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出版社:化學工業(yè)出版社出版時間:2018-03-01
開本: 16開 頁數(shù): 290
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ANSYS CFD網(wǎng)格劃分技術指南 版權信息

ANSYS CFD網(wǎng)格劃分技術指南 本書特色

本書以ANSYS CFD系列軟件為媒介,介紹了利用ANSYS系列軟件從幾何建模到網(wǎng)格劃分的完整流程。全書共分5章,第1章從流體計算域及計算網(wǎng)格入手,介紹了場景的流體計算域形式、網(wǎng)格類型及網(wǎng)格質(zhì)量度量指標;第2章以SCDM模塊為目標,詳細描述了SCDM的建模及幾何清理方法;第3章描述了ANSYS Mesh模塊網(wǎng)格劃分思路及常用的網(wǎng)格生成方法;第4章描述ANSYS ICEM CFD的兩種網(wǎng)格生成思路;第5章主要描述Fluent Meshing網(wǎng)格生成思路及基本流程。本書可供CFD工程應用人員及相關專業(yè)師生閱讀參考。

ANSYS CFD網(wǎng)格劃分技術指南 內(nèi)容簡介

本書以ANSYS CFD系列軟件為媒介,介紹了利用ANSYS系列軟件從幾何建模到網(wǎng)格劃分的完整流程。全書共分5章,章從流體計算域及計算網(wǎng)格入手,介紹了場景的流體計算域形式、網(wǎng)格類型及網(wǎng)格質(zhì)量度量指標;第2章以SCDM模塊為目標,詳細描述了SCDM的建模及幾何清理方法;第3章描述了ANSYS Mesh模塊網(wǎng)格劃分思路及常用的網(wǎng)格生成方法;第4章描述ANSYS ICEM CFD的兩種網(wǎng)格生成思路;第5章主要描述Fluent Meshing網(wǎng)格生成思路及基本流程。 本書可供CFD工程應用人員及相關專業(yè)師生閱讀參考。

