本書主要介紹ANSYS ICEM CFD及ANSYS FLUENT。其中, ICEM CFD部分主要包括ICEM CFD基礎、幾何處理、網格基礎、分塊網格基礎以及非結構網格; FLUENT部分則包含了FLUENT基礎、流動問題計算、傳熱計算、運動部件建模、多相流計算、反應流計算、耦合問題計算等。本書以ANSYS CFD應用過程中可能會遇到的典型問題作為討論對象。由于不同讀者群工程背景的差異, 因此在工作中所能碰到的問題存在較大的差異。本書不以特定CFD用戶群為對象, 而是從軟件使用過程中可能會遇到的問題出發, 力求成為一部CFD軟件使用過程中的工具書, 遇到問題可通過本書迅速找到解決辦法。
在實際工作中ANSYS CFD的應用會產生很多疑難問題，本書系統梳理了ANSYS CFD在結構分析應用中的一些疑難問題并給出解決辦法或思路。問題涉及結構分析的前處理（幾何建模、有限元模型）、求解分析（線性和非線性問題）、后處理以及一些接觸分析的實例和其它問題，均來自于ANSYS 實際使用人員的實踐。
第一篇 ICEM CFD常見問題解答
第1章 ICEM CFD基礎 10
【Q1】 ICEM CFD的基本使用流程 10
【Q2】 ICEM CFD的功能 10
【Q3】 ICEM CFD軟件的類型 12
【Q4】 ICEM CFD工作路徑設置 13
【Q5】 設置ICEM CFD的背景顏色 14
【Q6】 ICEM CFD多核并行處理設置 14
【Q7】 ICEM CFD中的幾何單位設置 14
【Q8】 鼠標中鍵的替代方案 15
【案例1】ICEM CFD自動網格劃分 15
【案例2】ICEM CFD分塊六面體網格劃分 20
第2章 幾何處理 26
【Q1】 ICEM CFD中的幾何拓撲 26
【Q2】 構建拓撲后幾何線條顏色 26
【Q3】 ICEM CFD中Body的用途 27
【Q4】 ICEM CFD中Part的用途 28
【Q5】 幾何點操作 28
【Q6】 幾何線操作 31
【Q7】 幾何面操作 34
【Q8】 變換幾何體 37
【Q9】 如何按函數規律創建點 38
【Q10】 導入點云數據 39
【Q11】 Close Hole與Remove Hole的區別 40
【Q12】 快速構建流體內流域幾何 40
【Q13】 快速創建外流域幾何 41
【Q14】 ICEM CFD中的布爾運算 41
【Q15】 關于幾何永久刪除的問題 41
【案例1】幾何修復 42
【案例2】幾何創建 45
【案例3】外流計算域創建 52
【案例4】內流域創建 54
第3章 網格基礎 57
【Q1】 關于網格的5個誤區 57
【Q2】 結構網格與非結構網格 59
【Q3】 常用的網格形狀 60
【Q4】 選用何種類型的網格 60
【Q5】 邊界層網格 61
【Q6】 第一層網格高度 62
【Q7】 ICEM CFD查看網格質量 65
【Q8】 何為網格獨立性驗證 65
【Q9】“動網格”并非網格 66
【Q10】 周期網格 66
第4章 分塊網格基礎 67
【Q1】 何為Block 67
【Q2】 Block網格劃分中的一些術語 67
【Q3】 將網格轉化為Unstructural Mesh 68
【Q4】 如何輸出結構網格 68
【Q5】 何為O型切分 68
【Q6】 Y型切分 70
【Q7】 三角形如何進行Y型切分 71
【Q8】 圓角的通用處理方式 71
【Q9】 邊界層網格如何實現 73
【Q10】 如何刪除O型塊 74
【Q11】 3D網格中如何創建2D邊界 75
【Q12】 2D分塊網格關聯時應該注意的問題 75
【Q13】 如何創建多區域分塊網格 76
【Q14】 如何自頂向下創建Block 76
【Q15】 如何自底向上創建Block 77
【Q16】 如何利用From Vertices創建新的2D塊 77
【Q17】 如何利用From Vertices創建新的3D塊 79
【Q18】 Extrude Face方式創建3D塊 81
【Q19】 2D to 3D創建3D塊 82
【Q20】 塊變換功能 84
【Q21】 頂點移動 87
【Q22】 關聯的本質 90
【Q23】 Index Control的使用 91
【案例1】自底向上2D網格劃分 92
【案例2】3D結構中的內部2D幾何邊界 96
【案例3】多區域分塊網格 98
【案例4】旋風分離器分塊網格劃分 100
【案例5】管殼式換熱器周期網格劃分 110
第5章 非結構網格 115
【Q1】 使用非結構網格 115
【Q2】 非結構網格生成流程 116
【Q3】 定義網格尺寸 116
【Q4】 全局面網格參數 120
【Q5】 全局體網格參數 122
【Q6】 全局棱柱層網格參數 125
【Q7】 創建內部邊界 127
