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ANSYS CFD網(wǎng)格劃分技術(shù)指南與實(shí)例詳解——ANSYS Meshing/ICEM CFD/ Fluent Meshi
定 價(jià)：149 元
- 作者：王進(jìn) 王鑫鑫 張丹
- 出版時(shí)間：2024/8/1
- ISBN：9787111752844
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：O241.82-39
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
本書介紹了ANSYS CFD系列網(wǎng)格劃分技術(shù),涵蓋ANSYS Meshing、ANSYS ICEM CFD和ANSYS Fluent Meshing。其中ANSYS Meshing部分共6章,分別介紹了ANSYS Workbench平臺(tái)、ANSYS Meshing網(wǎng)格劃分方法、網(wǎng)格控制及其他常用功能;ANSYS ICEM CFD部分共9章,分別介紹了ICEM基礎(chǔ)、幾何處理、面網(wǎng)格、非結(jié)構(gòu)體網(wǎng)格和基于塊拓?fù)涞牧骟w網(wǎng)格等內(nèi)容;ANSYS Fluent Meshing部分共5章,分別介紹了Fluent Meshing界面、傳統(tǒng)工作流程、Watertight工作流程及Fault-tolerant Meshing(FTM)工作流程。每一部分均解釋了常用的概念及關(guān)鍵參數(shù),并輔以豐富的案例介紹具體操作步驟。
本書可供進(jìn)行CFD分析的相關(guān)人員使用,也可供高等院校高年級(jí)本科生和研究生參考。
本書內(nèi)容全面，詳細(xì)講解了ANSYS CFD前處理系列軟件ANSYS Meshing/ICEM CFD/ Fluent Meshing的各項(xiàng)網(wǎng)格劃分功能與操作方法。
講解條理清晰、重點(diǎn)突出。書中融入作者多年應(yīng)用ANSYS Meshing/ICEM CFD/ Fluent Meshing的經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)，可幫助讀者快速掌握功能關(guān)鍵點(diǎn)。
案例典型豐富、由淺入深，助力CFD分析人員系統(tǒng)掌握網(wǎng)格劃分技術(shù)。
前言
CFD(Computational Fluid Dynamics,計(jì)算流體力學(xué))仿真算法以有限體積法為主,各大主流CFD求解器均以網(wǎng)格作為空間離散的載體,所以網(wǎng)格劃分是CFD分析中必不可少的環(huán)節(jié)。網(wǎng)格的尺寸、分布、質(zhì)量及數(shù)量等直接關(guān)系到求解的穩(wěn)定性、收斂性、結(jié)果精準(zhǔn)度和計(jì)算速度等,所以掌握網(wǎng)格劃分的相關(guān)知識(shí)是實(shí)現(xiàn)CFD分析的技能。
本書介紹ANSYS CFD系列網(wǎng)格劃分軟件,涵蓋了ANSYS Meshing、ANSYS ICEM CFD和ANSYS Fluent Meshing,供讀者選擇學(xué)習(xí)。
ANSYS Meshing是基于Workbench平臺(tái)的綜合網(wǎng)格工具,可以為ANSYS的結(jié)構(gòu)、流體、顯示動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科分析提供網(wǎng)格。在本書所述的三個(gè)軟件中,ANSYS Meshing的自動(dòng)化程度最高,它融合了早期的Gambit、ICEM、TGrid、ANSYS Composite Prep Post等軟件的優(yōu)秀算法,近幾年開發(fā)力度較大,功能不斷完善。除了全自動(dòng)的網(wǎng)格劃分流程,ANSYS Meshing還具備幾何處理、網(wǎng)格編輯等功能。適合對(duì)不太復(fù)雜、干凈度高的幾何自動(dòng)劃分2D的三角形和四邊形網(wǎng)格、3D的四面體、棱柱層、掃掠六面體等網(wǎng)格及混合網(wǎng)格。另外,ANSYS Meshing也適用于參數(shù)化分析及多物理場仿真的網(wǎng)格生成。
