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ANSYS ICEM CFD工程实例详解

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作者胡坤,李振北 编

出版社人民邮电出版社

ISBN9787115350671

出版时间2014-08

装帧平装

开本16开

定价79.8元

货号1202517020

上书时间2024-12-02

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品相描述：全新
商品描述
作者简介
胡坤，博士，就职于西南石油大学机电工程学院，从事石油天然气装备研发及教学工作。拥有8年ANSYS CFD软件应用经验，曾利用CFD软件对水力旋流器、卧式螺旋分离器、水力喷砂射孔器和井喷失控灾害预测等进行过研究，熟悉ANSYS CFD软件仿真流程。
李振北，工程师，现为中国机械科学研究总院机械设计及理论专业博士研究生，就职于中石油管道检测技术有限责任公司，从事油气管道监测器设计及研发工作。

目录
第一部分CFD工程应用基础

第1章概述10

1．1什么是CFD10

1．2CFD发展概况11

1．3CFD工程应用领域12

1．4什么时候使用CFD软件13

1．5通用流体计算软件的利与弊13

1．6本书读者定位14

1．7本书特点14

第2章ANSYS CFD软件简介16

2．1CFD工程应用一般流程16

2．1．1计算前处理16

2．1．2计算求解器16

2．1．3计算后处理17

2．2ANSYSCFD软件族简介17

2．2．1前处理软件：ICEM CFD17

2．2．2CFD求解器：Fluent18

2．2．3CFD求解器：CFX19

2．2．4后处理模块：CFD-POST21

第二部分计算前处理

第3章流体计算域24

3．1计算域模型24

3．1．1内流计算域24

3．1．2外流计算域25

3．1．3混合计算域25

3．2计算域生成方法25

3．2．1直接建模25

3．2．2几何抽取25

3．3计算域简化26

3．4多区域计算模型26

3．4．1Interface27

3．4．2Interior27

3．5计算域创建工具ANSYS DesignModeler27

3．5．1Fill功能28

3．5．2Enclosure功能29

3．6计算域创建实例29

3．6．1【实例3-1】直接创建计算域29

3．6．2【实例3-2】Fills方式创建计算域模型32

3．6．3【实例3-3】Enclosure方式创建计算域模型34

3．6．4【实例3-4】创建混合计算域35

3．7本章小结37

第4章流体网格38

4．1流体网格基础概念38

4．1．1网格术语38

4．1．2网格形状38

4．1．3结构网格与非结构网格39

4．2网格的度量39

4．2．1网格数量39

4．2．2网格质量40

4．3流体网格划分软件：ICEM CFD简介40

4．3．1ICEM CFD主要特点41

4．3．2ICEM CFD中的文件类型41

4．3．3ICEM CFD操作界面41

4．3．4ICEM CFD操作键47

4．3．5ICEM CFD的启动47

4．3．6ICEM CFD网格划分基本流程48

4．4本章小结49

第5章ICEM CFD几何操作50

5．1ICEM CFD中的几何组织形式50

5．2基本几何创建50

5．2．1点的创建50

5．2．2线的创建52

5．2．3面操作54

5．2．4Body创建55

5．3几何修补56

5．3．1几何拓扑构建56

5．3．2几何检查57

5．3．3封闭孔洞与去除孔洞58

5．3．4边匹配58

5．3．5特征检测58

5．4辅助几何59

5．5几何操作实例59

5．5．1【实例5-1】快速流道抽取59

5．5．2【实例5-2】几何建模62

5．5．3【实例5-3】几何修补68

5．6本章小结71

第6章ICEM CFD六面体网格划分72

6．1块基本概念72

6．1．1块的层次结构72

6．1．2初始块的创建72

6．1．3块的关联操作75

6．2自顶向下构建块79

6．2．1常规切分79

6．2．2O型切分80

6．2．3Y型切分87

6．2．4【实例6-1】2D块切割实例91

6．2．5【实例6-2】3D块切割实例96

6．3自底向上构建块98

6．3．1From Vertices/Faces99

6．3．2Extrude Faces100

6．3．3由2D块形成3D块101

6．3．4【实例6-3】弹簧网格划分102

6．4常见分块策略104

6．5块变换操作110

6．5．1块平移110

6．5．2块旋转110

6．5．3块镜像111

6．5．4块缩放111

6．5．5周期块复制111

6．5．6【实例6-4】块平移操作111

6．5．7【实例6-5】块旋转操作115

6．6Edge网格参数设置119

6．6．1参数设置对话框及各参数含义119

6．6．2节点分布律121

6．6．3边界层网格123

6．6．4【实例6-6】分叉管网格划分124

6．6．5【实例6-7】外流场边界层网格127

6．7【实例6-8】排烟风道网格划分129

6．8本章小结133

