是几本关于化学工程流体流动的书籍推荐：
1. 《化学工程流体力学》（Chemical Engineering Fluid Mechanics）- Ronald Darby, Raj P. Chhabra
这本书是化学工程领域最经典和最有影响力的教材之一，为读者提供了深入了解化学工程流体流动的理论和应用的基础知识。
2. 《流体力学与传热（上册）》（Fluid Mechanics and Heat Transfer）- James G. Brainerd, Frederick A. Kummer Jr., John C. Leylegian
这本书是一个全面介绍流体力学和传热的教材，其中包括化学工程领域的流体力学基础和应用。
3. 《化工原理》（Principles of Chemical Engineering）- James M. Smith, Carl R. Loper Jr., Louis Theodore
这本书涵盖了化学工程中的基本原理和概念，并介绍了流体流动和传热等方面的知识，是化学工程学习的重要参考书。
4. 《化学工程流体力学：一个综合化学工程领域的入门教程》（Chemical Engineering Fluid Mechanics: A First Course）- Ronald L. Westerterp, Hugo A. Jakobsen, Christian Molgaard
这本书提供了一个详细的入门教程，覆盖了化学工程流体流动的基本原理和应用，适合初学者学习和理解。
这些书籍在化学工程领域有较高的声誉，并且被广泛使用于课
堂教学和自学。
读者可以根据自己的需求和背景选择适合的教材进行学习。
FLUENT6（可编辑）
FLUENT6Fluent 6.3 教程Journey woo翻译,不对之处还望各位大侠指正, journeywoo@//0>.,journeyforever@163雷锋精神永垂不朽!红色表示不确定的翻译卷一1. Fluent使用指南:流体混合的二维弯管中的流动和传热2.周期性流动与热传递模型3.外部可压缩流动模型4.非稳态可压缩流动模型5.热辐射与自然对流模型6.非连续性网格的使用7.单轴转动参考系的使用8.多转动参考系的使用9.混合平面模型的使用10.滑移网格的使用11.动态网格的使用卷二12.物质运输与气体燃烧模型的使用13.非预先混合燃烧模型的使用14.表面化学反应模型15.雾状液体蒸发模型16.VOFvolume of fluid流体体积函数模型的使用17.气蚀模型18.混合与欧拉多元模型19.欧拉多元模型在颗粒流中的使用20.凝固过程模拟21.有传热欧拉多元模型在颗粒流中的使用22.后处理23.汽轮机后处理24.并行处理目录1. Fluent使用指南:有流体混合的二维弯管中的流动和传热介绍前言问题描述求解过程准备第一步:网格第二部:模型第三步:材料第四步:边界条件第五步:求解第六步:展示初步解决方案第七部:启用二阶离散第八步:调整网格总结2.周期性流动与热传递模型介绍前言问题描述求解过程准备第一步:网格第二部:模型第三步:材料第四步:边界条件第五步:求解第六步:后处理总结进一步改善3.外部可压缩流动模型如何使用这本手册这本手册里有什么?这本Fluent教学指导包括了一些教你如何使用Fluent来解决各种问题的教程.在每一个教程中,特征与问题的设置和后处理相关可以被证实.教程1是一个十分细化的教程,专门为Fluent的入门者而设置的.这个教程在问题的设置、求解、后处理等各个步骤上讲得十分的详细.剩下的教程是为那些已经阅读过了教程1或是对Fluent和其接口比较熟悉的读者设置的.在那些教程中,有些步骤没有详细讲解.所有的教程中都包括后处理的指导,但是教程23讲的完全是标准的后处理过程,教程24是专门讲汽轮机问题的后处理.这本手册中使用到的文件哪里去找?这本手册中的每个教程都有现成的网格文件(也就是说,教程的网格生成那一步提供了网格文件).你能在FluentCD中找到对应的网格文件(和与这个教程相关的文件).每一个教程的“准备”环节会告诉你在哪里找到需要的文件.(注意,教程23、24、25要用现成的算例与数据文件)有一些比较复杂的教程可能需要大量的计算时间,如果你不想等计算结束而想马上看到计算的结果,你可以直接使用算例和数据文件case?data files,这个文件在Fluent CD中,就在你找到mesh文件的文件夹里.mesh文件和fluent帮助下载地////.这本手册怎么使用?根据你对CFD(计算流体力学)和Fluent软件的熟悉程度,你可以有很多方法来使用这本手册.初学者如果你是个Fluent的初学者,你应当先看看教程1,熟悉Fluent的接口、基本设置和求解的步骤.当你要处理的问题与教程有共同点,你也可以参考教程.比如说,你解决的问题用到了非预混燃烧模型,你就可以参考教程14.就算这个教程和你要解决的问题没关系,你也可以参照教程来熟悉Fluent各种功能的使用,比如用户字段功能、网格尺度等等.