CAE分析大系——ANSYS ICEM CFD工程实例详解

第一部分　CFD工程应用基础

第1章　概述　
1.1　什么是CFD　
1.2　CFD发展概况　
1.3　CFD工程应用领域　
1.4　什么时候使用CFD软件　
1.5　通用流体计算软件的利与弊　
1.6　本书读者定位　
1.7　本书特点　

第2章　ANSYS CFD软件简介　
2.1　CFD工程应用一般流程　
2.1.1　计算前处理　
2.1.2　计算求解器　
2.1.3　计算后处理　
2.2　ANSYS CFD软件族简介　
2.2.1　前处理软件：ICEM CFD　
2.2.2　CFD求解器：Fluent　
2.2.3　CFD求解器：CFX　
2.2.4后处理模块：CFD-POST　

第二部分　计算前处理

第3章　流体计算域　
3.1　计算域模型　
3.1.1　内流计算域　
3.1.2　外流计算域　
3.1.3　混合计算域　
3.2　计算域生成方法　
3.2.1　直接建模　
3.2.2　几何抽取　
3.3　计算域简化　
3.4　多区域计算模型　
3.4.1　Interface　
3.4.2　Interior　
3.5　计算域创建工具ANSYS DesignModeler　
3.5.1　Fill 功能　
3.5.2　Enclosure 功能　
3.6　计算域创建实例　
3.6.1　【实例3-1】直接创建计算域　
3.6.2　【实例3-2】Fills方式创建计算域模型　
3.6.3　【实例3-3】Enclosure方式创建计算域模型　
3.6.4　【实例3-4】创建混合计算域　
3.7　本章小结　

第4章　流体网格　
4.1　流体网格基础概念　
4.1.1　网格术语　
4.1.2　网格形状　
4.1.3　结构网格与非结构网格　
4.2　网格的度量　
4.2.1　网格数量　
4.2.2　网格质量　
4.3　流体网格划分软件：ICEM CFD简介　
4.3.1　ICEM CFD主要特点　
4.3.2　ICEM CFD中的文件类型　
4.3.3　ICEM CFD操作界面　
4.3.4　ICEM CFD操作键　
4.3.5　ICEM CFD的启动　
4.3.6　ICEM CFD网格划分基本流程　
4.4　本章小结　

第5章　ICEM CFD几何操作　
5.1　ICEM CFD中的几何组织形式　
5.2　基本几何创建　
5.2.1　点的创建　
5.2.2　线的创建　
5.2.3　面操作　
5.2.4　Body创建　
5.3　几何修补　
5.3.1　几何拓扑构建　
5.3.2　几何检查　
5.3.3　封闭孔洞与去除孔洞　
5.3.4　边匹配　
5.3.5　特征检测　
5.4　辅助几何　
5.5　几何操作实例　
5.5.1　【实例5-1】快速流道抽取　
5.5.2　【实例5-2】几何建模　
5.5.3　【实例5-3】几何修补　
5.6　本章小结　

第6章　ICEM CFD六面体网格划分　
6.1　块基本概念　
6.1.1　块的层次结构　
6.1.2　初始块的创建　
6.1.3　块的关联操作　
6.2　自顶向下构建块　
6.2.1　常规切分　
6.2.2　O型切分　
6.2.3　Y型切分　
6.2.4　【实例6-1】2D块切割实例　
6.2.5　【实例6-2】3D块切割实例　
6.3　自底向上构建块　
6.3.1　From Vertices/Faces　
6.3.2　Extrude Faces　
6.3.3　由2D块形成3D块　
6.3.4　【实例6-3】弹簧网格划分　
6.4　常见分块策略　
6.5　块变换操作　
6.5.1　块平移　
6.5.2　块旋转　
6.5.3　块镜像　
6.5.4　块缩放　
6.5.5　周期块复制　
6.5.6　【实例6-4】块平移操作　
6.5.7　【实例6-5】块旋转操作　
6.6　Edge网格参数设置　
6.6.1　参数设置对话框及各参数含义　
6.6.2　节点分布律　
6.6.3　边界层网格　
6.6.4　【实例6-6】分叉管网格划分　
6.6.5　【实例6-7】外流场边界层网格　
6.7　【实例6-8】排烟风道网格划分　
6.8　本章小结　

