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《ANSYS 14.5热流固耦合实战指南》可作为土木、建筑、水利、石油、储运、机械、自动化、过程装备等领域研究人员、教师、研究生和高年级本/专科生的学习指南,也可作为ANSYS 14.5自学者学习热流固耦合仿真技术的教学参考书,还可作为高等教育、培训机构开展耦合数值仿真教育的培训教材。
第1章 耦合分析基础
1.1 耦合基本方程
1.1.1 流体控制方程
1.1.2 固体控制方程
1.1.3 传热控制方程
1.1.4 耦合控制方程
1.2 ANSYS热流固耦合的实现
1.2.1 操作界面
1.2.2 单向耦合
1.2.3 双向耦合
1.3 小结
第2章 FLUENT动网格基础
2.1 动网格基础
2.1.1 动网格术语的定义
2.1.2 守恒型动网格流场计算方程
2.1.3 动网格模型的兼容性
2.2 体网格再生方法
2.2.1 铺层法简介
2.2.2 铺层法网格控制参数
2.2.3 弹性光顺法简介
2.2.4 弹性光顺法控制参数
2.2.5 局部重构法简介
2.2.6 局部重构法网格控制参数
2.2.7 动网格运动区域控制参数
2.3 小结
第3章 基于动网格铺层法的耦合分析实例
3.1 活塞运动模拟
3.1.1 案例简介与思路分析
3.1.2 几何建模
3.1.3 网格划分
3.1.4 FLUENT中的求解设置
3.1.5 结果后处理与分析
3.2 传送带传热模拟
3.2.1 案例简介与思路分析
3.2.2 几何建模
3.2.3 网格划分
3.2.4 FLUENT中的求解设置
3.2.5 结果后处理与分析
3.3 小结
第4章 基于动网格弹性光顺法的耦合分析实例
4.1 止回阀模拟
4.1.1 案例简介与思路分析
4.1.2 几何建模
4.1.3 网格划分
4.1.4 FLUENT中的求解设置
4.1.5 结果后处理与分析
4.2 活塞运动模拟
4.2.1 案例简介与思路分析
4.2.2 几何建模
4.2.3 网格划分
4.2.4 FLUENT中的求解设置
4.2.5 结果后处理与分析
4.3 小结
第5章 基于动网格局部重构法的耦合分析实例
5.1 子弹入水过程模拟
5.1.1 案例简介与思路分析
5.1.2 几何建模
5.1.3 网格划分
5.1.4 FLUENT中的求解设置
5.1.5 结果后处理与分析
5.2 齿轮泵内流场模拟
5.2.1 案例简介与思路分析
5.2.2 几何建模
5.2.3 网格划分
5.2.4 FLUENT中的求解设置
5.2.5 结果后处理与分析
5.3 子弹弹膛内运动模拟
5.3.1 案例简介与思路分析
5.3.2 几何建模
5.3.3 网格划分
5.3.4 FLUENT中的求解设置
5.3.5 结果后处理与分析
5.4 偏心旋转钻杆周围流场模拟
5.4.1 案例简介与思路分析
5.4.2 几何建模
5.4.3 网格划分
5.4.4 FLUENT中的求解设置
5.4.5 结果后处理与分析
5.5 小结
第6章 T型管稳态热固耦合计算
6.1 案例简介与思路分析
6.2 几何建模
6.3 流场网格划分
6.4 FLUENT中的求解设置
6.5 流场分析后处理
6.6 结构网格划分
6.7 结构加载与求解
6.8 结构分析后处理
6.9 小结
第7章 玻璃奶瓶的热固耦合计算
7.1 案例简介与思路分析
7.2 几何建模
7.3 网格划分
7.4 FLUENT中的求解设置
7.5 结果分析
7.6 小结
第8章 风吹树摆的流固耦合计算
8.1 案例简介与思路分析
8.2 几何建模
8.3 流场网格划分
8.4 FLUENT中的求解设置
8.5 流场分析后处理
8.6 结构网格划分
8.7 结构加载与求解
8.8 结构分析后处理
8.9 小结
第9章 测速毕托管的流固耦合计算
9.1 案例简介与思路分析
9.2 几何建模
9.3 流场网格划分
9.4 FLUENT中的求解设置
9.5 流场分析后处理
9.6 结构网格划分
9.7 结构加载与求解
9.8 结构分析后处理
9.9 小结
第10章 水流冲击桥墩的流固耦合计算
10.1 案例简介与思路分析
10.2 几何建模
10.3 流场网格划分
10.4 FLUENT中的求解设置
10.5 流场分析后处理
10.6 结构网格划分
10.7 结构加载与求解
10.8 结构分析后处理
10.9 小结
第11章 射流冲击平板的流固耦合计算
11.1 案例简介与思路分析
11.2 几何建模
11.3 流场网格划分
11.4 FLUENT中的求解设置
11.5 流场分析后处理
11.6 结构网格划分
11.7 一端固定时结构加载与求解
11.8 一端固定时结构分析后处理
11.9 两端固定时结构加载与求解
11.10 两端固定时结构分析后处理
11.11 小结
第12章 输油弯管的流固耦合计算
12.1 案例简介与思路分析
12.2 几何建模
12.3 流场网格划分
12.4 FLUENT中的求解设置
12.5 流场分析后处理
12.6 结构网格划分
12.7 结构加载与求解
12.8 结构分析后处理
12.9 小结
……
第13章 针形阀的流固耦合计算
第14章 盲通管的流固耦合计算
第15章 血管的流固耦合计算
第16章 换热管的热流固耦合计算
第17章 海底管道的双向流固耦合计算
参考文献2100433B
《大设计》无所不在。在会议室和战场上;在工厂车间中也在超市货架上;在自家的汽车和厨房中;在广告牌和食品包装上;甚至还出现在电影道具和电脑图标中。然而,设计却并非只是我们日常生活环境中的一种常见现象,它...
