ANSYS 14.5热流固耦合实战指南

内容概要

朱红钧，副教授，油气藏地质及开发工程国家重点实验室固定研究人员，CNPC“石油管工程”重点实验室研究人员，中国力学学会会员，SPE石油工程师学会会员。主要从事海洋环境与载荷、油井管柱力学、复杂油气多相流、CFD等方面的研究。主持及主研项目15项，其中国家自然基金3项、国家重大专项4项、国际合作项目1项、国家重点实验室开放基金1项、四川省教育厅重点项目1项。发表科技论文80余篇，其中SCI收录论文10篇，EI收录论文12篇，出版著作3本、教材2本，申报及获准发明专利32项。

书籍目录

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

作者简介

热流固耦合问题普遍存在于工程实际中，涉及核工业、石油化工、机械制造、能源、管道集输、造船、水利等领域。过去仿真技术水平不高，大多数模拟局限于流场分析或固体分析，没有很好地将两方面耦合起来，与实际存在一定的差距。现如今，仿真技术高速发展，使得多场耦合得以实现，已成为了解决工程问题的新利器。ANSYS是目前开展多场耦合分析相对成熟的软件，其Workbench平台界面友好，功能全面。

《ANSYS 14.5热流固耦合实战指南》以ANSYS 14.5为蓝本，基于ANSYS的Workbench平台，利用Workbench中的Static Structure、FLUENT及Steady Thermal来实现流固、热固、热流固的单向以及双向耦合，列举了解决实际工程中所遇问题的思路及过程。全书以“功能讲解+思路分析+应用过程+视频讲解”的方式，通过大量实例全面介绍流固、热固、热流固耦合在工程中的应用。

《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。

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