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计算流体力学PPT课件大纲PPT,a clickto unlimitedpossibilities汇报人PPT目录0102添加目录项标题计算流体力学概述0304流体动力学基础数值计算方法0506计算流体力学软件介绍计算流体力学在工程中的应用07计算流体力学的未来发展Part One单击添加章节标题Part Two计算流体力学概述流体力学定义流体力学是研究流体(液体和气体)在运动状态下的力学规律的学科流体力学的研究内容包括流体静力学、流体动力学、流体热力学等流体力学在工程、气象、海洋、航天等领域有着广泛的应用流体力学的研究方法包括理论分析、实验研究和数值模拟等计算流体力学的产生和发展产生背景随着航空航天、航海等领域的发展,对流体力学的需求日益增长发展历程从19世纪初的实验流体力学,到20世纪初的数值流体力学,再到现代的计算流体力学主要应用领域航空航天、航海、能源、环境、生物医学等发展趋势随着计算机技术的发展,计算流体力学在精度、效率和适用范围等方面不断取得突破计算流体力学的应用领域航空航天领域汽车工业汽船舶工业船环境工程大能源领域风生物医学血飞机、火箭、车空气动力学、舶流体力学、气污染、水污力发电、水力液流动、呼吸卫星等飞行器发动机燃烧、水动力性能、染、噪声污染发电、核能发系统、心脏泵的设计、优化冷却系统等船体结构优化等环境问题的电等能源设备血等生理过程和仿真等模拟和预测的设计和优化的模拟和研究Part Three流体动力学基础流体基本性质流体的力学性质流体的定义流流体的性质流流体的流动流流体力学是研究流体是具有流动性体具有流动性、体在压力、温度体在运动状态下的的物质,包括液压缩性、热传导和浓度等作用下力学性质的学科体和气体性和黏性会发生流动流体运动描述流体连续介质,具有流动性流体运动流体内部质点的运动流体力学研究流体运动的科学流体力学方程描述流体运动的基本方程流体动力学方程连续性方程描述流体质量和动量的守状态方程描述流体的状态参数与压力、恒温度等之间的关系动量方程描述流体动量的变化边界条件描述流体与边界的相互作用能量方程描述流体能量的变化初始条件描述流体初始状态的条件Part Four数值计算方法离散化方法离散化方法概述离散化方法的分类离散化方法的优缺点离散化方法的应用实例有限差分法优点简单易行,易于实现缺点精度较低,稳定性较差基本思想将连续函数离散应用领域流体力学、热力化,用差分代替微分学、电磁学等有限元法基本概念将连续优点可以处理复应用领域广泛应计算步骤建立有体划分为有限个单杂几何形状和边界用于结构力学、流限元模型、求解线元,每个单元用有条件体力学、电磁学等性方程组、后处理限个节点表示领域结果有限体积法基本原理将计算区优点易于处理复杂应用领域广泛应用局限性计算量较大,域划分为有限数量的几何形状,适用于非于流体力学、传热学、对网格质量要求较高控制体积,对每个控结构化网格化学反应工程等领域制体积内的物理量进行积分计算Part Five计算流体力学软件介绍C FD软件分类商业软件如ANSYS、开源软件如OpenFOAM、FLUENT、STAR-CD等SU2等学术软件如CFX、FLOW-专用软件如Abaqus、LS-DYNA等3D等常用C FD软件介绍●ANSYS Fluent广泛应用于流体动力学、传热和化学反应等领域,具有强大的前处理和后处理功能●STAR-CCM+适用于多物理场模拟,如流体、热传导、化学反应等,具有高效的并行计算能力●OpenFOAM开源CFD软件,适用于多种流体动力学问题,具有丰富的用户自定义功能***SOL Multiphysics多物理场模拟软件,适用于流体、热传导、电磁场等物理场模拟,具有强大的建模和后处理功能●***SOL Multiphysics多物理场模拟软件,适用于流体、热传导、电磁场等物理场模拟,具有强大的建模和后处理功能C FD软件应用案例分析案例一汽车空气动力学模拟案例二飞机翼型优化设计案例三船舶阻力预测案例四建筑通风与热环境模拟Part Six计算流体力学在工程中的应用航空航天领域应用飞机设计计算流体力学在飞机设航天器设计计算流体力学在航天计中的应用,如气动布局、气动阻器设计中的应用,如轨道控制、热力、气动升力等防护系统、气动稳定性等添加标题添加标题添加标题添加标题火箭设计计算流体力学在火箭设风洞实验计算流体力学在风洞实计中的应用,如推进系统、热防护验中的应用,如气动阻力、气动升系统、气动稳定性等力、气动稳定性等汽车工业应用汽车发动机冷却系统模拟汽车空调系统模拟气流分冷却液流动,优化冷却系统布,优化空调系统设计,提设计,提高发动机性能高乘客舒适度汽车空气动力学优化汽车汽车排放控制模拟废气排外形设计,降低风阻,提高放,优化排放控制系统设计,燃油经济性降低环境污染船舶工业应用船舶阻力计算预测船舶航行阻力,优化船舶设计船舶稳定性分析评估船舶在风浪中的稳定性,确保航行安全船舶动力系统设计优化船舶动力系统,提高船舶性能船舶流体噪声控制降低船舶航行噪声,提高乘客舒适度能源与环境工程应用风能发电计算流体力学在风水力发电计算流体力学在水能发电中的应用力发电中的应用环境工程计算流体力学在环核能发电计算流体力学在核境工程中的应用,如大气污染能发电中的应用控制、水污染控制等Part Seven计算流体力学的未来发展高性能计算技术应用并行计算提高计云计算提供弹性大数据分析挖掘人工智能实现智算速度,降低计算计算资源,提高计数据价值,提高计能计算,提高计算成本算效率算精度智能性多物理场耦合计算流体力学概念将多个物理场(如流体、固体、电磁等)耦合在一起进行计算应用在航空航天、能源、环境等领域有广泛应用挑战如何准确模拟多物理场之间的相互作用和影响发展趋势发展高效、准确的多物理场耦合计算方法,提高计算效率和精度计算流体力学的智能化发展人工智能技术的应用深度学习、神经网络等在流体力学中的应用智能化流体模拟通过计算机模拟流体运动,提高模拟精度和效率智能化流体设计通过人工智能技术进行流体设计,提高设计效率和质量智能化流体控制通过人工智能技术进行流体控制,提高控制精度和稳定性THANKS汇报人PPT。