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第一章:球阀设计  P1
第一阶段教程首先包括了水流经一个球阀装置以及随后的一些设计改变。这个教程的目的是展现如何方便快速的使用FloEFD.Pro 进行流体流动仿真和快捷的进行分析设计变量。对于想要确定设计变化所产生影响的工程师而言,FloEFD.Pro 这两大优点正是他们所需要的。

第二章:耦合热交换 P17
这一阶段耦合热交换教程展现了如何对涉及到固体导热的流动分析进行每一步基础的设置。虽然说这个例子的基本原则是适用于所有的散热问题,但这个例子对那些关注电子设备内流动和热交换的用户特别有借鉴意义。现在假定你已经完成了第一阶段:球阀设计教程,因为这个例子将展现一些更为详细的 FloEFD.Pro 的使用原则。

第三章:多孔介质 P38
在这个教程中,我们分析汽车排气管某一管段的流动,这个排气流动受到两个用于将有害一氧化碳转变成二氧化碳的多孔介质阻碍。当设计汽车的催化转化器时,工程师要在最大化催化器内部表面的同时尽量减小催化器的排气阻力与排气和表面接触持续时间两者之间寻求最佳点。
因此,排出气流质量流量在整个催化器截面上更为均匀的分布有助于它的使用性。FloEFD.Pro中多孔介质的可以仿真每一种催化器,允许你对催化器所占据的空间以分布式的阻力进行仿真,而不是对催化剂内所有独立通道进行分别仿真,因为这种方式是不符合实际情况甚至是不可能存在的。在这个FloEFD.Pro 教程例子中我们考虑了催化剂多孔介质渗透类型(对于流动方向上等向性或非等向性的阻力)对整个催化器截面上排出气体质量流量的影响。我们会观察到在排气后部的流动迹线分布比模型的入口处和穿过多孔介质时来的均匀。此外,依据流体速度对流动迹线赋予颜色,排出流体在多孔催化剂中的阻力可以得到估计,从催化器的效率而言这一点也是很重要的。

第四章:确定水力损失  P50
传统上在工程实践中任何管路的压力水头损失可以划分为两个部分:沿程阻力损失和局部阻力损失,诸如弯头,T 形管, 变径,阀门, 风门等。 这些损失的累加就成为水利损失。通常情况下,由于基于理论和实践研究所得出的公式相对简单,所以在工程实践方面确定管子中的摩擦损失不是很困难。比较麻烦的问题是局部阻力 (或者称为局部压降)。 这方面通常只有实验的数据是可靠的, 这都是由于他们自身特性所造成的限制,特别是在分析管子和装置形状剧烈变化时,另外也由于内部复杂的流动状态所造成的。FloEFD.Pro 提供了一种新的方法来确定这种局部阻力,可以以比较高的精度来计算预测管子系统内局部阻力。

第五章:圆柱阻力系数 P64
FloEFD.Pro 可以用于研究物体周围的流动和确定由于流动所造成物体上的升力和牵引阻力。
在这个例子中我们利用 FloEFD.Pro 确定一个浸没在均匀流体中的圆柱体阻力系数。这个圆柱的轴线与流体流向垂直。

第六章:热交换系数 P75
FloEFD.Pro 可以用于研究许多工程设备的流体流动和热交换。在这个例子中我们使用FloEFD.Pro 确定一个逆流热交换器的效率并且观察其内部的温度和流动形式。使用FloEFD.Pro 确定热交换器的效率是非常方便,并且通过观察流动和温度的分布,设计工程师可以直观的了解所发生的物理过程,从而对于改进设计提供正确的指导。热交换器性能测量的简单方法是效率,也就是在传热过程中高温流体进入到另一股低温流体中的热量。 如果在所有的开口处温度已知,则这个效率可以被确定。在 FloEFD.Pro 中入口处的流体温度可以被定义并且出口处的温度也可以方便的被确定。热交换系数可以由下式来确定。

第七章:网格优化 P90
这个教程的目的是演示 FloEFD.Pro 中不同的网格功能可以使你以手工方式更好的对问题进行网格改进。尽管自动生成的网格通常都是合适的,但对一些复杂的问题而言,计算机内存显得太小,因为这些问题具有重要的小而薄几何和物理特征,而这些特征可能会导致大量的网格。
在这种情况下我们推荐你尝试使用 FloEFD.Pro 相应的选项来手动的调整对于求解问题特征的计算网格,以便更好的求解。这个教程就是引导你如何做到这一点。

第八章:EFD Zooming 应用 P104
问题描述
FloEFD.Pro 的 EFD Zooming 功能用一个工程化的例子来演示,这个例子是为电子设备内部一个与其它电子元件相连的主芯片选择一个更好的散热器外形。
如图所示这个电子设备组件模型包括了着重考虑的主芯片散热器。安装在设备入口处的风扇吹风进入设备内部,其目的是对温度升高的电子元器件(其内部有热源)进行冷却。扁平的主芯片被贴赋在由绝缘材料构成的主板上。为了使主芯片更好的冷却,在芯片的上表面安装了一个搭载风扇的散热器。


第九章:纺织机械
问题描述
这个例子中所用的简单纺织机械以一个具有狭长入口管和圆柱定子的封闭空心圆柱体来描述。
一个薄壁圆锥体高速旋转。空气在离开出口管子之前流经旋转的圆锥体。由于切向应力,这个旋转的圆锥体使空气形成漩涡。旋转空气运动确定纱线织物的结构方向。
在这个例子中的空心圆柱尺寸如下:内径为 32 mm 并且内部高度为 20 mm。空气以0.0002026 kg/s 质量流量被注射入直径为 1 mm 的入口管。这个圆锥体的厚度为 1 mm 并且这个圆锥体的边被放置在距离主圆柱体的 3 mm 处。这个圆锥体以 130000 RPM 的速度旋转。圆柱体出口管外部的压力被定义为 96325 Pa。
FloEFD.Pro 分析空气流动时不考虑任何纤维粒子。假设纤维粒子对空气流动的影响被忽略。
将小颗粒的聚苯乙烯粒子射入到空气流中,通过后处理的 Flow Trajectory 能够研究空气流动对织物的影响。40 m/s 空气切向速度被定义为初始条件以加速收敛和减少求解问题的计算时间。


