ANSYS CFD网格划分技术指南与实例详解——ANSYS Meshing/ICEM CFD/ Fluent Meshi_王进王鑫鑫张丹_9787111752844

本书介绍了ANSYS CFD系列网格划分技术,涵盖ANSYS Meshing、ANSYS ICEM CFD和ANSYS Fluent Meshing。其中ANSYS Meshing部分共6章,分别介绍了ANSYS Workbench平台、ANSYS Meshing网格划分方法、网格控制及其他常用功能;ANSYS ICEM CFD部分共9章,分别介绍了ICEM基础、几何处理、面网格、非结构体网格和基于块拓扑的六面体网格等内容;ANSYS Fluent Meshing部分共5章,分别介绍了Fluent Meshing界面、传统工作流程、Watertight工作流程及Fault-tolerant Meshing(FTM)工作流程。每一部分均解释了常用的概念及关键参数,并辅以丰富的案例介绍具体操作步骤。
本书可供进行CFD分析的相关人员使用,也可供高等院校高年级本科生和研究生参考。

前言
CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)仿真算法以有限体积法为主,各大主流CFD求解器均以网格作为空间离散的载体,所以网格划分是CFD分析中必不可少的环节。网格的尺寸、分布、质量及数量等直接关系到求解的稳定性、收敛性、结果精准度和计算速度等,所以掌握网格划分的相关知识是实现CFD分析的技能。
本书介绍ANSYS CFD系列网格划分软件,涵盖了ANSYS Meshing、ANSYS ICEM CFD和ANSYS Fluent Meshing,供读者选择学习。
ANSYS Meshing是基于Workbench平台的综合网格工具,可以为ANSYS的结构、流体、显示动力学等多学科分析提供网格。在本书所述的三个软件中,ANSYS Meshing的自动化程度最高,它融合了早期的Gambit、ICEM、TGrid、ANSYS Composite Prep Post等软件的优秀算法,近几年开发力度较大,功能不断完善。除了全自动的网格划分流程,ANSYS Meshing还具备几何处理、网格编辑等功能。适合对不太复杂、干净度高的几何自动划分2D的三角形和四边形网格、3D的四面体、棱柱层、扫掠六面体等网格及混合网格。另外,ANSYS Meshing也适用于参数化分析及多物理场仿真的网格生成。
ANSYS ICEM CFD是历史悠久的网格工具,可以为100多种求解器提供网格。在操作的自动化程度方面它虽然不如ANSYS Meshing,但可以在Workbench平台运行或单独启动。ICEM最具亮点的功能是基于块拓扑的纯六面体网格技术,同时它还具备几何处理、2D网格、3D四面体、棱柱层、笛卡儿、六面体核心、六面体占优等功能。对于几何体划分纯六面体网格,ICEM无疑是首选的工具。此外,对于为非Fluent的求解器划分网格,以及对于脏几何、小面几何和大型非结构网格,ICEM也是合适的工具。
ANSYS Fluent Meshing的前身是TGrid,其本身的网格功能非常强大,在复杂、大型网格的生成方面独具优势。但由于早期的TGrid图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)过于简单,多数操作要用快捷键实现,使其曾一度在实际应用中被遗忘。近几年,ANSYS对TGrid的GUI进行大力开发,并将其重命名为Fluent Meshing。新版本在原始网格算法的基础上,逐渐加入新的网格形式,且GUI友好、增加了流程化操作、改进了与CAD软件的协同性,使用门槛大大降低。Fluent Meshing的网格形式以非结构网格为主,包括四面体、棱柱层、Cutcell、六面体核心、多面体等网格及混合网格。此外,Fluent Meshing提供几何处理、网格编辑和完善的包面功能,对于大型、复杂或脏几何,以及需要高质量的贴体面网格的Fluent用户,Fluent Meshing都是最佳选择。
这三种软件各有特点及适用范围,但界限并不绝对,实际分析中可以根据项目需求和操作习惯自行选择。
三种软件划分的网格如下:
ANSYS Meshing网格ANSYS ICEM CFD网格ANSYS Fluent Meshing网格本书具有以下特点:
1)内容全面。涵盖了ANSYS CFD前处理系列三个软件的内容,每一部分均详细地讲解了相关功能及操作。
2)案例丰富典型。案例由浅入深,既适合入门学习的读者使用,也有高级功能供熟练应用的读者进行拓展学习。
3)条理清晰、重点突出。本书写作过程中融入了作者多年的应用经验和体会,可帮助读者快速掌握功能关键点。
本书适用对象:本书可作为各行各业的CFD从业者及高等院校相关专业高年级本科生和研究生的参考工具书。
本书由王进、王鑫鑫、张丹编著,李倩倩、翟郑佳、胡振伟、张福星和田可参与了本书的校对,在此表示衷心的感谢!此外,感谢机械工业出版社为本书出版而付出的辛勤劳动!
由于编著者水平有限,书中难免有不当或疏漏之处,敬请读者朋友批评指正。
编著者