本书分为上篇“平面构成”和下篇“色彩构成”两个部分,每一部分的最后章节选编了一些本校历年来学生的优秀作品作为参考,图文并茂、深入浅出。此外,本书最后部分附有构成运用范例及题型练习,可供自考学生参考。本...
本书从招贴的起源、发展到现代招贴设计的运用,阐述了招贴的分类、功能及设计形式等基本知识。全书以图文并茂的形式讲述了如何将理论知识运用到实际的招贴设计中。全文内容基础,表述深度恰当,以简单的理论知识引领...
郑州市房地产开发流程实战指南
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《摄影测量学》内容简介
<正>本书主编王双亭,河南理工大学教授,毕业于解放军测绘学院航空摄影测量专业,主要从事数字摄影测量和遥感信息提取方面的教学与研究工作。本书系统地介绍了摄影测量的基本原理、技术和最新成果。全书共分为六章:第一章介绍摄影测量的基本概念、发展过程及所面临的问题;第二章介绍了摄影像片的获取原理与技术;第三章介绍了中心
前言
第1章 流固耦合分析基础
1.1 流固耦合基础
1.1.1 认识流固耦合分析的重要性
1.1.2 流体控制方程
1.1.3 固体控制方程
1.1.4 流固耦合方程
1.2 ANSYS流固耦合分析
1.2.1 单向流固耦合分析
1.2.2 双向流固耦合分析
1.2.3 耦合面的数据传递
1.2.4 网格映射和数据交换类型
1.3 ANSYS流固耦合分析的基本步骤
1.3.1 CFx MechanicalAPDL单向耦合基本设置
1.3.2 FLLJENT ANSYS单向耦合基本设置
第2章 单向流固耦合分析
2.1 单向流固耦合分析基础
2.2 三通管的热强度计算
2.2.1 问题描述
2.2.2 ICEMCFD划分三通管流场网格
2.2.3 利用CFX求解三通管流场
2.2.4 利用Workbench进行三通管热强度分析
2.3 风力发电叶片及支架整体分析
2.3.1 问题描述
2.3.2 几何模型处理
2.3.3 流场网格划分
2.3.4 流体分析设置
2.3.5 开始流体计算
2.3.6 流体计算过程中的参数监控和修改
2.3.7 查看流体计算结果
2.3.8 结构分析的模型处理
2.3.9 结构网格划分
2.3.10 加载与求解
2.4 轴流叶片的应力分析
2.4.1 问题描述
2.4.2 创建分析项目
2.4.3 BladeGen中叶片的设计
2.4.4 TurboGrid结构网格划分
2.4.5 流体分析设置
2.4.6 流体计算和结果查看
2.4.7 StaticStructural(ANSYS)结构分析
2.5 燃烧室流场计算及热变形分析
2.5.1 问题描述
2.5.2 ICEMCFD划分燃烧流场网格
2.5.3 利用FLUENT求解燃烧流场
2.5.4 NOx排放量预测
2.5.5 Workbench进行结构分析
2.6 水流冲击平板分析
2.6.1 问题描述
2.6.2 创建分析项目
2.6.3 建立几何模型
2.6.4 流体分析
2.6.5 结构分析
2.7 泥浆搅拌器预应力下的模态分析
2.7.1 问题描述
2.7.2 创建分析项目
2.7.3 Fluent流场分析
2.7.4 结构分析
2.8 本章小结
第3章 ANSYS双向流固耦合分析
3.1 双向流固耦合分析基础
3.2 血管和血管壁耦合分析
3.2.1 问题描述
3.2.2 创建分析项目
3.2.3 结构分析设置
3.2.4 流场模型处理
3.2.5 流体分析设置
3.2.6 求解计算和结果监视
3.2.7 查看流体计算结果
3.2.8 查看结构计算结果
3.2.9 创建动画文件
3.3 泥浆冲击立柱分析
3.3.1 问题描述
3.3.2 创建分析项目
3.3.3 添加新材料(concrete)
3.3.4 建立模型
3.3.5 结构分析设置
3.3.6 流场模型处理
3.3.7 流场网格划分
3.3.8 流体分析设置
3.3.9 求解和计算结果