如果要学习关于后处理的方法,你可以参照教程23,教程23是完全关于后处理的(虽然其他的教程也包括后处理过程).关于与汽轮机有关的问题的后处理,请参照教程24.有经验者如果你对Fluent比较熟悉了,当你要处理的问题与教程有共同点,你也可以参考教程.比如说,你解决的问题用到了非预混燃烧模型,你就可以参考教程14.就算这个教程和你要解决的问题没关系,你也可以参照教程来熟悉Fluent各种功能的使用,比如用户字段功能、网格尺度等等.如果要学习关于后处理的方法,你可以参照教程23,教程23是完全关于后处理的(虽然其他的教程也包括后处理过程).关于与汽轮机有关的问题的后处理,请参照教程24.这本手册中的图标这本手册使用了一些图标来帮助您的学习.信息图标标记着一些重要的信息警告图标标记着警号警告信息不同字体表明用户界面菜单项和文本界面菜单项比如当要只是当前出现在屏幕的是什么或者你需要在指定的窗口或面板输入数据的时候也会出现不同的字体.每个教程中每个步骤的演示用的都是规范的字体,而每个步骤的附加信息是用斜体字表示的.字符边框表示的是你要打开的命令或者面板是属于哪个菜单选项.比如:Define Boundary Conditions表示Boundary Conditions菜单可以在Define选项的下拉菜单中找到.教程一:Fluent入门:有流体混合的二维弯管中的流动和传热介绍:这个教程演示了一个三维湍流的弯管中流体混合过程的流体流动和传热问题的相关设置和求解过程.这种过程在发电厂或者管道系统中可以见到.为了正确的设计接头部分,混合部位的流场与温度场的预估是十分重要的.本教程演示了如何执行以下操作:如何使用Fluent读取现成的网格文件使用混合部位确定的几何形状和流体性质强迫对流的湍流问题如何设定物性参数和边界条件输出残差示意图的计算初始化使用压力基求解器来求解使用Fluent的图形输出工具来直观上查看流场与温度场使用二阶离散器来更好的计算温度场在温度梯度的基础上调整网格以更好的计算温度场前提条件这个教程是假定您完全没有接触过Fluent,其中每一个步骤都将有十分详细的介绍.问题描述要解决的问题如图1.1所示.20℃的冷流体从直径大的一端流入管道中,40℃的温热流体从直径小的位于弯头处的一端流入管中,二者混合.管道的尺寸是用英尺来标注的,而流体的参数和边界条件是用国际单位制表示的.大口径的入口处雷诺数为50800,因此我们要建立一个湍流模型.开始与求解准备1.从Fluent用户中心//.下载introduction.zip到您的工作文件夹中,这个文件可以在Fluent产品页的文件连接中找到.或者您可以从Fluent文件CD中将introduction.zip拷贝到您的工作文件夹中.对于Linux/UNIX系统,你可以将CD插入CD-ROM中,然后按如下路径进入文件夹:/cdrom/fluent6.3/help/tutfiles/上面路径中的cdrom换成您的CD-ROM的名称,比如说E对于Linux/UNIX系统,你可以将CD插入CD-ROM中,然后按如下路径进入文件夹:cdrom:\fluent6.3\help\tutfiles\上面路径中的cdrom换成您的CD-ROM的名称,比如说E2.解压缩introduction.zip文件elbow.msh文件可以在解压缩后产生的introduction文件夹中找到.3.打开FLUENT选择3D3d视图第一步:网格1.读取网格文件elbow.mesh.File-Read-case…a在解压缩产生的introduction文件夹中单击选择elbow.mesh文件.b单击OK读取文件关闭文件选择对话框.Note:当FLUENT读取了网格文件之后,控制面板上将会显示转换进程的信息.FLUENT会报告已经读取了13852个六面体计算单元和一些有着不同zone identifiers边界面.2.检查网格Grid-Check…Grid CheckGrid CheckDomain Extents:x-coordinate: min m -8.000000e+000, m 8.000000e+000 y-coordinate: min m -9.134633e+000, m 8.000000e+000 z-coordinate: min m 0.000000e+000, m 2.000000e+000Volume statistics:minimum volume m3: 5.098261e-004 imum volume m3: 2.330738e-002total volume m3: 1.607154e+002 Face area statistics:minimum face area m2: 4.865882e-003 imum face area m2: 1.017924e-001 Checking number of nodes per cell. Checking number of faces per cell. Checking thread pointers.Checking number of cells