3.4.2  保存文件 15

3.5  建立Selections 16

3.5.1  进口和出口的Face Selection的建立 16

3.6  体网格 19

3.7  体网格质量检查 21

第四章  三维数值模拟计算与分析 23

4.1  FIRE软件简介 23

4.2  求解器的设置 23

4.2.1  Case文件的建立 23

4.2.2  运行的模式与模型的激活 23

4.2.3  边界条件 23

4.2.4  流体性质 24

4.2.5  初始条件 24

4.2.6  求解器的控制 25

4.2.7  输出结果的控制 29

4.3  计算结果分析 30

4.3.1  流场的速度场分布 31

4.3.2  流场的压力场分布 34

4.3.3  流场的温度场分布 37

总结 42

致谢 43

参考文献 44 

第一章  绪论

1.1 概述

计算流体力学（Computational Fluid Dynamics）简称CFD。简单的说，就是使用计算流体力学的方法和理论，然后利用拥有超强数值计算能力的计算机，编写出计算机的运行程序，数值求解符合各种类型流体的运动，以及其传热和传质规律的三大守恒定律，同时附加的各类模型方程所组成的非线性偏微分方程组，而得到在确定边界条件下的数值解。用来求解数值的方法有许多种，比如，有限差分、有限体积、有限单元、有限分析、边界元、摄动法、谱方法等。与此同时，在航空与航天、机械与动力、环保与能源、气象与海洋、化工与石油、土木与水利、生物与电子等等领域都发挥着越来越不可替代的重要作用。其主要有三大特点：时效性、经济性和准确性。在相对很少的时间里，可以以很低的成本来获取大量既丰富又有重要价值的研究结果。对于那些成本比较大、耗时比较长、困难度较高领域的实验研究来说，计算流体力学所拥有的优点将会更加明显。所以，将工程研究与计算流体力学相结合，不但可以提高工程设计的质量，而且还能够缩短实验的研究时间．可以这样说，CFD是一种既经济又高效的科学工程研究手段。

为了研究流体的流动、热量的传递、物质的运输、材料的相变等基本的规律以及其特征，必须要通过数值求解流体在各种边界条件下的热力学和动力学方程，这些流体有气体、液体和多相流体，而高效率和高精度是CFD所追求的目标。到目前为止，虽然还没有达到所期望的目标，因为在很多方面受到一定的制约，比如计算机的硬件设备、数值计算时所涉及的理论以及运用的方法等。但是，总体程度上还是取得了很明显的成果。

20世纪早期，学术界就开始提出流体动力学，并且建立了相应的基本方程以及数值求解的数学理论和方法，但CFD并没有得到很好的发展。直到20世纪中期，计算机设备不断的先进发展，CFD才开始了真正意义上的实际发展。经过半个多世纪的发展，如今出现了许多得到肯定的数值计算方法，比如Beam-Warming、MacCormack、TVD等等，这些数值计算方法成为该领域的主导计算方法，而关于不可压缩流的流动与传热问题的基本算法则有SIMPLE、SIMPER、SIMPLEC等。最近这些年，这些数值计算方法都取得了非常关键性的突破，并得到了很大的发展。为了加快数值解的收敛性，PCG和MG得到了很好的应用，在这里，PCG是预处理共轭梯度法的简称，而MG是多重网格的简称。为了解决因为数值耗散引发的光滑抹平效应问题和因为数值频散引起的寄生数值振荡问题，TVD格式及其多种优良改进的格式运用而生，在问题的解决上取得了重大突破，并在许多其他研究领域得到了十分广泛的运用。在处理相对复杂边界问题方面，新型网格生成技术以及网格局部加密、自适应网格技术得到了非常广泛的实际运用。