第十章:圆形通道中的非牛顿流体流动  P133
问题描述
现在我们来分析一种非牛顿流体通过矩形截面通道的三维流动,这个通道内嵌入了七个不对称布置的圆柱(具体参见 Ref. 1 )。按照 Ref. 1 ,我们将含有3%黄原胶的水溶液作为非牛顿流体。它的粘性近似的服从指数关系式η = K (γ)n-1 , 此处稠度系数K=20Pa×sn ,并且指数 n = 0.2。 此处其它参数 (密度等)是和水一样的 (因为这是水溶液)。
这个问题的目的是确定通道内的总压力损失。也就是为了验证在水中加入了 3% 黄原胶对通道内总压力损失的影响,我们将使用相同的体积流量来对通道内水的流动进行计算。
FloEFD.Pro 在通道入口处使用均匀的流速分布来进行计算,流体的体积流量为 50 cm3/s。在通道的出口处边界条件定义为静压 1 atm。计算的目标是通道对流动的阻力,也就是说,在通道进出口之间的总压降ΔP0 。

第十一章:具有反射镜和屏幕的加热球 P138
问题描述
我们对一个直径为 0.075 m 被2KW 热源持续加热的球进行分析。这个球向同心布置内径为0.128m 的半球形反射器辐射热量,并且通过一个与反射镜形状类似的玻璃罩向一个圆形屏幕辐射热量。这个屏幕半径为0.15m 且与反射器中心对齐,距离圆球1m 远处。除了覆盖的玻璃之外,其它所有物体都是由不锈钢组成。球的表面和面向球的滤光镜表面都是黑体。这个滤光镜的背面是非辐射的。这个教程的目的是分析反射镜和它的发射率是如何影响球和屏幕的温度。为了做到这一点,以下的三个例子需要进行分析:
 例子 1: 反射镜的内表面 (也就是对着球的面) 是白体;
 例子 2: 反射镜所有表面是黑体;
 例子 3: 去除反射镜;
稳态问题进行计算时开启 Heat conduction in solids 选项,以便所有物体内部的导热都得到计算。考虑到自然对流热交换量很小(可以看作整个结构都放在空气相当稀薄的地方) ,所以勾选 Heat conduction in solids only 。由于开启了这个选项,所以我们不需要对这个项目定义流体,而且计算的时候不考虑任何流体的流动,因此节省了计算时间和限制了物体之间的热交换形式只能是辐射。物体的初始温度假定为293.2 K。
让我们分析由 FloEFD.Pro 计算每一种例子所得到的结果。


第十二章:旋转叶轮 P145
问题描述
我们来分析一下空气流经有旋转叶轮(见下图)的离心泵。泵有一固定的轴向入口 (孔), 这一入口连接有一个半径为 92 mm 的管子。旋转叶轮将入口处的空气吸入,具有楔形导向和后缘的旋转叶轮有七个分开固定厚度的后向叶片。在径向上每一个叶片由叶轮入口 120 mm 半径处的 65°翘曲变化到出口 210 mm 半径处的 70°。这些叶片被限制在具有相同的角速度 2000rpm 的叶轮旋转外壳之间。叶轮下游的空气进入一个平稳(非旋转)的径向扩散。
为了完成问题的描述,我定义如下的进出口边界条件:均匀流速且与泵轴平行的入口空气体积流量为 0.3 m3/s;在出口径向上的静压定义为 1 atm 。

第十三章:CPU 冷却器 P152
问题描述
我们来分析一个由铜芯和62 个翅片的铝制散热器组成的 CPU 冷却器。8 个叶片的风扇产生恒定流量的空气通过散热器。CPU 嵌于PCB 上的插座中。CPU 产生的热量通过铜芯传递到散热器,最后进入到空气中。
利用 FloEFD.Pro 对问题进行计算,使用局部旋转区域的概念是非常方便的。为了简化问题的描述,我们不考虑CPU 和冷却器之间的导热界面层。同时,我们也忽略了CPU通过插座和PCB 的导热。
冷却器效率定量的评价是热特性参数( )/ CA c A ψ = T T PD ,此处 c T 是CPU 表面温度, A T 环境空气温度,而D P 是CPU的总设计热耗 (TDP)。

第十四章:电子模块 P161 
指南中提到的一些特征需要有 Electronics (电子模块)和 Library (工程库)的许可证。
问题描述
本指南通过使用Electronics (电子模块)中的各种特征验证了FloEFD.Pro仿真电子元件散热能力。使用的案例是一个单板机箱体包含的元件有CPU,芯片组(南北桥), 双热管散热器,PC104扩展板PCI和ISA插槽,SODIMM插槽以及内存和外连接器。
室温空气通过侧板和底板的通风孔进入箱体,后背板通风孔安装一个抽风机,空气由此流出箱体。气体流动带走电子元件(CPU, 南北桥芯片组,DDR RAM芯片)产生的热量。热管将CPU和北桥芯片组产生的热量传导至散热器,通过散热器将热量排到空气中。模型中,散热器安装在抽风机附近。
仿真的目的是为了保证在这些条件下,电子元件在适宜的温度下工作。下表:案例中的电子元件典型的最高工作温度值。

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