CFD工程应用（Fluent/STAR-CCM+）高级培训大纲
培训对象
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从事航空航天、汽车、能源、化工等行业的CFD仿真工程师
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需要解决实际工程流动与传热问题的研发技术人员
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高校流体力学、热能工程、航空航天等专业的教师和学生
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希望从入门到精通、系统掌握商用CFD软件应用方法的用户
培训目标
通过本课程的系统学习，使学员全面掌握主流CFD软件（Fluent/STAR-CCM+）的核心功能与高级工程应用技巧。学员将能够理解有限体积法的基本原理，熟练完成从几何清理、网格划分、求解设置到结果后处理的完整仿真流程，掌握湍流模型选择、传热分析、多相流建模、动网格技术等高级功能，具备独立解决复杂流动与传热问题的综合能力。
培训内容
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CFD基础理论与软件概述：回顾计算流体力学的基本控制方程（连续性、动量、能量方程），有限体积法离散原理。介绍Fluent与STAR-CCM+的软件架构、求解器特点及适用场景。通过简单案例（如管道流动）演示完整仿真流程，建立从实际问题到CFD仿真的系统认知。
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几何处理与流体域提取：学习使用SpaceClaim或STAR-CCM+ 3D-CAD进行CFD几何准备。掌握流体域提取方法：通过填充、封闭腔体生成流体计算域。学习几何清理技术（去除小特征、修补缺失面），确保几何适合网格划分。介绍参数化几何建模方法。
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网格划分策略与质量控制：系统讲解网格划分的核心技术。学习多面体网格、切割体网格的优势与生成方法。掌握边界层网格设置（第一层高度、增长率），确保近壁面分辨率满足湍流模型要求。学习网格质量控制指标与网格独立性验证方法。
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物理模型与边界条件设置：深入讲解湍流模型的选择原则：k-ε、k-ω、SST、雷诺应力模型的特点与适用场景。学习传热分析设置：共轭传热（CHT）、辐射模型。掌握边界条件类型及设置：速度入口、压力出口、壁面、对称面、周期性边界。通过电子散热案例演练完整设置。
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求解器设置与收敛控制：学习求解参数配置：时间步长、离散格式、松弛因子、收敛判据。掌握收敛监视技巧：残差曲线、力/温度监测点。针对不收敛问题，掌握诊断技巧：检查边界条件、调整网格质量、修改离散格式。通过瞬态流动案例演练收敛控制。
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多相流建模技术：系统学习多相流模型：VOF（自由表面流）、欧拉-欧拉模型、混合模型、DPM（离散相模型）。掌握多相流中的相间作用力设置。通过搅拌槽、气液分离器案例演练多相流仿真。
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动网格与滑移网格技术：讲解动网格的三种方法：铺层、弹性光顺、局部重构。学习滑移网格在旋转机械中的应用。通过风扇旋转、阀门启闭案例演练动网格设置。
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后处理与数据分析：系统学习专业后处理技术：云图、矢量图、流线图、等值面、体积渲染。掌握数据提取工具：探针、截面、变量计算器。学习瞬态结果的动画生成技术。生成专业仿真报告。
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参数化分析与优化：学习CFD软件的参数化研究功能。掌握实验设计（DOE）方法，研究参数对性能的影响。通过案例（如散热器优化）演示参数扫描与自动寻优。
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航空航天应用专题：学习外气动分析设置：远场边界、湍流模型选择、升阻力系数提取。通过翼型、飞机模型案例演练外气动分析流程。
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能源化工应用专题：学习反应流与燃烧建模：涡耗散模型、PDF输运模型。掌握多孔介质模型设置。通过燃烧器、催化反应器案例演练反应流仿真。
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综合项目实战：完整CFD工程分析：给定典型场景（如电子设备散热优化、汽车外气动阻力分析、离心泵性能预测），学员完成从几何处理、网格划分、求解计算到结果评估的完整仿真流程，实现从理论到工程实践的全面提升。
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