ANSYS CFD網(wǎng)格劃分技術指南 目錄

第1章流體計算網(wǎng)格基礎001

1.1計算域模型/ 001

1.1.1內(nèi)流計算域 / 002

1.1.2外流計算域 / 002

1.1.3混合計算域 / 002

1.2計算域生成方法 / 003

1.2.1直接建模 / 003

1.2.2幾何抽取 / 003

1.3計算域簡化 / 003

1.4多區(qū)域計算模型 / 004

1.4.1Interface / 004

1.4.2Interior / 005

1.5流體網(wǎng)格基礎概念 / 005

1.5.1網(wǎng)格術語 / 005

1.5.2網(wǎng)格形狀 / 006

1.5.3結構網(wǎng)格與非結構網(wǎng)格 / 006

1.6網(wǎng)格的度量 / 007

1.6.1網(wǎng)格數(shù)量 / 007

1.6.2網(wǎng)格質(zhì)量 / 007



第2章SpaceClaim前處理009

2.1SpaceClaim操作界面 / 009

2.1.1SCDM模塊啟動 / 009

2.1.2Units設置 / 009

2.1.3操作界面 / 010

2.1.4SCDM鼠標手勢 / 012

2.1.5SCDM快捷鍵 / 013

2.2SpaceClaim幾何操作流程 / 014

2.2.1外部幾何模型導入 / 014

2.2.2幾何對象的選擇 / 014

2.2.3圖形窗口操作 / 014

2.3圖形操作模式 / 016

2.4草圖創(chuàng)建 / 016

2.4.1草繪平面操作 / 016

2.4.2草圖繪制 / 017

2.4.3尺寸 / 021

2.4.4草繪微型工具欄 / 023

2.5拉動工具 / 024

2.5.1創(chuàng)建和編輯實體 / 024

2.5.2偏置或拉伸表面 / 025

2.5.3延伸或拉伸曲面邊 / 026

2.5.4邊圓角化 / 027

2.5.5邊倒角 / 029

2.5.6拉伸邊 / 029

2.5.7旋轉邊 / 029

2.5.8旋轉表面 / 030

2.5.9旋轉邊 / 031

2.5.10旋轉螺旋 / 032

2.5.11掃掠表面 / 032

2.5.12表面拔模 / 033

2.5.13縮放 / 034

2.6編輯 / 034

2.6.1移動 / 034

2.6.2在二維模式中移動 / 035

2.6.3創(chuàng)建陣列 / 036

2.6.4分解裝配體 / 038

2.6.5填充 / 038

2.6.6替換 / 040

2.7相交 / 041

2.7.1組合 / 041

2.7.2分割 / 042

2.7.3分割實體 / 043

2.7.4分割曲面 / 043

2.7.5從實體中去除材料 / 044

2.7.6拆分實體 / 044

2.7.7分割表面 / 045

2.7.8投影到實體 / 046

2.8幾何面修補 / 047

2.8.1拼接(Stitch)工具 / 047

2.8.2間距(Gaps)工具 / 048

2.8.3缺失的面(Miss Face)工具 / 048

2.8.4合并表面(Merge Faces)工具 / 049

2.9流體計算域創(chuàng)建 / 050

2.9.1體積抽取 / 050

2.9.2外殼(Enclosure)工具 / 050

2.10共享拓撲 / 051

2.11幾何模型導出 / 052

2.11.1導出至ANSYS Mesh / 052

2.11.2導出至Fluent Meshing / 053

2.12【案例】01:幾何建模 / 053

2.13【案例】02:外流場計算域創(chuàng)建 / 057

2.14【案例】03:內(nèi)流場計算域創(chuàng)建 / 060



第3章ANSYS Mesh應用062

3.1ANSYS Mesh軟件 / 062

3.1.1ANSYS Mesh啟動 / 062

3.1.2ANSYS Mesh界面 / 063

3.1.3網(wǎng)格生成流程 / 063

3.2網(wǎng)格質(zhì)量評價 / 065

3.2.1Element Quality / 066

3.2.2Aspect Ratio / 067

3.2.3Parallel Deviation / 068

3.2.4Maximum Corner Angle / 068

3.2.5Skewness / 068

3.2.6Orthogonal Quality / 069

3.3全局網(wǎng)格控制 / 069

3.3.1Display / 069

3.3.2Defaults / 070

3.3.3Sizing / 073

3.3.4Quality / 075

3.3.5Inflation / 076

3.3.6Assembly Meshing / 079

3.3.7Advanced / 081

3.4局部網(wǎng)格控制 / 081