第7章　ICEM CFD非结构网格划分　
7.1　非结构网格生成　
7.2　全局网格参数设置　
7.2.1　全局网格尺寸设置　
7.2.2　壳网格参数　
7.2.3　体网格参数设置　
7.2.4　棱柱网格设置　
7.2.5　周期网格设置　
7.3　Part网格设置　
7.4　面网格参数设置　
7.5　线网格参数设置　
7.6　密度盒　
7.7　网格生成　
7.8　【实例7-1】分支管非结构网格划分　
7.9　【实例7-2】活塞阀装配体网格划分　

第8章　ICEM CFD常用技巧　
8.1　ICEM CFD快捷键　
8.1.1　Geometry快捷键　
8.1.2　Edit Mesh快捷键　
8.1.3　Blocking快捷键　
8.1.4　选择模式快捷键　
8.2　创建多区域网格　
8.2.1　Interface与Interior　
8.2.2　【实例8-1】非结构网格多计算域模型　
8.2.3　【实例8-2】结构网格多计算域模型　
8.2.4　【实例8-3】网格模型组装　
8.3　创建周期网格　
8.3.1　指定几何周期　
8.3.2　周期顶点定义　
8.3.3　【实例8-4】2D旋转周期网格　
8.3.4　【实例8-5】2D平移周期网格　
8.3.5　【实例8-6】3D旋转周期网格　

第三部分　求解器

第9章　FLUENT用户界面　
9.1　FLUENT的启动　
9.1.1　启动方式　
9.1.2　FLUENT启动界面　
9.2　软件界面　
9.2.1　Meshing模式界面　
9.2.2　Solution模式界面　
9.3　FLUENT操作流程　

第10章　FLUENT Meshing模式　
10.1　【实例10-1】Tet网格划分　
10.2　【实例10-2】分区混合网格划分　

第11章　FLUENT前处理基础　
11.1　FLUENT前处理流程　
11.2　网格控制　
11.2.1　网格缩放　
11.2.2　网格检查　
11.2.3　网格显示　
11.3　求解设置中的一些基本概念　
11.3.1　压力基与密度基求解器　
11.3.2　稳态与瞬态计算　
11.3.3　FLUENT中的压力　
11.4　湍流模型　
11.4.1　湍流和层流判断　
11.4.2　湍流求解方法　
11.4.3　FLUENT中的湍流模型　
11.4.4　y+的基本概念　
11.4.5　壁面函数　
11.4.6　边界湍流设置　
11.5　边界条件　
11.5.1　边界条件分类　
11.5.2　边界条件设置　

第12章　FLUENT后处理基础　
12.1　后处理概述　
12.2　FLUENT后处理操作　
12.2.1　创建特征位置　
12.2.2　流场可视化　
12.2.3　Graphics and Animations　
12.2.4　动画创建　
12.2.5　图形设置选项　
12.2.6　Plot　
12.2.7　Reports　

第13章　基本流动问题计算　
13.1　【实例13-1】翼型计算(可压流动)　
13.1.1　问题描述　
13.1.2　FLUENT前处理设置　
13.1.3　结果后处理　
13.2　【实例13-2】卡门涡街计算(瞬态计算)　
13.2.1　问题描述　
13.2.2　FLUENT前处理设置　
13.2.3　结果后处理　

第14章　动区域计算模型　
14.1　运动区域计算概述　
14.2　单运动参考系模型　
14.2.1　SRF模型中的网格模型　
14.2.2　在FLUENT中使用SRF模型　
14.2.3　SRF模型求解策略　
14.3　多运动参考系模型　
14.3.1　多参考系模型　
14.3.2　混合面模型　
14.3.3　滑移网格模型　
14.4　【实例14-1】离心压缩机仿真计算(SRF模型)　
14.4.1　问题描述　
14.4.2　FLUENT前处理设置　
14.4.3　后处理分析　
14.5　【实例14-2】垂直轴风力机流场计算(MRF)　
14.5.1　问题描述　
14.5.2　FLUENT前处理设置　
14.5.3　后处理分析　
14.6　【实例14-3】垂直轴风力机流场计算(滑移网格)　
14.6.1　模型描述　
14.6.2　UDF定义　
14.6.3　FLUENT前处理设置　
14.6.4　后处理分析　

