《精通CFD动网格工程仿真与案例实战》——导读

前 言 流体是人们日常生活中广泛接触的物质，对其力学特性的研究也一直是工程界非常关注的研究方向之一。对其力学特性的研究主要有三种方法，一是理论分析方法、二是实验方法、三是数值计算方法，分别被称为理论流体力学、实验流体力学和计算流体力学（Computation Fluid Dynamics — CFD）。CFD是流体力学、计算数学和计算机科学相交叉的一门新兴学科。它主要是通过数值方法求解流体力学控制方程。由于其计算量比较大，因此，其实现过程大多是在高性能计算机（甚至是超级计算机）上完成的。近几年，随着数值方法和计算机技术的快速发展，CFD的应用越来越广泛，为许多复杂流动问题（如湍流、燃烧、化学反应、噪声、非定常、传热、传质以及边界运动问题）提供了有效的解决方法，甚至可以研究某些流动机理问题。在实际工程应用中，CFD可以非常有效地分析产品问题所在，减少研发成本，缩短研发周期，而且便于工程优化设计。

FLUENT软件是目前国际上比较流行的大型商用CFD软件包，它可以求解流体的流动、湍流、传热、多相流、相变、化学反应、气动噪声等物理现象。其应用范围非常广泛，涉及航空航天、船舶、汽车、能源、化工、水利、家电、生物医学等。

长期以来，人们一直没有好的方法来模拟鸟扇动翅膀飞行、鱼摆动尾巴游动等这类司空见惯的动边界流体力学问题。这类问题的特点是边界随着时间在变化，以前只能通过准定常的方式对其模拟计算，连实验也不能很好地解决这类问题。CFD对这类问题模拟时的控制方程与定边界问题相比多一个变量，即网格也是时间的函数。近几年，FLUENT软件推出完善的动态网格技术专门来解决动边界问题。这个技术非常实用，不仅可以解决鸟扇动翅膀飞行、鱼摆动尾巴游动等仿生学问题，而且可以解决发动机气缸中活塞与阀门的运动、偏心压缩机转动、高速列车相错与穿越隧道、飞机投弹与襟副翼摆动和座椅弹射、导弹水下与井下发射、火箭整流罩分离与级间分离、子弹与炮弹出膛等几乎所有边界运动的流体力学问题。而且，此技术可以与流固耦合（FSI）技术结合自动解决大变形流固耦合问题。

尽管本书中讲到了部分FLUENT的基础知识，但基本上都是归纳性的，而且主要是为了帮助读者系统性学习动网格技术。因此，读者在阅读本书时应已经掌握了FLUENT的基础应用或系统地参加过FLUENT的基础培训。书中也未涉及应用前处理器生成网格的操作，即默认读者已经掌握了一种网格生成软件。前 言 [第 1 章 FLUENT概述 1.1 软件介绍 ](https://yq.aliyun.com/articles/106364)1.2 CFD分析方法与基本步骤 1.3 FLUENT基础 [第 2 章 动态网格理论基础 2.1 概述 ](https://yq.aliyun.com/articles/106370)2.2 守恒型动网格流场计算方程 2.3 FLUENT中动网格模型的兼容性

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