ANSYS ICEM CFD是歷史悠久的網(wǎng)格工具,可以為100多種求解器提供網(wǎng)格。在操作的自動(dòng)化程度方面它雖然不如ANSYS Meshing,但可以在Workbench平臺(tái)運(yùn)行或單獨(dú)啟動(dòng)。ICEM最具亮點(diǎn)的功能是基于塊拓?fù)涞募兞骟w網(wǎng)格技術(shù),同時(shí)它還具備幾何處理、2D網(wǎng)格、3D四面體、棱柱層、笛卡兒、六面體核心、六面體占優(yōu)等功能。對(duì)于幾何體劃分純六面體網(wǎng)格,ICEM無疑是首選的工具。此外,對(duì)于為非Fluent的求解器劃分網(wǎng)格,以及對(duì)于臟幾何、小面幾何和大型非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,ICEM也是合適的工具。
ANSYS Fluent Meshing的前身是TGrid,其本身的網(wǎng)格功能非常強(qiáng)大,在復(fù)雜、大型網(wǎng)格的生成方面獨(dú)具優(yōu)勢。但由于早期的TGrid圖形用戶界面(Graphical User Interface,GUI)過于簡單,多數(shù)操作要用快捷鍵實(shí)現(xiàn),使其曾一度在實(shí)際應(yīng)用中被遺忘。近幾年,ANSYS對(duì)TGrid的GUI進(jìn)行大力開發(fā),并將其重命名為Fluent Meshing。新版本在原始網(wǎng)格算法的基礎(chǔ)上,逐漸加入新的網(wǎng)格形式,且GUI友好、增加了流程化操作、改進(jìn)了與CAD軟件的協(xié)同性,使用門檻大大降低。Fluent Meshing的網(wǎng)格形式以非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格為主,包括四面體、棱柱層、Cutcell、六面體核心、多面體等網(wǎng)格及混合網(wǎng)格。此外,Fluent Meshing提供幾何處理、網(wǎng)格編輯和完善的包面功能,對(duì)于大型、復(fù)雜或臟幾何,以及需要高質(zhì)量的貼體面網(wǎng)格的Fluent用戶,Fluent Meshing都是最佳選擇。
這三種軟件各有特點(diǎn)及適用范圍,但界限并不絕對(duì),實(shí)際分析中可以根據(jù)項(xiàng)目需求和操作習(xí)慣自行選擇。
三種軟件劃分的網(wǎng)格如下:
ANSYS Meshing網(wǎng)格ANSYS ICEM CFD網(wǎng)格ANSYS Fluent Meshing網(wǎng)格本書具有以下特點(diǎn):
1)內(nèi)容全面。涵蓋了ANSYS CFD前處理系列三個(gè)軟件的內(nèi)容,每一部分均詳細(xì)地講解了相關(guān)功能及操作。
2)案例豐富典型。案例由淺入深,既適合入門學(xué)習(xí)的讀者使用,也有高級(jí)功能供熟練應(yīng)用的讀者進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。
3)條理清晰、重點(diǎn)突出。本書寫作過程中融入了作者多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和體會(huì),可幫助讀者快速掌握功能關(guān)鍵點(diǎn)。
本書適用對(duì)象:本書可作為各行各業(yè)的CFD從業(yè)者及高等院校相關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的參考工具書。
本書由王進(jìn)、王鑫鑫、張丹編著,李倩倩、翟鄭佳、胡振偉、張福星和田可參與了本書的校對(duì),在此表示衷心的感謝!此外,感謝機(jī)械工業(yè)出版社為本書出版而付出的辛勤勞動(dòng)!
