FLUENT 6.3流场分析从入门到精通的前 言
计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）是20世纪60年代伴随计算机技术迅速崛起的一门新型独立学科。它建立在流体动力学以及数值计算方法的基础上，以研究物理问题为目的，通过计算机数值计算和图像显示方法，在时间和空间上定量地描述流场数值解。
经过半个世纪的迅猛发展，各种CFD通用性软件包陆续出现，成为解决各种流体流动与传热问题的强有力的工具，并作为一种商品化软件为工业界广泛接受。随着其性能日趋完善以及应用范围的不断扩大，如今CFD 技术早已超越了传统的流体机械与流体工程等应用范畴，成功应用于航空、航运、海洋、环境、水利、食品、化工、核能、冶金、建筑等诸多领域。
实验研究、理论分析和数值模拟是研究流体运动规律的3种基本方法，它们是相互依赖、相互促进的。计算流体力学的兴起促进了流体力学的发展，改变了流体力学研究工作的状况，很多原来认为很难解决的问题，如超声速、高超声速钝体绕流、分离流以及湍流问题等，都有了不同程度的发展，而且为流体力学研究工作提供了新的前景。
计算流体力学的兴起促进了实验研究和理论分析方法的发展，为简化流动模型的创建提供了更多的依据，使很多分析方法得到了发展和完善。更重要的是，计算流体力学采用独有的、新的研究方法——数值模拟方法，研究流体运动的基本物理特性，其特点如下。
（1）给出流体运动区域内的离散解，而不是解析解，这区别于一般理论分析方法。
（2）它的发展与计算机技术的发展直接相关。这是因为可能模拟的流体运动的复杂程度、解决问题的广度和能模拟的流体运动的复杂程度，都与计算机速度、内存等直接相关。
（3）若物理问题的数学提法（包括数学方程及其相应的边界条件）是正确的，则可在较广泛的流动参数（如马赫数、雷诺数、气体性质、模型尺度等）范围内研究流体力学问题，且能给出流场参数的定量结果。
以上这些是风洞实验和理论分析难以做到的。然而，要创建正确的数学方程还必须与实验研究相结合。另外，严格的稳定性分析、误差估计和收敛性理论的发展还跟不上数值模拟的进展。所以，在计算流体力学中，仍必须依靠一些较简单的、线性化的、与原问题有密切关系的模型方程的严格数学分析，给出所求解问题数值解的理论依据。依靠数值实验、地面实验和物理特性分析，验证计算方法的可靠性，从而进一步改进计算方法。
FLUENT是通用CFD软件包，从1975年在谢菲尔德大学（UK）开发出tempest（FLUENT的原形）到1988年FLUENT公司成立，再到2006年被ANSYS公司收购，期间FLUENT公司收购了同领域的FDI公司和polyflow公司，使其功能不断得到扩充和发展。
FLUENT用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，所以FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。
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。基于上述思想，FLUENT公司开发了适用于各个领域的流动模拟软件，这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化学反应和其他复杂的物理现象，软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面，而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同，因此大大方便了用户。
FLUENT同传统的CFD计算方法相比，具有以下的优点：
（1）稳定性好，FLUENT经过大量算例考核，同实验符合较好。
（2）适用范围广，FLUENT含有多种传热燃烧模型及多相流模型，可应用于从可压到不可压、从低速到高超声速、从单相流到多相流、化学反应、燃烧、气固混合等几乎所有与流体相关的领域。
（3）精度提高，可达二阶精度。
本书共分13章，分别介绍了流体力学基础、流体流动分析软件概述、FLUENT 6.3的使用、网格生成软件GAMBIT、Tecplot软件使用入门、UDF使用简介、湍流模型模拟、多相流模型模拟、滑移网格模型模拟、动网格模型模拟、物质运输和有限速率化学反应模型模拟、并行计算和FLUENT综合应用实例等知识。
全书实例丰富，讲解精辟。随书光盘包含全书所有实例的源文件和操作过程录音讲解视频动画，可以帮助读者学习本书。