per face. Checking face cells.Checking bridge faces.Checking right-handed cells. Checking face handedness.Checking face node order.Checking element type consistency. Checking boundary types:Checking face pairs.Checking periodic boundaries. Checking node count.Checking nosolve cell count.Checking nosolve face count.Checking face children.Checking cell children.Checking storage.Done.Note: The minimum andNote:在不同的平台上运行时,最大值imum和最小值minimum可能有些不同.网格检查的结果以国际单位制中的米来表示最大的和最小的x与y的值,以及一些其他的网格特征检查的结果.如果网格出错,将会在此时给出错误的信息errors.特别要说明的是,网格的最小体积一定要大于零,否则fluent不能开始计算.因为本例中图形采用英尺作为单位,下一步,您需要改变网格的比例尺来使用英尺作为单位.3.网格比例尺Grid-Scale…a在单位转换Unit Conversion的窗口中网格创建于Grid Was Created In选项的下拉菜单中选择英尺这一项.先点击向下的箭头按钮,然后点击in选项.b单击Scale按钮来转换网格的单位.Scale按钮只要点击一次就可以了区域宽度的值是以国际单位制中的米作为单位的.c点击change length unit按钮,将英尺作为本计算中的长度单位.d确定您的区域尺寸像上图的面板中显示的一样.e点击Close按钮关闭单位转换面板.现在网格的设置正确了,而且计算过程中使用的长度单位也变成了英尺.Note:因为本例中除了长度以外使用的都是国际单位制,所以本问题中其他的方面就不需要更改单位了.通过刚才的操作,您已经将长度单位改成了英尺,如果您想用其他的长度单位,比如说milimetres,您需要在Define选项的下拉菜单中打开set unit面板,进行相应的修改.4.显示网格图1.2Display-Grid…a保留Surfaces选项单里的缺省选项,除了default-interior 这一项.Note:如果一个选项被选择了那么它会用高光表示,如果没有选择就没有高光,你可以单击来选择这些选项.b单击Display,打开图形显示窗口显示网格.c关闭Grid Display面板.另外:在图形显示窗口中,你可以用右键点击网格的某处来获取网格的信息,网格的信息会在Fluent控制窗口中显示出来,包括这个区域的名字.这个特点在当你有很多有相同类型的区域的时候十分有用,如果你想要快速的区分这些区域,你可以使用这个功能.转动视角拖动鼠标左键即可转动视角,当视角符合您的要求的时候,松开鼠标即可.改变视野用鼠标中键在任意处单击一下,图形会以此处为中点来显示.放大某部分显示按住鼠标的中键,向右拖动,向上向下都可以,在图形显示窗口中会出现一个白色的框,当你放开鼠标的时候,白色的框框住的部分会在窗口中全屏显示.缩小显示按住鼠标的中键,向左拖动,向上向下都可以,在图形显示窗口中会出现一个白色的框,当你放开鼠标的时候,图形缩小的程度与白色框的大小成反比.新的视图会以白色框的中心为中心.第二步:模型1.保留缺省的求解器设定Define-Models-Solver…a保留所有缺省设置.b点击OK关闭Solver面板.2.打开k-ε湍流模型Define-Models-Viscous…a在Model选单里选择k-epsilon选项,单击单选按钮或者单击文字就可以了,单击了以后,会在当选按钮中出现一个黑点.然后Viscous Model面板会展开来.b在k-epsilon Model选单中选择Realizable.c单击OK关闭Viscous Model面板.3.启动能量方程以计算传热Define-Models-energy…a单击复选框或者文本来选择Energy Equation选项.Note:当选项被选择了之后复选框中会有一个勾,如果没有就是没有选择.b单击OK关闭Energy面板.第三步:材料1.创建一种新材料叫做water.Define-Materials…a双击Name下面的输入框用鼠标来输入water作为材料名称.b按照下表在Properties属性框中输入下列数据:c单击Change/Create.一个question对话框出现了,询问你是否要覆盖空气的属性,单击No,则新材料water会被添加到材料表中去了,原来的那个选单中只有air一种材料.另外:你也可以从材料库中复制water-liquid[h2o]的物理性质单击Fluent Database…按钮就可以打开材料库了.