由于編著者水平有限,書中難免有不當(dāng)或疏漏之處,敬請(qǐng)讀者朋友批評(píng)指正。
編著者
王進(jìn)，西安交通大學(xué)博士，河北工業(yè)大學(xué)教授， 博士生導(dǎo)師，河北省杰出青年基金獲得者，河北省 先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與裝備工程研究中心副主任， 九三學(xué)社成員，天津市科普作家協(xié)會(huì)會(huì)員。 曾在清華大學(xué)從事博士后研究工作，并于瑞典隆德大學(xué)和芬蘭拉彭蘭塔理工大學(xué)做訪問學(xué)者，于捷克布爾諾理工大學(xué)擔(dān)任研究員工作。任SCI期刊Energy Sources Part A-Recovery Utilization and Environmental Effects、Open Physics編委，期刊Frontiers in Thermal Engineering 副主編。長期從事能源科學(xué)與材料學(xué)、電磁學(xué)等交叉學(xué)科研究，主要方向?yàn)榛跈C(jī)器學(xué)習(xí)與增材制造的 換熱器設(shè)計(jì)優(yōu)化、納米材料強(qiáng)化傳熱技術(shù)(先進(jìn)功 能納米流體、熱電材料與儲(chǔ)能材料等)、航空發(fā)動(dòng) 機(jī)傳熱與冷卻技術(shù)等。發(fā)表SCI期刊論文90篇，各類學(xué)術(shù)論文200余篇，授權(quán)發(fā)明專利10余項(xiàng)，實(shí)用新型專利20余項(xiàng)，軟件著作權(quán)3項(xiàng)。
張丹，流體力學(xué)和計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)雙碩士，曾就職于國內(nèi)知名CAE仿真公司和德國CAE咨詢公司。有近15年CAE領(lǐng)域結(jié)構(gòu)和流體相關(guān)的專業(yè)應(yīng)用開發(fā)、仿真工程應(yīng)用實(shí)踐和數(shù)值計(jì)算研究工作經(jīng)驗(yàn)。擅長流固耦合數(shù)值計(jì)算、流體動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)、結(jié)構(gòu)隱式靜 力和動(dòng)力學(xué)仿真分析、多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，并且在仿真高性能云平臺(tái)開發(fā)和建設(shè)方面有豐富經(jīng)驗(yàn)。
目錄
前言
第1篇ANSYS Meshing
第1章ANSYS Workbench平臺(tái)介紹
1.1ANSYS Workbench圖形用戶界面簡介
1.2在ANSYS Workbench中創(chuàng)建分析系統(tǒng)
1.3不同分析系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)連接
1.4Workbench文件的管理與保存
第2章ANSYS Meshing簡介
2.1ANSYS Meshing界面
2.2ANSYS Meshing常用概念
2.3Worksheet介紹
2.4案例:使用Worksheet定義NS
第3章ANSYS Meshing網(wǎng)格劃分方法
3.1網(wǎng)格劃分方法總體介紹
3.2四面體網(wǎng)格劃分方法
3.3六面體網(wǎng)格劃分方法
3.4裝配體網(wǎng)格劃分方法
3.5二維面體網(wǎng)格劃分方法
3.6選擇性網(wǎng)格劃分方法
3.7陣列網(wǎng)格劃分方法
第4章ANSYS Meshing全局網(wǎng)格控制介紹
4.1Defaults(默認(rèn))組的設(shè)置
4.2Sizing(尺寸)組的設(shè)置
4.3Inflation(膨脹層)組
4.4Quality(網(wǎng)格質(zhì)量)組
第5章ANSYS Meshing局部網(wǎng)格控制介紹
5.1Sizing尺寸控制
5.2Face Meshing映射面網(wǎng)格
5.3Mesh Copy網(wǎng)格復(fù)制
5.4Match Control匹配控制
5.5對(duì)稱控制
5.6Pinch收縮控制
5.7膨脹層控制
第6章其他常用功能
6.1虛拓?fù)?br />6.2Mesh Editing網(wǎng)格編輯
6.3與ANSYS ICEM CFD交互式網(wǎng)格劃分
第2篇ANSYS ICEM CFD
第1章ICEM功能簡介
1.1ICEM的功能特征
1.2ICEM界面和工具
第2章幾何處理
2.1幾何功能概述
2.2導(dǎo)入幾何
2.3打開幾何
2.4幾何設(shè)計(jì)工具
