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[图书] 《ANSYS Fluent数值计算方法研究》- 正版书

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发表于 2023-6-16 23:37:23 | 字数: 2,223 | 倒序浏览
ANSYS Fluent数值计算方法研究》


一、内容简介:

本书首先介绍ANSYS Fluent数值计算方法的基本步骤外,其次结合作者科研心得,通过使用结构化网格得到更准确的计算结果,再次通过作者自编UDF程序嵌入软件计算,使计算工况更符合实际工程环境,有的实例通过风洞实验、现场实测来检验,发现这些计算方法得出的计算结果是可靠的,说明这些计算方法是正确的,可以类推到类似工程。有限元分析方法在机械、土木等专业有广泛应用,本书既可作为机械、土木等专业的本科生、硕士研究生有限元教学的参考书,又可作为工程师利用ANSYS Fluent软件进行工程技术相关计算的指导书。随着时代的发展以及使用需求的多元化,现代结构的形状和布置形式越发复杂,其周围流场也越发变化多端。在流体力学发展的早期,理论工作者在研究流体流动规律的基础上建立了各类型主控方程,提出了各种简化流动模型,给出了一系列解析解和计算方法。这些研究成果推动了流体力学的发展,奠定了今天计算流体力学的基础,很多方法仍是目前解决实际问题时常采用的方法。然而,仅采用这些方法研究较复杂的非线性流动现象是不够的,计算流体力学就是为了弥补这一不足发展起来的一门学科,它以计算机为工具,应用各种离散化的数学方法(有限差分法、有限元法、有限体积法)对流体力学的各类方程进行离散,给出流体运动区域内的离散解,而不是解析解。随着现代计算机技术和计算流体技术的飞速发展,应用数值风洞技术对结构周围的风场进行模拟已成为可能。数值风洞技术是利用计算流体动力学(CFD)方法在计算机上模拟结构周围风场的变化并求解结构表面风荷载的一种方法。数值风洞方法*早起源于航空工程领域对机翼绕流特性的研究,自20世纪80年代起逐渐进入风工程领域,*初主要用于对均匀流场中圆柱绕流的模拟。到80年代后期,为了研究紊流场中的钝体绕流问题,发展建立了多种湍流模型,如基于雷诺平均方程的RANS模型和基于空间过滤的LES模型等;利用这些湍流模型对二维和三维矩形断面钝体进行绕流数值分析,取得了与实验较一致的结果。于是有很多学者预言,数值风洞技术将在结构风工程的研究中发挥重要的作用,甚至可能取代风洞实验。本书对重要的工程项目(住宅小区、大跨度网壳、冷却塔、自立式钢烟囱、长扁圆形烟囱)的风荷载,用实验或现场实测的数据对数值模拟的正确性进行了验证。本书的第1章至第3章分别介绍了计算流体动力学(CFD)的基本原理、计算步骤、网格划分方法及后处理;第4章优化了货车外形设计,用数值分析方法比较了优化前后方案;第5章分析了住宅小区的流场,为建筑节能提供依据;第6章对大跨度网壳的风荷载进行了数值分析,并通过风洞实验验证了数值分析的正确性;第7章对冷却塔的风荷载进行了数值分析,并通过现场实测验证了数值分析的正确性,又在此基础上研究了冷却塔在荷载作用下的动力响应;第8章对自立式钢烟囱的风荷载进行了数值分析,并通过风洞实验数据验证了数值模拟的正确性,又在此基础上计算了自立式钢烟囱的体型系数,进行了烟囱整体的力学分析;第9章对长扁圆形烟囱的风荷载进行了数值分析,并通过气弹实验验证了数值分析的正确性,又在此基础上进行了长扁圆形烟囱整体的力学分析,还进行了优化分析。


二、课程目录:

第1章 CFD分析的基本原理1
1.1 CFD算法介绍1
1.2 基于有限体积法的控制方程离散3
1.3 基于SIMPLE算法的流场数值计算3
1.4 湍流模型4
第2章 ANSYS Fluent分析流程11
2.1 ANSYS Fluent软件介绍11
2.2 ANSYS Fluent分析的基本步骤12
第3章 结构化网格14
3.1 网格类型14
3.2 数据层次14
3.3 命令层次和菜单结构15
3.4 网格划分前的准备工作16
第4章 货车流场分析18
4.1 货车模型的建立18
4.2 流体计算域的确定19
4.3 模型网格的划分20
4.4 边界条件的确定20
4.5 数值结果的对比20
4.6 结论24
第5章 住宅小区流场分析25
5.1 引言25
5.2 数值建模25
5.3 计算结果与分析28
5.4 结论37
第6章 大跨度网壳流场分析39
6.1 物理模型实验39
6.2 数值计算47
6.3 数模计算与风洞实验、规范对比67
6.4 结论77
第7章 冷却塔流场分析79
7.1 工程概况79
7.2 冷却塔现场实测81
7.3 冷却塔风压数值分析172
7.4 冷却塔原型风振响应178
7.5 结论194
第8章 自立式钢烟囱流场分析195
8.1 工程概况195
8.2 四管自立式钢烟囱风荷载实验研究195
8.3 四管自立式钢烟囱风荷载数值分析206
8.4 数值模拟计算、物理模型实验对比227
8.5 三管自立式烟囱的数值模拟分析263
8.6 四管自立式钢烟囱风载体型系数、风振系数取值建议272
第9章 长扁圆形烟囱流场分析281
9.1 工程概况281
9.2 风洞实验283
9.3 烟囱表面风荷载数值模拟308
9.4 烟囱风荷载风洞实验、数值模拟结果比较313
9.5 长扁圆形烟囱整体力学分析317
参考文献358

三、获取方式:
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