描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111513001
内容简介
本书通过大量实例系统得介绍了ANSYSICEMCFD建模和生成网格的详细过程，其工程背景深厚、内容丰富、讲解详尽，内容安排深入浅出。本书共11章，其中第1章概要介绍计算流体力学和网格生成基本知识，第2章简单介绍ANSYSICEMCFD，第3～4章介绍非结构网格生成方法，第5~6章介绍结构网格生成方法，第7章介绍结构网格Block的创建方法，第8章介绍节点设置的方法和原则，第9章介绍几何、块和网格的基本操作，第10章介绍如何有效提高网格质量，第11章是ICEM常见问题的汇总及解决方法，第12章介绍ICEM二次开发的相关内容。网格生成与数值计算密不可分，本书采用FLUENT作为求解器（在第12章介绍以CFX为求解器），通过数值计算检验生成网格正确性。
目 录
目录
前言
第1章计算流体力学与网格概述
1.1计算流体力学概述
1.2非结构网格概述
1.3结构网格生成方法
1.3.1代数方法
1.3.2椭圆形微分方程方法
1.3.3 Thomas&Middlecoff方法生
成网格
本章小结
第2章 ANSYS ICEM CFD
基础
2.1 认识ANSYS ICEM CFD
2.1.1 ANSYS ICEM CFD的特点
2.1.2 ICEM 14.0的新特征
2.1.3 ICEM文件类型
2.2 ICEM操作界面
2.2.1菜单栏
2.2.2工具栏
2.2.3标签栏
2.2.4模型树
2.2.5选择工具栏
2.2.6其他窗口
2.3 ICEM基础知识
2.3.1 鼠标和键盘的基本操作
2.3.2 ICEM基础词汇
2.3.3 ICEM常用设置和工具
2.3.4 ICEM网格生成流程
本章小结
第3章非结构壳／面网格生成
及实例
3.1壳／面网格概述
3.1.1壳／面网格类型
3.1.2壳／面网格生成方法
3.1.3网格尺寸
3.1.4壳／面网格生成流程
3.2非结构壳／面网格生成实例1
周期性流动和传热
3.2.1 问题描述与分析
3.2.2生成几何模型
3.2.3定义网格参数
3.2.4导出网格
3.2.5数值计算及后处理
3.3 非结构壳／面网格生成实例2
离心压气机
3.3.1 问题描述与分析
3.3.2生成几何模型
3.3.3定义网格参数
3.3.4导出网格
3.3.5数值计算及后处理
3.4非结构壳／面网格生成实例3
潜艇
3.4.1 问题描述与分析
3.4.2修改几何模型
3.4.3定义网格参数
3.4.4生成网格
本章小结
第4章非结构体网格生成及
实例
4.1非结构体网格概述
4.1.1非结构体网格类型
4.1.2 自动体网格生成方法
4.1.3 自动体网格生成流程
4.2非结构体网格生成实例1
蝶阀
4.2.1 问题描述与分析
4.2.2修改几何文件
4.2.3定义网格参数
? 4.2.4生成网格
4.2.5数值计算及后处理
4.3非结构体网格生成实例2-
换热器
4.3.1 问题描述与分析
4.3.2创建几何模型
4.3.3定义网格参数
4.3.4生成网格
4.3.5数值计算及后处理
4.4非结构体网格生成实例3-
潜艇
4.4.1问题描述与分析
4.4.2定义网格参数
4.4.3生成网格
4.4.4数值计算及后处理
本章小结 –
第5章二维结构网格生成及
实例
5.1结构网格生成流程
5.2二维结构网格生成实例1-
凝固
5.2.1问题描述与分析
5.2.2创建几何模型
5.2.3创建Block
5.2.4建立映射关系
5.2.5生成网格 一
5.2.6数值计算及后处理
5.3二维结构网格生成实例2-
流动传热 一
5.3.1 问题描述与分析
5.3.2创建几何模型
5.3.3创建Block –
5.3.4建立映射关系
5.3.5生成网格 一
5.3.6数值计算及后处理
5.4二维结构网格生成实例3-
气膜冷却 一
5.4.1问题描述与分析
5.4.2创建几何模型
5.4.3创建Block –
5.4.4建立映射关系 –
5.4.5生成网格
5.4.6数值计算及后处理
本章小结
第6章三维结构网格生成及实例
6.1三维结构网格生成流程概述
6.2三维结构网格生成实例1-
弯管流动
6.2.1问题描述与分析
6.2.2修改几何模型
6.2.3创建Block
6.2.4建立映射关系
6.2.5生成网格
6.2.6数值计算及后处理
6.3三维结构网格生成实例2——
汽车外流
6.3.1问题描述与分析
6.3.2修改几何模型
6.3.3创建Block
6.3.4建立映射关系