如果材料库中的物质的物理性质跟你计算要用到的不一样,你可以在Preperties 的选框中更改它们,然后点击Change/Creat按钮来更新你的当地复制数据数据库的原始数据是不会被改变的.d打开Fluent Fluid Materials的下拉菜单确定有两种定义了的材料了.e关闭Materials面板.第四步:边界条件define-boundary conditions…1.为流体设定边界条件fluid.a在Zone选单中选择fluid选项.b单击Set…来打开Fluid面板.i.从Material Name的下拉菜单中选择water.ii.单击OK关闭Fluid面板.你刚才的操作指定了water作为本次仿真中的工作流体.2.为冷液体入口设定边界条件velocity-inlet-5提示:如果你不确定是哪个入口区域对应冷流体入口,那么你可以按照上一步说到的打开网格显示图用鼠标右键来显示这部分的特征.不光这部分区域的信息会被显示在FLUENT控制窗口中,而且会在Boundary Conditions面板中被选中.a在Zone选单中选择velocity-inlet-5.b单击Set…来打开Velocity Inlet面板.i.在Velocity Specification Method的下拉菜单中选择Components选项.Velocity Inlet面板会展开来.ii.在X-Velociyt中输入0.4m/s.iii.保留Y-Velociy和Z-Velocity的缺省值0m/s.iv.在Specification Method的下拉菜单中选择Intensity an Hydraulic Diameter湍流强度和水力直径选项.v.在Turbulent Intensity湍流强度中输入5%.vi在Hydraulic Diameter水力直径中输入4英尺.水力直径Dh的定义如下Dh上式中A是横截面积,Pw是湿周.vii.单击Thermal标签.viii.在Temperature温度栏中输入293.15Kix.单击OK关闭Velocity Inlet面板.3.用下表中的数据来设定热流体入口的边界条件:4.为出口pressure-outlet-7设定边界条件如下图中所示.Note:FLUENT只有在流体流出了出口,才会在计算区域计算回流条件.因为回流有可能在解方程的程序中出现,你需要设定合理的回流条件以防影响到计算的收敛.5.对于管壁wall保留缺省的Thermal标签中的Heat Flux的值0w/m2.6.关闭Boundary Conditions面板.第五步:求解1.初始化流场,在边界条件设定中采用冷流体入口velocity-inlet-5作为初始点.Solve-Initialize-Initialize…a从Compute From的下拉菜单中选择velocity-inlet-5.b在Initial Values选框中输入1.2m/s作为y轴的速度Y Velocity.Note: While an initial X Velocity is an appropriate guess for the horizontalsection, the addition of a Y Velocity component will give rise to a betterinitial guess throughout the entire elbow.c单击Init关闭Solution Initialization方程初始化面板.2.在计算过程中显示残差示意图.Solve-Monitors-Residual…a在Options选框中选择Plot.b如上图所示在Absolute Criteria of continuity绝对标准的连续性一栏中填入1e-05.c单击OK关闭Residual Monitors残差控制面板.Note:缺省状况下,作为FLUENT的一种判定方程收敛性的方法,所有的变量都会被监控和检查.虽然残差对于判定是否收敛很重要,但是一种更加可信的方法是定义表面监控.你将在下一步进行这一项工作.3.在出口处定义一个表面监控pressure-outlet-7.Solve-Monitors-Sur face…a单击向上的箭头的按钮把Surface Monitors设定为1.b启动monitor-1的Plot和Write选项.c把monitor-1的Every值设定为3.这一项操作是指示FLUENT在解方程过程中每三次迭代过后就更新表面监控的图形和将数据写入到文件中去.d单击Define按钮打开Define Surface Monitor面板.i.在Report Type的下拉菜单中选择Mass-Weighted Average 选项.ii. File Name一栏中保留monitor-1.out作为文件名称.iii.从 Report的下拉菜单中选择Temperature和Static Temperature.iv. 从Surfaces选单中选择pressure-outlet-7v.