第15章　动网格模型　
15.1　FLUENT中使用动网格　
15.2　网格更新方法　
15.2.1　Smoothing　
15.2.2　Layering　
15.2.3　Remeshing　
15.3　运动指定　
15.3.1　瞬态Profile　
15.3.2　动网格中的UDF　
15.4　运动区域定义　
15.4.1　静止部件(Stationary)　
15.4.2　刚体(Rigid Body)　
15.4.3　变形体(Deforming)　
15.4.4　其他类型　
15.5　网格预览　
15.6　【实例15-1】齿轮泵仿真　
15.6.1　问题描述　
15.6.2　FLUENT前处理设置　
15.6.3　计算后处理　
15.7　【实例15-2】利用6DOF计算船舶行驶情况　
15.7.1　问题描述　
15.7.2　FLUENT前处理设置　
15.7.3　计算后处理　
15.8　【实例15-3】止回阀流场计算　
15.8.1　问题描述　
15.8.2　FLUENT前处理设置　
15.8.3　计算后处理　

第16章　多相流模型　
16.1　多相流概述　
16.1.1　多相流定义　
16.1.2　多相流形态　
16.2　FLUENT中的多相流模型　
16.2.1　多相流模型的选择　
16.2.2　FLUENT多相流模拟步骤　
16.2.3　VOF模型设置　
16.2.4　Mixture模型设置　
16.2.5　Eulerian模型设置　
16.3　【实例16-1】空化现象仿真计算(Mixture模型)　
16.3.1　物理现象描述　
16.3.2　几何模型　
16.3.3　建立模型并划分网格　
16.3.4　FLUENT前处理设置　
16.3.5　后处理分析　
16.4　【实例16-2】溃坝模拟(VOF模型)　
16.4.1　问题描述　
16.4.2　建立模型及划分网格　
16.4.3　FLUENT前处理设置　
16.4.4　后处理分析　
16.5　【实例16-3】鼓泡塔仿真计算(Eulerian模型)　
16.5.1　问题描述　
16.5.2　几何模型　
16.5.3　FLUENT前处理设置　
16.5.4　后处理分析　

第17章　组分输运及反应流模型　
17.1　FLUENT中的组分输运及反应流模型　
17.2　组分输运模型前处理　
17.2.1　无反应组分输运模型　
17.2.2　有限反应速率模型　
17.3　【实例17-1】引擎着火导致气体扩散　
17.3.1　问题描述　
17.3.2　FLUENT前处理操作　
17.3.3　计算后处理　
17.4　【实例17-2】锥形燃烧器燃烧模拟(有限速率模型)　
17.4.1　实例简介　
17.4.2　问题描述　
17.4.3　FLUENT前处理设置　
17.4.4　计算后处理　
17.5　【实例17-3】锥形燃烧器燃烧模拟(zimount预混模型)　
17.5.1　实例概述　
17.5.2　FLUENT前处理设置　
17.5.3　计算后处理　

第四部分　计算后处理及工程应用

第18章　流体计算后处理　
18.1　流体计算后处理概述　
18.2　常用的流体计算后处理工具　
18.3　CFD-POST计算后处理一般流程　

第19章　CFD-POST应用　
19.1　CFD-POST的启动方式　
19.1.1　直接启动CFD-POST　
19.1.2　从Workbench中启动CFD-POST　
19.1.3　从计算软件中启动CFD-POST　
19.2　CFD-POST软件工作界面　
19.2.1　CFD-POST的菜单项　
19.2.2　工具栏按钮　
19.3　CFD-POST后处理功能　
19.3.1　创建后处理位置　
19.3.2　生成后处理对象　
19.3.3　数据操作　
19.3.4　其他工具　
19.4　【实例19-1】CFD-POST基本操作　
19.5　【实例19-2】定量后处理　
19.6　【实例19-3】比较多个CASE　
19.7　【实例19-4】瞬态后处理　

第20章　CFD-POST高级功能　
20.1　CEL基础　
20.1.1　运算符　
20.1.2　常量　
20.1.3　标准函数　
20.1.4　基本变量　
20.1.5　CFD-POST函数　
20.2　CCL基础　
20.2.1　CCL基本结构　
20.2.2　CCL语法细节　
20.3　CFD-POST自动化　
20.3.1　报告模板定义　
20.3.2　模板操作　
20.3.3　【实例20-1】定义后处理模板　

第21章　Design Xplorer优化设计　
21.1　数值优化概述　
21.2　Design Xplorer概述　
21.3　Design Xplorer优化基础　
21.3.1　基本概念　
21.3.2　ANSYS Design Xplorer基本设置　
21.3.3　目标驱动优化设计