第7章ICEMCFD非结构网格划分134

7．1非结构网格生成134

7．2全局网格参数设置134

7．2．1全局网格尺寸设置135

7．2．2壳网格参数136

7．2．3体网格参数设置139

7．2．4棱柱网格设置139

7．2．5周期网格设置141

7．3Part网格设置141

7．4面网格参数设置143

7．5线网格参数设置144

7．6密度盒144

7．7网格生成145

7．8【实例7-1】分支管非结构网格划分146

7．9【实例7-2】活塞阀装配体网格划分148

第8章ICEM CFD常用技巧151

8．1ICEM CFD快捷键151

8．1．1Geometry快捷键151

8．1．2Edit Mesh快捷键152

8．1．3Blocking快捷键153

8．1．4选择模式快捷键154

8．2创建多区域网格156

8．2．1Interface与Interior156

8．2．2【实例8-1】非结构网格多计算域模型156

8．2．3【实例8-2】结构网格多计算域模型160

8．2．4【实例8-3】网格模型组装162

8．3创建周期网格164

8．3．1指定几何周期164

8．3．2周期顶点定义165

8．3．3【实例8-4】2D旋转周期网格165

8．3．4【实例8-5】2D平移周期网格173

8．3．5【实例8-6】3D旋转周期网格175

第三部分求解器

第9章FLUENT用户界面180

9．1FLUENT的启动180

9．1．1启动方式180

9．1．2FLUENT启动界面181

9．2软件界面183

9．2．1Meshing模式界面183

9．2．2Solution模式界面184

9．3FLUENT操作流程191

第10章FLUENT Meshing模式192

10．1【实例10-1】Tet网格划分192

10．2【实例10-2】分区混合网格划分196

第11章FLUENT前处理基础199

11．1FLUENT前处理流程199

11．2网格控制200

11．2．1网格缩放200

11．2．2网格检查201

11．2．3网格显示201

11．3求解设置中的一些基本概念202

11．3．1压力基与密度基求解器202

11．3．2稳态与瞬态计算203

11．3．3FLUENT中的压力205

11．4湍流模型207

11．4．1湍流和层流判断207

11．4．2湍流求解方法207

11．4．3FLUENT中的湍流模型208

11．4．4y+的基本概念210

11．4．5壁面函数212

11．4．6边界湍流设置212

11．5边界条件214

11．5．1边界条件分类214

11．5．2边界条件设置215

第12章FLUENT后处理基础216

12．1后处理概述216

12．2FLUENT后处理操作216

12．2．1创建特征位置216

12．2．2流场可视化220

12．2．3Graphics and Animations220

12．2．4动画创建223

12．2．5图形设置选项225

12．2．6Plot227

12．2．7Reports228

第13章基本流动问题计算231

13．1【实例13-1】翼型计算（可压流动）231

13．1．1问题描述231

13．1．2FLUENT前处理设置231

13．1．3结果后处理237

13．2【实例13-2】卡门涡街计算（瞬态计算）239

13．2．1问题描述240

13．2．2FLUENT前处理设置241

13．2．3结果后处理245

第14章动区域计算模型246

14．1运动区域计算概述246

14．2单运动参考系模型247

14．2．1SRF模型中的网格模型247

14．2．2在FLUENT中使用SRF模型248

14．2．3SRF模型求解策略250

14．3多运动参考系模型250

14．3．1多参考系模型250

14．3．2混合面模型252

14．3．3滑移网格模型253

14．4【实例14-1】离心压缩机仿真计算（SRF模型）253

14．4．1问题描述253

14．4．2FLUENT前处理设置253

14．4．3后处理分析260

14．5【实例14-2】垂直轴风力机流场计算（MRF）263

14．5．1问题描述263

14．5．2FLUENT前处理设置264

14．5．3后处理分析268

14．6【实例14-3】垂直轴风力机流场计算（滑移网格）270

14．6．1模型描述270

14．6．2UDF定义270

14．6．3FLUENT前处理设置271

14．6．4后处理分析274

第15章动网格模型276

15．1FLUENT中使用动网格276

15．2网格更新方法276

15．2．1Smoothing276

15．2．2Layering279

15．2．3Remeshing280

15．3运动指定281

15．3．1瞬态Profile281

15．3．2动网格中的UDF283

15．4运动区域定义284

15．4．1静止部件（Stationary）285

15．4．2刚体（Rigid Body）285

15．4．3变形体（Deforming）285

15．4．4其他类型286

15．5网格预览286

15．6【实例15-1】齿轮泵仿真287

15．6．1问题描述287