2.5案例:修補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)幾何
第3章面網(wǎng)格
3.1面網(wǎng)格劃分流程
3.2全局網(wǎng)格設(shè)置
3.3局部面網(wǎng)格設(shè)置
3.4局部線網(wǎng)格設(shè)置
3.5計(jì)算面網(wǎng)格
3.6案例:飛機(jī)面網(wǎng)格劃分
第4章非結(jié)構(gòu)體網(wǎng)格
4.1劃分四面體網(wǎng)格常規(guī)流程
4.2網(wǎng)格類型
4.3輸入文件類型
4.4創(chuàng)建體(Body)
4.5網(wǎng)格方法Octree
4.6其他四面體網(wǎng)格方法
4.7四面體網(wǎng)格方法對(duì)比
4.8非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格選擇
4.9棱柱層網(wǎng)格
4.10案例:劃分飛機(jī)外流場網(wǎng)格
4.11案例:劃分發(fā)動(dòng)機(jī)模型四面體網(wǎng)格
4.12案例:對(duì)STL幾何劃分四面體網(wǎng)格
第5章六面體網(wǎng)格基礎(chǔ)
5.1塊拓?fù)浼夹g(shù)簡介
5.2塊劃分方法
5.3六面體網(wǎng)格對(duì)幾何的要求
5.4幾何和塊的命名
5.5劃分六面體網(wǎng)格的步驟
5.6自頂向下方法步驟
第6章Ogrid
6.1Ogrid定義和作用
6.2創(chuàng)建Ogrid
6.3為Ogrid添加面
6.4外Ogrid
6.5縮放Ogrid
6.6索引控制
6.7VORFN
6.8檢查網(wǎng)格切面
6.9基本塊結(jié)構(gòu)
6.10案例:劃分四通管六面體網(wǎng)格(一)
6.11案例:對(duì)2D彎管劃分映射網(wǎng)格
第7章六面體網(wǎng)格頂點(diǎn)操作
7.1合并頂點(diǎn)
7.2根據(jù)位置移動(dòng)頂點(diǎn)
7.3排列頂點(diǎn)
7.4分割頂點(diǎn)
7.5案例:劃分四通管六面體網(wǎng)格(二)
7.6案例:Ogrid練習(xí)劃分半球面立方體網(wǎng)格
第8章六面體網(wǎng)格邊操作
8.1設(shè)定邊的網(wǎng)格參數(shù)
8.2創(chuàng)建分布鏈接
8.3延伸分割
8.4分割邊
8.5創(chuàng)建邊的鏈接
8.6匹配邊
8.7案例:提高網(wǎng)格質(zhì)量練習(xí)
8.8案例:外Ogrid及關(guān)聯(lián)邊網(wǎng)格分布練習(xí)
8.9案例:劃分導(dǎo)彈外流場六面體網(wǎng)格
第9章六面體網(wǎng)格面和塊的常用操作
9.1創(chuàng)建塊3D Bounding Box
9.2創(chuàng)建塊2D Surface Blocking
9.3創(chuàng)建塊2D Planar
9.4創(chuàng)建塊3D Multizone
9.5從頂點(diǎn)或面創(chuàng)建塊
9.6由2D塊創(chuàng)建3D塊
9.7分割面
9.8合并塊
9.9合并面
9.10轉(zhuǎn)變塊
9.11拉伸面創(chuàng)建3D塊
9.12坍塌塊
9.13創(chuàng)建周期網(wǎng)格
9.14常見塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
9.15案例:用坍塌塊技術(shù)劃分葉片管道
9.16案例:合并塊拓?fù)?br />9.17案例:創(chuàng)建四面體和六面體的混合網(wǎng)格
9.18案例:對(duì)托架劃分六面體網(wǎng)格
9.19案例:用自底向上法劃分排氣歧管網(wǎng)格
9.20案例:用自底向上法生成周期六面體網(wǎng)格
9.21案例:用MultiZone方法劃分混合網(wǎng)格
第3篇ANSYS Fluent Meshing
第1章ANSYS Fluent Meshing功能簡介
第2章Fluent Meshing 圖形用戶界面
2.1功能區(qū)
2.2大綱視圖
2.3圖形窗口
第3章傳統(tǒng)Fluent Meshing工作流程
3.1傳統(tǒng)Fluent Meshing操作流程
3.2傳統(tǒng)Fluent Meshing工作流程操作案例
第4章Watertight工作流程
4.1Watertight支持的CAD幾何和網(wǎng)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)工作流程應(yīng)用場景
5.2包面技術(shù)
5.3FTM關(guān)鍵技術(shù)
5.4FTM在Fluent Meshing中的操作流程
5.5FTM工作流程操作案例
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