单击OK关闭Define Surface Monitor面板.e单击OK关闭Surface Monitors面板.4.保存算例文件elbow1.cas.gz.File-Write-Case…a可选步骤显示你想要将文件保存的目标文件夹.缺省设置中,文件会被保存在你读取elbow.msh的那个文件夹中比如说introduction文件夹.你可以改变储存路径或者新建一个文件夹来放置此文件.b在Case File中输入elbow1.cas.gz.在文件名后面加上.gz的后缀是指示FLUENT将这个文件用压缩格式保存.你不需要在文件的扩展名中写.cas比如说,如果你写的文件名是elbow1.gz,FLUENT会自动的把它保存成elbow1.cas.gz..gz这个后缀也可以用来保存数据文件为压缩格式.c确定Write Binary Files选项是选择了的,这样文件就可以保存为二进制的了.d单击OK关闭Select File对话框.Note:如果你在Select File对话框中还是使用的缺省的introduction文件夹,一个警告对话框会出现,提示你elbow1.cas.gz文件已经存在了.因为你在这个教程中所有的需要保存的文件在introduction文件夹中都是存在的,而且可以被覆盖,单击OK关掉警告对话框.5.开始计算,迭代150次.Solve-Iterate…a 在Number of Iterations迭代的次数一栏中输入150.b单击Iterate.Note:当开始计算以后,同样也开始了以在Surface Monitors面板中设定的频率来保存表面控制数据了.如果你在你的工作文件夹中出现了与你在Define Surface Monitor面板中设定的文件名同名的文件,一个Question问题对话框就会出现,询问你是否要将产生的新数据添加到已经存在的文件中去,单击NO关闭Question对话框,然后单击OK关掉警告对话框,这样FLUENT会将产生的产生的数据文件覆盖已经存在文件.当计算进行时,残差控制图会在一个图形窗口显示出来图1.3.还有一个图形窗口会显示收敛过程中的温度的加权平均值图1.4.计算会在迭代了大约140步之后达到收敛.Note:使用的平台不同,收敛所需要的次数是不一样的.而且,不同的电脑残差的值也不一样,你的电脑上出现的图像可能跟本文中的图不是完全一样的.c当计算结束了以后,关闭Iterate面板.6.检查收敛的图像图1.3和图1.4.Note:判断收敛并没有统一的标准,残差的定义对于一类的问题可能是很有用的,但对于其他种类的问题,残差反而可能会误导你.因此不光检查残差水平并且也参照相关的综合指标、质量能量平衡是判断计算收敛的一个好方法.当我们要判断计算是否收敛,有如下三个指标:残差已经下降到足够的程度了.如果每一个变量的Convergence Criterion收敛准则都达到了,那么计算就收敛了.缺省设置中,收敛准则是每一个变量的残差必须小于10-3,除了能量的残差,这一项的缺省设置是10-6.解不再随着迭代次数的增加而变化有的时候残差并不能降到你设定的值以下,但是在迭代过程中检测具有代表性的流动变量可能会发现残差已经达到一个稳定的状态,并且不会随着迭代的次数增加而改变了,这一情况也可以被视为已经收敛了.总的质量、动量、能量和数量已经达到平衡状态你可以在Flux Reports面板中检查总的质量、动量、能量和数量的平衡.计算达到收敛后,整个区域的净流量的不平衡率必须小于0.2%.下一步中,你就会学会如何从质量平衡来判断计算是否收敛.7.检查收敛的质量流量报告Report-Fluxes…a 从Boundaries的选单中选取pressure-outlet-7, velocity-inlet-5和 velocity-inlet-6.b单击 Compute.入口的流量应该跟出口的流量十分的接近,它们之间的差异会在右下角的区域以kg/s表示出来,在控制面板中也有.你可以看到,不平衡率显然要小于上文中提到的标准0.2%.c关闭Flux Reports面板.8.保存数据文件elbow1.dat.gz.File-Write-Data…在教程接下来的步骤里面,你要使用不同的前缀保存额外的算例和数据文件.第六步:展示初步解决方案1.在对称平面上展示填充了的等速度面图1.5Display-Contours…a 在Options组框里启动Filled选项.b确定Options组框里Node Values是已经启动了的.c在Contours of的下来选单中选择Velocity 和Velocity Magnitude.d在Surfaces选单中选择symmetry选项.e单击Display剖面图就会出现在图形窗口中了.另外:你在展示区域中的任一点用鼠标右击一下,这一点相应的等高线的值会在FLUENT面板中显示.2.在对称平面上展示填充了的等温面图1.5Display-Contours…a在Contours of的下拉菜单中选择Temperature和Static Temperature.b 单击Display 关闭 Contours 面板.3. 