目录
前言
第1篇ANSYS Meshing
第1章ANSYS Workbench平台介绍
1.1ANSYS Workbench图形用户界面简介
1.2在ANSYS Workbench中创建分析系统
1.3不同分析系统之间的数据连接
1.4Workbench文件的管理与保存
第2章ANSYS Meshing简介
2.1ANSYS Meshing界面
2.2ANSYS Meshing常用概念
2.3Worksheet介绍
2.4案例:使用Worksheet定义NS
第3章ANSYS Meshing网格划分方法
3.1网格划分方法总体介绍
3.2四面体网格划分方法
3.3六面体网格划分方法
3.4装配体网格划分方法
3.5二维面体网格划分方法
3.6选择性网格划分方法
3.7阵列网格划分方法
第4章ANSYS Meshing全局网格控制介绍
4.1Defaults(默认)组的设置
4.2Sizing(尺寸)组的设置
4.3Inflation(膨胀层)组
4.4Quality(网格质量)组
第5章ANSYS Meshing局部网格控制介绍
5.1Sizing尺寸控制
5.2Face Meshing映射面网格
5.3Mesh Copy网格复制
5.4Match Control匹配控制
5.5对称控制
5.6Pinch收缩控制
5.7膨胀层控制
第6章其他常用功能
6.1虚拓扑
6.2Mesh Editing网格编辑
6.3与ANSYS ICEM CFD交互式网格划分
第2篇ANSYS ICEM CFD
第1章ICEM功能简介
1.1ICEM的功能特征
1.2ICEM界面和工具
第2章几何处理
2.1几何功能概述
2.2导入几何
2.3打开几何
2.4几何设计工具
2.5案例:修补发动机几何
第3章面网格
3.1面网格划分流程
3.2全局网格设置
3.3局部面网格设置
3.4局部线网格设置
3.5计算面网格
3.6案例:飞机面网格划分
第4章非结构体网格
4.1划分四面体网格常规流程
4.2网格类型
4.3输入文件类型
4.4创建体(Body)
4.5网格方法Octree
4.6其他四面体网格方法
4.7四面体网格方法对比
4.8非结构网格选择
4.9棱柱层网格
4.10案例:划分飞机外流场网格
4.11案例:划分发动机模型四面体网格
4.12案例:对STL几何划分四面体网格
第5章六面体网格基础
5.1块拓扑技术简介
5.2块划分方法
5.3六面体网格对几何的要求
5.4几何和块的命名
5.5划分六面体网格的步骤
5.6自顶向下方法步骤
第6章Ogrid
6.1Ogrid定义和作用
6.2创建Ogrid
6.3为Ogrid添加面
6.4外Ogrid
6.5缩放Ogrid
6.6索引控制
6.7VORFN
6.8检查网格切面
6.9基本块结构
6.10案例:划分四通管六面体网格(一)
6.11案例:对2D弯管划分映射网格
第7章六面体网格顶点操作
7.1合并顶点
7.2根据位置移动顶点
7.3排列顶点
7.4分割顶点
7.5案例:划分四通管六面体网格(二)
7.6案例:Ogrid练习划分半球面立方体网格
第8章六面体网格边操作
8.1设定边的网格参数
8.2创建分布链接
8.3延伸分割
8.4分割边
8.5创建边的链接
8.6匹配边
8.7案例:提高网格质量练习
8.8案例:外Ogrid及关联边网格分布练习
8.9案例:划分导弹外流场六面体网格
第9章六面体网格面和块的常用操作
9.1创建块3D Bounding Box
9.2创建块2D Surface Blocking
9.3创建块2D Planar
9.4创建块3D Multizone
9.5从顶点或面创建块
9.6由2D块创建3D块
9.7分割面
9.8合并块
9.9合并面
9.10转变块
9.11拉伸面创建3D块
9.12坍塌块
9.13创建周期网格
9.14常见块拓扑结构
9.15案例:用坍塌块技术划分叶片管道
9.16案例:合并块拓扑
9.17案例:创建四面体和六面体的混合网格
9.18案例:对托架划分六面体网格
9.19案例:用自底向上法划分排气歧管网格
9.20案例:用自底向上法生成周期六面体网格
9.21案例:用MultiZone方法划分混合网格
第3篇ANSYS Fluent Meshing
第1章ANSYS Fluent Meshing功能简介
第2章Fluent Meshing 图形用户界面
2.1功能区
2.2大纲视图
2.3图形窗口
第3章传统Fluent Meshing工作流程
3.1传统Fluent Meshing操作流程
3.2传统Fluent Meshing工作流程操作案例
第4章Watertight工作流程
4.1Watertight支持的CAD几何和网格文件
4.2Watertight在Fluent Meshing中的操作流程
4.3Watertight工作流程操作案例
第5章Fault-tolerant Meshing(FTM)工作流程
5.1Fault-tolerant Meshing(FTM)工作流程应用场景
5.2包面技术
5.3FTM关键技术
5.4FTM在Fluent Meshing中的操作流程
5.5FTM工作流程操作案例

你还可能感兴趣

我要评论