3.4 飞机副翼转动耦合分析
3.4.1 问题描述
3.4.2 创建分析项目
3.4.3 选用新材料(AluminumAlloy)
3.4.4 导入模型
3.4.5 结构分析设置
3.4.6 流场模型处理
3.4.7 流场网格划分
3.4.8 流体分析设置
3.4.9 求解和计算结果
3.5 圆柱绕流耦合振动分析
3.5.1 问题描述
3.5.2 IcEMcFD划分流场网格
3.5.3 无耦合的圆柱绕流分析
3.5.4 流固耦合圆柱绕流分析
3.6 水润滑橡胶轴承分析
3.6.1 问题描述
3.6.2 利用IcEM划分水膜网格
3.6.3 利用Workbench完成结构设置
3.6.4 流体分析设置
3.6.5 开始计算及计算结果监测
3.6.6 查看水膜流场结果
3.7 本章小结
第4章 ANSYS动网格技术应用
4.1 动网格分析基础
4.2 大变形网格重构功能分析
4.2.1 问题描述
4.2.2 网格划分和脚本录制
4.2.3 流体分析设置
4.2.4 求解和计算结果
4.3 FLuENTRemesh6 DOF分析
4 3.1 问题描述
4.3.2 FLUENT6 DOFUDF的编译
4.3.3 FLUENT查看流场结果
4.3.4 利用Tecplot进行流场后处理
4.4 本章小结
第5章 ANSYS流固耦合工程实例
5.1 某型号离心泵分析
5.2 问题描述
5.2.1 网格划分
5.2.2 流体分析设置
5.2.3 结构分析设置
5.3 泄压阀动态特性分析
5.3.1 问题描述
5.3.2 创建CFX分析项目
5.3.3 流体分析设置
5.3.4 求解计算和结果监视
5.4 止回阀动态分析
5.4.1 问题描述
5.4.2 FLUENTDEFINECGMotionUDF的编译
5.4.3 止回阀动网格的编译
5.4.4 压力进口uDF编写
5.4.5 FLLJENT止回阀流场求解设置
5.4.6 流场后处理
5.5 滑动轴承玻璃轴瓦强度分析-
5.5.1 问题描述
5.5.2 FLUENT分析滑动轴承油膜流场
5.5.3 油膜流场结果后处理
5.5.4 流场与结构分析耦合
5.5.5 结构分析设置
5.5.6 结构求解及结果分析
5.6 本章小结
参考文献 2100433B
贴近工程实际——本书的实例多从实际工程、科研项目中提炼出来,具有很强的参考价值,其中包括热应力、水压、旋转域turbo建模、周期边界、燃烧、热应力、血管壁耦合、模态分析、流体冲击、自由页面、结构振动、活动域、大变形Remesh、FLUENT Remesh 6 DOF等方面的技术或问题。不涉及系统理论以及具体算法的介绍,而是从实际应用角度出发,通过大量的原创性分析实例,向读者细致地讲解流固耦合分析。全书共分5章,从基础开始讲解,层层深入到ANSYS单向流固耦合分析、双向流固耦合分析,以及动网格和网格重构技术。为了让读者能够更好地理解ANSYS流固耦合分析的工程应用,本书还详细讲解了4个工程实例。
流固耦合传热计算 的关键是实现流体与固体边界上的热量传递。由能量守恒可知 ,在流固耦合的交界面 ,固体传出的热量应等于流体吸收的热量,因此 ,流固边界面上的热量传递过程可表示为
在求解流固耦合的瞬态温度场时,流体区域可按准稳态流场处理,即不考虑流场的动量和湍方程,则其控制方程式
固体区域控制方程以其基本导热方程表示为
流固交界面上不考虑发生的辐射、烧蚀相变等过程,则流固交界面上满足能量连续性条件,即温度和热流密度相等。具体控制方程式为
上述构成了流固耦合瞬态温度场控制方程,可以使用分区瞬态紧耦合算法进行求解。即在每个[t,t Δt]时间步长内,完成如下计算步骤:
1) 假定耦合边界上的温度分布,作为流体区域的边界条件。
2) 对其中流体区域进行稳态求解,得出耦合边界上的局部热流密度和温度梯度,作为固体区域的边界条件。
3) 求解固体区域,得出耦合边界上新的温度分布,作为流体区域的边界条件。
4) 重复 2) 、3) 两步计算,直到收敛。