【Q8】 各種面網格生成方法 127
【Q9】 創建多區域非結構網格 128
【Q10】 網格生成后創建的Part 129
【案例1】3D外流域非結構網格劃分 129
【案例2】3D內流域非結構網格劃分 134
【案例3】2D非結構網格案例 141
【案例4】棱柱層網格劃分 143
【案例5】笛卡兒網格劃分 147
第二篇 FLUENT常見問題解答
第6章 FLUENT基礎 152
【Q1】 工具 152
【Q2】 FLUENT應用領域分類 152
【Q3】 FLUENT一般流程 153
【Q4】 網格獨立性驗證 154
【Q5】 時間獨立性驗證 155
【Q6】 FLUENT界面 155
【Q7】 Fluent模型樹節點 156
【案例】FLUENT工作流程 159
第7章 流動問題計算 168
【Q1】 流動問題計算中應考慮的一些問題 168
【Q2】 密度與壓縮性 168
【Q3】 牛頓流體與非牛頓流體 170
【Q4】 湍流模型中使用非牛頓黏度模型 173
【Q5】 瞬態與穩態的選擇 174
【Q6】 2D計算的一些問題 174
【Q7】 選用湍流還是層流 175
【Q8】 FLUENT中的湍流模型 176
【Q9】 湍流模型的選擇 176
【Q10】 壓力基求解器與密度基求解器 177
【Q11】 壓力基中壓力速度耦合算法 179
【Q12】 亞松弛因子的設定 179
【Q13】 Coupled中的Courant數設置 180
【Q14】 初始值設定 180
【Q15】 穩態計算收斂性判斷 184
【Q16】 瞬態時間步長的確定 184
【Q17】 瞬態計算的收斂性判斷 185
【案例1】不可壓縮流動：Tesla閥內流場計算 186
【案例2】可壓流動：RAE2822翼型外流場計算 194
【案例3】多孔介質流動計算 202
【案例4】非牛頓流體流動計算 208
第8章 傳熱計算 213
【Q1】 傳熱模型 213
【Q2】 壁面熱邊界 213
【Q3】 FLUENT中的輻射模型 214
【Q4】 輻射模型的選擇 215
【Q5】 自然對流模擬的一些問題 216
【案例1】自然對流模擬：同心圓柱 217
【案例2】S2S輻射傳熱：自然對流 222
【案例3】DO輻射換熱：汽車前燈 232
【案例4】太陽輻射換熱：建筑物室內熱計算 245
第9章 運動部件建模 257
【Q1】 運動部件的模擬方法 257
【Q2】 利用Profile文件定義運動 259
【Q3】 利用UDF定義運動 260
【Q4】 6DOF模型 262
【Q5】 Overset網格 263
【Q6】 運動部件定義 264
【Q7】 動網格方法：Smoothing 265
【Q8】 動網格方法：Layering 267
【Q9】 動網格方法：Remeshing 268
【案例1】6DOF運動：箱體入水計算 270
【案例2】2．5D網格重構：齒輪泵流場計算 282
【案例3】In Cylinder動網格：氣缸內氣體壓縮模擬 292
【案例4】MRF模型：風扇流場計算 299
【案例5】Overset模型：抖動的圓柱體 306
【案例6】6DOF被動運動：轉動的水車 312
第10章 多相流計算 321
【Q1】 多相流形態 321
【Q2】 FLUENT中的多相流模型 321
【Q3】 多相流模型的選擇 323
【Q4】 FLUENT多相流模擬步驟 324
【Q5】 VOF模型設置 325
【Q6】 混合模型設置 326
【Q7】 歐拉模型設置 327
【Q8】 顆粒流模擬 328
【Q9】 顆粒在流體中的曳力 328
【Q10】 DPM模型設置 331
【Q11】 DPM模型穩態及瞬態計算 333
【Q12】 DPM壁面條件 334
【Q13】 DPM顆粒相與連續相的匹配 335
【案例1】混合模型：空化噴嘴 337
【案例2】VOF模型：水中氣泡運動 345
【案例3】凝固/融化模型：管道結冰 353
【案例4】PBM模型：鼓泡反應器 359
【案例5】DPM模型：顆粒負載流動 369
第11章 反應流計算 376
【Q1】 FLUENT中的組分輸運及反應流模型 376
【Q2】 無反應組分輸運模型 377
【Q3】 有限反應速率模型 379
【案例1】EDM模型：燃燒器 380
【案例2】部分預混燃燒模型：同軸燃燒器 391
【案例3】固體顆粒燃燒：煤燃燒 396
第12章 耦合問題計算 406
【Q1】 流固耦合基礎 406
【Q2】 流固耦合計算方法 407
【Q3】 ANSYS Workbench中的流固耦合 408
【案例1】雙向流固耦合：簧片閥 410
【案例2】熱-結構耦合：T型管熱應力計算 423
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