在对称平面上展示速度矢量图图1.7和图1.8Display-Vectors…a从Surfaces选单中选择symmetry.b单击Display来展示速度矢量图 Note:在Options组框中Auto Scale选项是缺省设置的,这个有时会造成矢量在大部分区域太大或者太小.c在Scale一栏中填4来增加矢量的大小.d把Skip设定为2来让矢量更适合观看.e再一次单击Display图1.7f缩放显示的矢量图.按住鼠标中键,向右边拖动向上向下都可以,屏幕中会出现一个白框,确定白框中的东西是你想要放大看得,松开鼠标,白框中的图像就被放大显示了图1.8.g缩放回到原来的视图中.按住鼠标中键向左拖动,向上向下都可以,一个白色的框就会出现在屏幕上,确定这个框的大小和你刚才放大图像的框的大小是一样的,然后松开鼠标就可以了.图像又会像图1.7那样显示了.如果在图形窗口中没有显示,你可以在靠近图形窗口的中键某处点击一下鼠标中键,然后图像就会以那一点为中心显示出来了.或者你可以在Views面板中选择初始的视图.在Views选单中选择front然后单击Apply就可以了,如下图所示.Display-Views…h关闭Vectors面板.4.在出口的中心线上创建一个线表面.不知道怎么翻译,这个面的作用是,展示出口中心线上的温度随着坐标的变化.Surface-Iso-Surfacea在Surface of Constant的下拉菜单中选择Grid 和Z-Coordinateb点击Compute.值的最大和最小值会在z方向上以最大和最小区域来显示.c在Iso-Values一栏中保存缺省设置的0英尺.d在From Surface选单中选择pressure-outlet-7一项.e在New Surface Name中输入z0 outlet.f单击Create.在line surface z0 outlet创建好了以后,一个新的New Surface Name输入给你准备好了,以备你要生成新的面.g关闭Iso-Surface面板.5.展示并保存初计算后一个在XY面上的通过出口中心线的温度剖面图.Plot-XY Plot…a在Y Axis Function的下拉菜单中选择Temperature 和Static Temperatureb在Surfaces选单中选择z0 outletc单击Plotd在Options组框中启动Write to File那么原来标记着Plot的按钮会变成Writee单击Write打开Select File对话框.i.输入outlet temp1.xy作为XY File.ii.单击OK保存温度数据,然后关闭Select File对话框f关闭Solution XY Plot面板6.为热能头方程定义一个用户自定义方程就是原来display 不能展示的,自定义一个方程让它来展示Define-Custom Field Functions…a从Field Functions的下拉菜单中选择Density 和Density,然后单击Select按钮,来讲density添加到Definition区域.b单击X按钮,将乘法符号添加到Definition区域.c从Field Functions的下拉菜单中选择Velocity 和Velocity Magnitude,然后单击Select按钮将|V|添加到Definition 定义区域.d单击y^x 表示这个量的几次方,输入2e单击/按钮,将除号添加到Definition区域,然后点击2.f输入dynamic-head作为New Function Name新功能的名字.g单击Define关闭Custom Field Function Calculator面板.7.展示填充了的用户自定义量的等高线图图1.10Display-Contours…a从Contours of的下拉菜单中选择Custom Field Functions 和dynamic-head.提示:Custom Field Functions在Contours of下拉菜单的顶部的上层,当你打开下拉菜单之后,点击右边的滚动条的向上的箭头来将菜单向上滚动.b要确定Surfaces选单中的symmetry选项是已经选中了的.c单击Display关闭Contours面板.Note:如果你上一步缩放完了没有回到全屏视野的话,这一步你可能需要缩放.8.保存算例和数据文件来保存用户自定义功能的设置elbow1.cas.gz and elbow1.dat.gz.File-Write-Case & Dataa确认你是将elbow1.cas.gz输入作为Case/Data File文件名 Note:如果你同时保存算例和数据文件,那么不论你文件的扩展名是.cas或.dat,两种文件都会被保存的.b单击OK关闭Select File对话框.第七步:启动二阶离散本教程中的前一部分解方程用的是一阶离散.这个结果是很扩散的,混合超过了预测,可以在温度和速度的分布图中看出.现在你需要使用二阶离散来使结果更加的精确.