3.4.1Method / 082

3.4.2Sizing / 089

3.4.3Face Meshing / 091

3.4.4Match Control / 094

3.4.5Pinch / 095

3.4.6Inflation方法 / 096

3.5【案例】01:T形管的掃掠網(wǎng)格劃分 / 097

3.5.1案例介紹 / 097

3.5.2啟動Meshing / 098

3.5.3幾何 / 098

3.5.4進入Mesh / 099

3.5.5設置默認網(wǎng)格 / 099

3.5.6創(chuàng)建邊界命名 / 100

3.5.7創(chuàng)建邊界層 / 101

3.5.8Mesh質(zhì)量查看 / 102

3.6【案例】02:網(wǎng)格方法比較 / 102

3.6.1創(chuàng)建工程 / 102

3.6.2設置單位 / 103

3.6.3創(chuàng)建邊界命名 / 103

3.6.4設置全局網(wǎng)格參數(shù) / 103

3.6.5創(chuàng)建Inflation / 104

3.6.6生成網(wǎng)格 / 105

3.6.7Tet Patch Independent / 105

3.6.8MultiZone / 105

3.6.9CutCell / 107

3.7【案例】03:掃掠網(wǎng)格 / 108

3.7.1幾何模型 / 108

3.7.2切分幾何 / 109

3.7.3劃分網(wǎng)格 / 111

3.7.4添加邊界層 / 112

3.8【案例】04:全局參數(shù) / 113

3.8.1開啟工程 / 113

3.8.2設置單位 / 113

3.8.3創(chuàng)建邊界命名 / 113

3.8.4設置全局參數(shù)I / 115

3.8.5預覽網(wǎng)格 / 116

3.8.6Curvature / 116

3.8.7修改參數(shù) / 117

3.8.8Inflation / 118

3.9【案例】05:局部參數(shù) / 118

3.9.1參數(shù)優(yōu)先級 / 118

3.9.2案例描述 / 119

3.9.3網(wǎng)格劃分 / 119

3.10【案例】06:攪拌器網(wǎng)格劃分 / 127

3.10.1創(chuàng)建工程 / 127

3.10.2設置全局參數(shù) / 128

3.10.3生成網(wǎng)格 / 128

3.10.4模型分析 / 129

3.10.5拆分幾何 / 130

3.10.6指定局部尺寸 / 131

3.10.7生成網(wǎng)格 / 132



第4章ICEM CFD網(wǎng)格生成134

4.1 ICEM CFD基本介紹 / 134

4.1.1ICEM CFD主要特點 / 134

4.1.2ICEM CFD中的文件類型 / 135

4.1.3ICEM CFD操作界面 / 135

4.1.4ICEM CFD操作鍵 / 141

4.1.5ICEM CFD的啟動 / 141

4.2ICEM CFD網(wǎng)格劃分基本流程 / 142

4.3ICEM CFD自由網(wǎng)格生成 / 143

4.3.1全局網(wǎng)格參數(shù)設置 / 144

4.3.2Part網(wǎng)格設置 / 151

4.3.3面網(wǎng)格參數(shù)設置 / 154

4.3.4線網(wǎng)格參數(shù)設置 / 154

4.3.5密度盒 / 154

4.3.6網(wǎng)格生成 / 156

4.4Block網(wǎng)格生成 / 156

4.4.1Block基本概念 / 156

4.4.2Block的層次結構 / 157

4.4.3初始塊的創(chuàng)建 / 157

4.4.4塊的關聯(lián)操作 / 160

4.4.5自頂向下構建塊 / 164

4.4.6常規(guī)切分 / 164

4.4.7O形切分 / 165

4.4.8Y形切分 / 174

4.5自底向上構建塊 / 177

4.5.1From Vertices/Faces / 177

4.5.2Extrude Faces / 179

4.5.3由2D塊形成3D塊 / 180

4.5.4【實例4-1】彈簧網(wǎng)格劃分 / 181

4.6常見分塊策略 / 183

4.7塊變換操作 / 189

4.7.1塊平移 / 189

4.7.2塊旋轉 / 189

4.7.3塊鏡像 / 190

4.7.4塊縮放 / 190

4.7.5周期塊復制 / 190

4.7.6【實例4-2】塊平移操作 / 190

4.7.7【實例4-3】塊旋轉操作 / 194

4.8【實例4-4】分叉管網(wǎng)格劃分 / 201

4.9【實例4-5】外流場邊界層網(wǎng)格 / 204

4.10【實例4-6】排煙風道網(wǎng)格劃分 / 207

4.11【實例4-7】分支管非結構網(wǎng)格劃分 / 212

