前    言

计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)是一门发展迅速的学科，与此学科相关的新的理论、算法和软件层出不穷。作为一门独立的学科，计算流体力学出现于20世纪60年代，经过几十年的发展，已经成为流体科学领域与理论流体力学和实验流体力学鼎足而立的重要学科。CFD通过计算机数值计算和图形显示的方法，在时间和空间上定量描述流场的数值解，从而达到对物理问题进行细致研究的目的。正是由于CFD兼有理论性和实践性的双重特点，为许多复杂流动与传热计算问题提供了有效的计算技术，使得它的应用遍及所有与流动现象有关的学科及工业领域。

现有CFD软件包较多，如Phoenics、CFX、Fluent、Start-CD等，而Fluent是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，在美国的市场占有率为60%(注：FLUENT、GAMBIT等软件在其界面上显示为全大写的形式，但其拼写并非几个单词的缩写形式，在使用时也有全大写、首字母大写及全小写等多种形式，并不统一。本书中按专有名词的格式将其统一为首字母大写的形式，如Fluent和Gambit)。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用，其在石油天然气工业上的应用包括燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流、管道流动等。Fluent的软件设计基于CFD软件群的思想，从用户需求角度出发，针对各种复杂流动的物理现象，Fluent软件采用不同的离散格式和数值方法，以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合，从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。

正是因为Fluent在流体工程模拟计算中发挥着重要的作用，高校和企业相关科技人员对于学习Fluent的热情很高，特别是多相流、运动边界、快速计算等复杂问题的实现，急需一本Fluent高级应用方面的指导性教材。

本书正是针对目前Fluent高层次学习的需要编写的，在作者们几年的应用实践经验的基础上，力求使本书体现独特性。首先是实践性。本书的实例来源于工程实践，如泄洪坝的气液两相流、辐流式沉淀池的液固两相流、悬浮载体的浮动、齿轮泵的计算、车辆交会的计算，等等，突出了工程应用背景，使得本书的计算实例具有较强的借鉴性，使读者通过仿照实例操作，能掌握Fluent的高级使用操作。其次是全面性。本书除包括Fluent和Gambit两个联系紧密的软件基础知识和Fluent高级计算外，还介绍了通用后处理软件Tecplot及Fluent和Gambit与其他建模和CAE软件的数据传递，并给出Fluent二次开发、UDF的VC编译平台等，便于读者学习深化。再次就是新颖性。本书采用较新的Fluent 6.2软件包进行介绍和实例操作，并给出Fluent在刚出现不久的双核计算机上的并行计算，紧跟时代步伐。

全书共分14章，第1章介绍流体力学基本知识，第2章至第4章分别介绍Fluent、Gambit和Tecplot的基本使用，第5章介绍多相流理论，第6章为多相流的计算实例，   第7章介绍动网格基础知识，第8章介绍UDF基本知识，第9章为动网格计算实例，第10章为滑移网格基本知识，第11章为滑移网格计算实例，第12章介绍Fluent的并行计算，最后两章为Fluent的二次开发应用。

本书第1章～第7章、第9章～第12章由江帆编写，陈瑞萍参加了部分文字编辑工作，第8章、第12章～第14章由黄鹏编写，全书由江帆统稿。

本书部分材料来源于科研中国网、流体中文网、清洁能源论坛等，感谢网友所做的工作。本书的编写得到作者的三位导师田红旗教授、陈维平教授、李元元教授的帮助和支持，也得到华南理工大学金属新材料中心、广州大学机电系和肇庆学院物理系的老师的支持，以及黄永安博士、作者的父母和兄妹的支持，得到清华出版社的大力支持，在此一并致以深深的谢意！

本书既是利用Fluent软件进行高级应用计算的工程技术相关计算的指导书，又可作为高等院校相关专业本科和硕士研究生的流体工程教学的参考书。

限于编者的水平，书中难免有不当之处，还请广大读者给予指正，请致信jiangfan2008@126.com或huangpeng8@163.com，不胜感激。

江  帆  

2008年5月于广州