为了使用二阶离散,你需要在方程的梯度选项中将以单元为基础的改成以节点为基础的来优化能量的收敛.1.改变求解的设置Define-Models-Solver…a在Gradient Option的选单中选择Green-Gauss Node Based Note:这个选项在非结构性网格的计算上比以单元为基础的计算方法更好,它可以提供更好的能量收敛.b单击OK关闭Solver面板.2.使用二阶计划计算所列出的方程Solve-Controls-Solution…a在Under-Relaxation Factors组框中保留缺省的值.b从Discretization组框中的Pressure的下拉菜单中选择Second Orderc从Momentum, Turbulent Kinetic Energy,Turbulent Dissipation Rate和 Energy的下拉菜单中选择Second Order Upwind d单击OK关闭Solution Controls面板.3.请求150的迭代来继续计算Solve-IAterate…另外:如果你要保存这一次的表面监控的收敛历史的迭代作为一个输出文件的话,你要事先在Define Surface Monitor里边把文件名改成monitor-2.out来继续计算.a确认迭代的次数Number of Iterations是150次.b单击Iterate然后当计算结束后关闭Iterate面板解会在第二次的迭代中在大约57步的时候达到收敛图1.11,收敛历史如图1.12.Note:当你改变了求解的参数的时候,残差是会有突变的.4.为二阶离散的求解保存算例和数据文件elbow2.cas.gz 和elbow2.dat.gz.File-Write-Case & Dataa 输入elbow2.gz作为 Case/Data File的名字.b 单击OK关闭Select File 对话框.文件elbow2.cas.gz和elbow2.dat.gz会在你的文件夹中被保存.5.检查修正后的等温面图1.13Display-Contours…a确定在Options组框中Filled是选中了的.b从Contours of的下拉菜单中选择Temperature 和Static Temperature.c确认Surfaces选单中symmetry是选中了的.d单击Display关闭Contours面板.图1.13显示,在弯头的外壁侧,温流体的热量传递要更加快一点.比较图1.13和图1.6来看一看二阶离散的效果.6. 展示并保存二阶计算后一个在XY面上的通过出口中心线的温度剖面图图1.14.Plot-XY Plot…。
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第一章 流体力学基础
1.1 概述 1.2 流体静力学及其应用 1.3 流体流动的基本方程 1.4 管路计算 1.5 边界层及边界层方程 1.6 湍流 1.7 流速、流量测量
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西 安 交 • 1 连续介质模型 大 流体是由分子或原子所组成，分子或原子无时无刻 化 不在作无规则的热运动。假定流体是由无数内部紧密 工 相连、彼此间没有间隙的流体质点（或微团）所组成 原 的连续介质。 理 电 质点：由大量分子构成的微团，其尺寸远小于设备 子 尺寸、远大于分子自由程。 课 件
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1.2.1静止流体所受的力
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西 安 交 （2）压力的两种表征方法 大 绝对压力 以绝对真空为基准测得的压力。 化 工 表压或真空度 以大气压为基准测得的压力。 原 理 表压 绝压 当地大气压 电 子 真空度 当地大气压 绝压 课 件
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1.2.1静止流体所受的力
静力学原理在压力和压力差测量 上的应用
pa
• 1．压力计
（1）单管压力计 或表压
p1 p a gR
p1 p a gR p1
A .. 1•
R
式中pa为当地大气压。 图 1-5 单管压力计只能用来测量高于 大气压的液体压力，不能测气体压力。
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单管压力计
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1.2 流体静力学及其应用
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西 安 交 • 静止流体所受的外力有质量力和压应力两种,流体垂直 大 作用于单位面积上的力，称为流体的静压强，习惯上 又称为压力。 化 工 （1）压力单位 在国际单位制（ SI 制）中，压力的单位为 N/m2，称 原 为帕斯卡（ Pa），帕斯卡与其它压力单位之间的换算 理 关系为： 电 1atm（标准大气压）=1.033at（工程大气压） =1.013105Pa 子 =760mmHg 课 =10.33mH2O 件
