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CFD分析理论及应用技术课件汇报人：AA2024-01-31

引言CFD基本理论CFD应用案例分析数值计算方法在CFD中的应用湍流模型及其在CFD中的实现CFD软件工具介绍与操作实践目录CONTENTS

01引言

123通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。CFD（计算流体动力学）定义从20世纪60年代的初步探索，到70年代的初步应用，再到80、90年代的快速发展，CFD技术逐渐成熟并广泛应用于各个领域。发展历程包括数值方法、网格生成技术、并行计算等方面的不断突破和创新。主要技术进展CFD概述与发展历程

生物医学用于血液流动、药物输送等方面的模拟和研究。环境保护用于大气污染扩散、水处理等方面的模拟和预测。能源与动力工程用于燃烧、传热、流体机械等方面的模拟和分析。航空航天用于飞机、火箭、卫星等飞行器的气动设计和性能分析。汽车工程用于汽车外流场、内流场（如发动机舱）以及热管理等方面的模拟和优化。CFD在工程领域中的应用

掌握CFD分析的基本理论和方法，能够运用商业软件进行实际问题的模拟和分析，培养解决实际工程问题的能力。课程目标包括流体动力学基础、数值计算方法、网格生成技术、商业软件应用等方面的知识和技能。同时，通过案例分析、实验验证等方式加深对理论知识的理解和应用能力的提升。学习内容课程目标与学习内容

02CFD基本理论

流体动力学基础流体的物理性质了解流体的密度、粘度、压缩性等基本物理性质。流体运动的基本方程掌握质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程等基本方程。湍流模型理解湍流的基本概念，熟悉常见的湍流模型如k-ε模型、k-ω模型等。

03网格自适应技术了解网格自适应技术在复杂流动问题中的应用。01离散化方法了解有限差分法、有限元法、有限体积法等离散化方法的原理和应用。02网格生成技术熟悉结构化网格和非结构化网格的生成方法，了解网格质量对计算结果的影响。离散化方法与网格生成技术

边界条件类型熟悉常见的边界条件类型如速度入口、压力出口、壁面等，并掌握其设置方法。初始条件设置了解初始条件对计算结果的影响，掌握如何设置合理的初始条件。多重参考系与滑移网格了解在处理旋转机械等问题时，如何设置多重参考系和滑移网格。边界条件与初始条件设置030201

了解压力基求解器和密度基求解器的特点，熟悉其适用场景。求解器类型熟悉常见的求解算法如SIMPLE、PISO、Coupled等，并掌握其优缺点。求解算法了解松弛因子、收敛判据等参数对计算结果的影响，并掌握如何设置合理的参数。参数设置了解并行计算技术在加速CFD计算中的应用。并行计算技术求解器选择及参数设置

03CFD应用案例分析

利用CFD技术对飞机机翼进行流场分析，可以预测机翼的升力、阻力和稳定性等性能，为飞机设计提供重要依据。飞机机翼流场分析通过CFD模拟火箭发动机的燃烧过程，可以分析燃烧室内的流场、温度场和浓度场等，优化发动机设计，提高燃烧效率。火箭发动机燃烧模拟利用CFD技术对卫星进行热控制分析，可以预测卫星在不同轨道和姿态下的温度分布和热流密度等，为卫星热设计和热控制提供依据。卫星热控制分析航空航天领域应用案例

发动机燃烧模拟利用CFD技术对发动机燃烧过程进行模拟，可以分析缸内流场、温度场和浓度场等，优化发动机设计，提高燃烧效率和降低排放。汽车外流场分析通过CFD模拟汽车的外流场，可以预测汽车的空气动力学性能，如风阻系数、升力系数等，为汽车造型设计提供指导。汽车热管理分析通过CFD模拟汽车的热管理系统，可以预测汽车在不同工况下的温度分布和热流密度等，为汽车热设计和热管理提供依据。汽车工业应用案例

燃气轮机流场分析01利用CFD技术对燃气轮机进行流场分析，可以预测燃气轮机的性能和效率等，为燃气轮机设计提供指导。锅炉燃烧模拟02通过CFD模拟锅炉的燃烧过程，可以分析炉内的流场、温度场和浓度场等，优化锅炉设计，提高燃烧效率和降低排放。传热与传质分析03利用CFD技术对传热和传质过程进行模拟，可以预测物体在不同条件下的温度分布、热流密度和质量传递等，为能源与动力工程领域的热设计和传质设计提供依据。能源与动力工程应用案例

大气污染扩散模拟通过CFD模拟大气污染物的扩散过程，可以预测污染物在不同气象条件下的扩散范围和浓度分布等，为环境保护提供决策支持。水处理工艺优化利用CFD技术对水处理工艺进行模拟和优化，可以提高水处理效率、降低能耗和减少加药量等，为水资源利用提供技术支持。固体废物处理与资源化利用通过CFD模拟固体废物的处理过程和资源化利用途径，可以优化处理工艺和提高资源化利用效率等，为环境保护和资源利用提供指导。环境保护与资源利用应用案例

04数值计算方法在CFD中的应用

ABCD基本思想将连续的求解区域用有限个离散点构成的网格来代替