4.12【實例4-8】活塞閥裝配體網(wǎng)格劃分 / 215



第5章Fluent Meshing應用219

5.1Fluent基本介紹 / 219

5.1.1導入網(wǎng)格基本工作流程 / 219

5.1.2單個CAD文件導入流程 / 220

5.1.3多個CAD文件同時導入 / 220

5.1.4使用Fluent Meshing / 220

5.2Fluent Meshing的軟件特點 / 221

5.2.1Fluent Meshing中應用的一些技術 / 221

5.2.2Fluent Meshing支持的一些網(wǎng)格類型 / 222

5.2.3網(wǎng)格劃分靈活性 / 224

5.3模型導入 / 224

5.3.1讀入模型 / 224

5.3.2CAD中處理幾何 / 225

5.3.3利用ANSYS Meshing導出面網(wǎng)格 / 226

5.3.4導入CAD幾何 / 226

5.4尺寸控制 / 228

5.4.1尺寸功能類型 / 229

5.4.2指定Size Function及Scoped Sizing / 235

5.5面網(wǎng)格重構 / 236

5.5.1利用Size Function重構全局網(wǎng)格 / 237

5.5.2圖形中選擇網(wǎng)格單元進行局部重構 / 238

5.5.3圖形中選擇面域進行局部重構 / 239

5.5.4通過GUI面板進行面域重構 / 240

5.5.5重構所有的模型 / 240

5.5.6Join/Intersect處理 / 240

5.6面網(wǎng)格修補 / 244

5.6.1自由面網(wǎng)格 / 244

5.6.2多重邊 / 244

5.6.3修復面網(wǎng)格問題 / 246

5.6.4對象診斷 / 246

5.6.5常用的面網(wǎng)格診斷工具 / 246

5.6.6網(wǎng)格質(zhì)量診斷 / 249

5.6.7快捷鍵 / 251

5.7【案例】01:基本流程 / 252

5.7.1導入網(wǎng)格 / 252

5.7.2創(chuàng)建面網(wǎng)格 / 254

5.7.3網(wǎng)格修補 / 255

5.7.4創(chuàng)建體網(wǎng)格 / 256

5.7.5查看剖面網(wǎng)格 / 257

5.7.6準備計算網(wǎng)格 / 257

5.8【案例】02:汽車排氣歧管 / 260

5.8.1啟動Fluent Meshing / 260

5.8.2導入幾何 / 260

5.8.3顯示幾何 / 261

5.8.4分割幾何面 / 261

5.8.5指定網(wǎng)格尺寸 / 263

5.8.6面域重劃分 / 265

5.8.7重新導入幾何 / 265

5.8.8創(chuàng)建進出口面 / 267

5.8.9檢測網(wǎng)格 / 268

5.8.10創(chuàng)建材料點 / 269

5.8.11生成計算域 / 270

5.8.12生成體網(wǎng)格 / 271

5.8.13提高網(wǎng)格質(zhì)量 / 273

5.8.14查看網(wǎng)格剖面 / 274

5.9【案例】03:面網(wǎng)格重構 / 275

5.9.1導入幾何模型 / 277

5.9.2釋放特征并顯示 / 277

5.9.3合并幾何 / 278

5.9.4設置尺寸 / 279

5.10【案例】04:連接管網(wǎng)格劃分 / 282

5.10.1幾何準備 / 282

5.10.2創(chuàng)建網(wǎng)格尺寸 / 283

5.10.3重構網(wǎng)格 / 285

5.10.4封閉入口 / 285

5.10.5合并Object / 285

5.10.6連接體 / 285

5.10.7創(chuàng)建計算域 / 287

5.10.8重劃分進出口網(wǎng)格 / 287

5.10.9抽取流體域 / 288

5.10.10生成體網(wǎng)格 / 288
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ANSYS CFD網(wǎng)格劃分技術指南 作者簡介

胡坤,西南石油大學機電工程學院,碩導,過程裝備與控制工程教研室主任,主要從事多相流理論研究及過程裝備研發(fā)教學工作,擁有10年ANSYS CFD軟件應用經(jīng)驗,熟悉ANSYS CFD軟件仿真流程定制及二次開發(fā)。曾用網(wǎng)名“流沙CAE”,獨立運營同名新浪博客“流沙CAE”以及原創(chuàng)微信公眾號“CFD之道”,聚焦于CFD發(fā)展及應用資訊、CFD理論解析、CFD軟件應用技巧、CFD相關案例解析以及CFD編程定制等原創(chuàng)內(nèi)容的分享,廣受3萬余專業(yè)粉絲的高度認可。

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