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1.1 概述
• 3 作用在流体上的力
作用在流体上的所有外力F可以分为S
质量力：质量力又称体积力，是指作用在所考察对象 的每一个质点上的力，属于非接触性的力，例如重力、 离心力等。
也将发生相应的变化。即压力可传递，这就是巴斯噶定理； （4）若记， 称为广义压力，代表单位体积静止流体的总势能（即 静压能p与位能gz之和），静止流体中各处的总势能均相等。因 此，位置越高的流体，其位能越大，而静压能则越小。 返回 主题
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1.2.3
τy yx i yy j yz k
xx xy M yz zy zz xz zx
o y x
图 1-2
任一点所受到的应力
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西 安 交 大 • 1.2.1 静止流体所受的力 化 工 • 1.2.2 流体静力学基本方程 原 理 电 • 1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量上的应用 子 课 件
F g xi g y j g z k
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1.1 概述
• 3 作用在流体上的力
表面力：表面力是指作用在所考察对象表面上的力。
任一面所受到的应力均可分解为一 个法向应力（垂直于作用面，记为 ii）和两个切向应力（又称为剪应 力 ， 平 行 于 作 用 面 ， 记 为 ij， ij），例如图中与 z 轴垂直的面上 受到的应力为zz（法向）、zx和zy （切向），它们的矢量和为：
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西 安 交 大 • 对连续、均质且不可压缩流体， =常数， 化 gz p 常数 工 • 对于静止流体中任意两点1和2，则有： 原 p2 p1 g ( z1 z 2 ) 理 电 两边同除以g p2 p1 子 z1 z 2 课 g g 件
1.2.2 流体静力学基本方程
1.2.3
静力学原理在压力和压力差测量 上的应用
A 1 h R pa
• 1．压力计
（2）U形压力计
设U形管中指示液液面高度差为R，指示液 密度为0，被测流体密度为，则由静力学 方程可得：
p1 p 2 gh p 2 p3 p3 p a 0 gR
2
3
将以上三式合并得：
0
p1 p a 0 gR gh
图 1-6
U 形压力计
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西 1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量 安 上的应用 交 大 若容器 A 内为气体，则 gh 项很小可忽略，于是 ： 化 工 1 a 0 原 理 显然，U形压力计既可用来测量气体压力，又 电 可用来测量液体压力，而且被测流体的压力比 子 大气压大或小均可。 课 件
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1.1 概述
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1.1 概述
• 2 流体的压缩性
流体体积随压力变化而改变的性质称为压缩 性。实际流体都是可压缩的。 液体的压缩性很 小，在大多数场合下都视为不可压缩，而气体 压缩性比液体大得多，一般应视为可压缩，但 如果压力变化很小，温度变化也很小，则可近 似认为气体也是不可压缩的。
——静力学基本方程
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1.2.2 流体静力学基本方程
• 讨论
（1）适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体； （2）在静止的、连续的同种流体内，处于同一水平面上各点的压力 处处相等。压力相等的面称为等压面；
（3）压力具有传递性：液面上方压力变化时，液体内部各点的压力
τ z zx i zy j zz k
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1.1 概述
• 3 作用在流体上的力
类似地，与x轴、y轴相垂直的面（参见图1-2）上受到 的应力分别为：
τ x xxi xy j xz k
z yx yy