15．6．2FLUENT前处理设置288

15．6．3计算后处理296

15．7【实例15-2】利用6DOF计算船舶行驶情况296

15．7．1问题描述297

15．7．2FLUENT前处理设置297

15．7．3计算后处理305

15．8【实例15-3】止回阀流场计算307

15．8．1问题描述307

15．8．2FLUENT前处理设置308

15．8．3计算后处理312

第16章多相流模型313

16．1多相流概述313

16．1．1多相流定义313

16．1．2多相流形态313

16．2FLUENT中的多相流模型314

16．2．1多相流模型的选择315

16．2．2FLUENT多相流模拟步骤316

16．2．3VOF模型设置317

16．2．4Mixture模型设置318

16．2．5Eulerian模型设置319

16．3【实例16-1】空化现象仿真计算（Mixture模型）320

16．3．1物理现象描述320

16．3．2几何模型320

16．3．3建立模型并划分网格321

16．3．4FLUENT前处理设置323

16．3．5后处理分析328

16．4【实例16-2】溃坝模拟（VOF模型）329

16．4．1问题描述330

16．4．2建立模型及划分网格330

16．4．3FLUENT前处理设置330

16．4．4后处理分析334

16．5【实例16-3】鼓泡塔仿真计算（Eulerian模型）336

16．5．1问题描述336

16．5．2几何模型336

16．5．3FLUENT前处理设置336

16．5．4后处理分析340

第17章组分输运及反应流模型342

17．1FLUENT中的组分输运及反应流模型342

17．2组分输运模型前处理343

17．2．1无反应组分输运模型343

17．2．2有限反应速率模型345

17．3【实例17-1】引擎着火导致气体扩散345

17．3．1问题描述345

17．3．2FLUENT前处理操作346

17．3．3计算后处理351

17．4【实例17-2】锥形燃烧器燃烧模拟（有限速率模型）353

17．4．1实例简介353

17．4．2问题描述353

17．4．3FLUENT前处理设置353

17．4．4计算后处理357

17．5【实例17-3】锥形燃烧器燃烧模拟（zimount预混模型）358

17．5．1实例概述358

17．5．2FLUENT前处理设置359

17．5．3计算后处理362

第四部分计算后处理及工程应用

第18章流体计算后处理366

18．1流体计算后处理概述366

18．2常用的流体计算后处理工具366

18．3CFD-POST计算后处理一般流程366

第19章CFD-POST应用360

19．1CFD-POST的启动方式368

19．1．1直接启动CFD-POST368

19．1．2从Workbench中启动CFD-POST369

19．1．3从计算软件中启动CFD-POST369

19．2CFD-POST软件工作界面369

19．2．1CFD-POST的菜单项370

19．2．2工具栏按钮371

19．3CFD-POST后处理功能371

19．3．1创建后处理位置371

19．3．2生成后处理对象378

19．3．3数据操作383

19．3．4其他工具387

19．4【实例19-1】CFD-POST基本操作387

19．5【实例19-2】定量后处理394

19．6【实例19-3】比较多个CASE397

19．7【实例19-4】瞬态后处理399

第20章CFD-POST高级功能402

20．1CEL基础402

20．1．1运算符402

20．1．2常量403

20．1．3标准函数403

20．1．4基本变量404

20．1．5CFD-POST函数405

20．2CCL基础406

20．2．1CCL基本结构406

20．2．2CCL语法细节407

20．3CFD-POST自动化408

20．3．1报告模板定义409

20．3．2模板操作410

20．3．3【实例20-1】定义后处理模板411

第21章Design Xplorer优化设计415

21．1数值优化概述415

21．2Design Xplorer概述415

21．3Design Xplorer优化基础416

21．3．1基本概念416

21．3．2ANSYS Design Xplorer基本设置417

21．3．3目标驱动优化设计420

内容摘要
本书以计算流体动力学（CFD）的分析流程为主线，全书涉及以下内容：CFD工程应用基础，包括CFD的基本概念和CFD工程应用一般流程；计算前处理，主要通过实例讲解ANSYSICEM CFD的应用技巧；求解器，包括ANSYS FLUENT各计算模块应用的实例讲解；计算后处理，包括后处理结果处理软件ANSYS CFD-POST的使用技巧以及ANSYS工程优化模块Design Explorer的使用。本书有配套相关案例模型文件，并专门配备了视频讲解。此外，读者还可以通过V公众平台iCAX与作者进行互动解答问题。全书可作为初学者的入门教程，也可作为中高级使用者的参考资料。本书章节间没有紧密的联系，因此既适合全书阅读，也适合分章节进行阅读。

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