6.3.5生成网格
6.3.6数值计算及后处理
6.4三维结构网格生成实例3-
多孔介质
6.4.1 问题描述与分析
6.4.2修改几何模型
6.4.3创建Block
6.4.4生成网格
6.4.5数值计算及后处理
本章小结 一
第7章Block创建策略
7.1 自下而上生成Block的方法
7.1.1自下而上创建Block实例
7.1.2其他自下而上生成Block的
方法
7.2 0-Block
7.2.1 0-Block概述
7.2.2 ICEM创建O-Block的方法
7.2.3 应用案例l-O-Block的
嵌套
7.2.4应用案例2——C．Block
7.2.5应用案例3——Y．Block
7.3 Block的坍塌
本章小结
第8章节点设置
?8.1 ICEM节点设置
8.1.1节点参数
8.1.2节点过渡
8.1.3粗化／细化网格
8.1.4 Mesh Law简介
8.2边界层网格概述
8.3边界层网格对计算结果的
影响 一
8.3.1实例1-引射器
8.3.2实例2-翼型绕流
本章小结 一
第9章几何、块和网格的基本
操作
9.1基本操作 一
9.1.1平移
9.1.2旋转 一
9.1.3镜像
9.1.4缩放
9.2镜像操作练习
9.3旋转操作练习
本章小结 一
第10章网格质量判断与提高
10.1 ICEM判断网格质量的标准
10.2调整网格质量
10.3提高网格质量练习
本章小结
?第11章ICEM常见问题详解
11.1二维结构网格的要求
11.2计算域内体现低维度元素
11.3多域网格
11.3.1 交界面为Interior的多域
网格
11.3.2交界面为Interface的多
域网格
11.4创建周期性网格
11.5恢复删除的Block
11.6 ICEM在CFX中的应用
11.6.1问题分析
11.6.2生成网格
11.6.3数值计算
本章小结
第12章ICEM二次开发
12.1二次开发概述
12.2 ICEM二次开发实例
12.2.1问题描述与分析
12.2.2生成几何模型
12.2.3创建Block
12.2.4建立映射关系
12.2.5生成网格
12.2.6 C++调用RPL文件
本章小结
参考文献
前言
第1章计算流体力学与网格概述
1.1计算流体力学概述
1.2非结构网格概述
1.3结构网格生成方法
1.3.1代数方法
1.3.2椭圆形微分方程方法
1.3.3 Thomas&Middlecoff方法生
成网格
本章小结
第2章 ANSYS ICEM CFD
基础
2.1 认识ANSYS ICEM CFD
2.1.1 ANSYS ICEM CFD的特点
2.1.2 ICEM 14.0的新特征
2.1.3 ICEM文件类型
2.2 ICEM操作界面
2.2.1菜单栏
2.2.2工具栏
2.2.3标签栏
2.2.4模型树
2.2.5选择工具栏
2.2.6其他窗口
2.3 ICEM基础知识
2.3.1 鼠标和键盘的基本操作
2.3.2 ICEM基础词汇
2.3.3 ICEM常用设置和工具
2.3.4 ICEM网格生成流程
本章小结
第3章非结构壳／面网格生成
及实例
3.1壳／面网格概述
3.1.1壳／面网格类型
3.1.2壳／面网格生成方法
3.1.3网格尺寸
3.1.4壳／面网格生成流程
3.2非结构壳／面网格生成实例1
周期性流动和传热
3.2.1 问题描述与分析
3.2.2生成几何模型
3.2.3定义网格参数
3.2.4导出网格
3.2.5数值计算及后处理
3.3 非结构壳／面网格生成实例2
离心压气机
3.3.1 问题描述与分析
3.3.2生成几何模型
3.3.3定义网格参数
3.3.4导出网格
3.3.5数值计算及后处理
3.4非结构壳／面网格生成实例3
潜艇
3.4.1 问题描述与分析
3.4.2修改几何模型
3.4.3定义网格参数
3.4.4生成网格
本章小结
第4章非结构体网格生成及
实例
4.1非结构体网格概述
4.1.1非结构体网格类型
4.1.2 自动体网格生成方法
4.1.3 自动体网格生成流程
4.2非结构体网格生成实例1
蝶阀
4.2.1 问题描述与分析
4.2.2修改几何文件
4.2.3定义网格参数
? 4.2.4生成网格
4.2.5数值计算及后处理
4.3非结构体网格生成实例2-
换热器
4.3.1 问题描述与分析
4.3.2创建几何模型
4.3.3定义网格参数
4.3.4生成网格
4.3.5数值计算及后处理
4.4非结构体网格生成实例3-
潜艇
4.4.1问题描述与分析
4.4.2定义网格参数
4.4.3生成网格
4.4.4数值计算及后处理
本章小结 –
第5章二维结构网格生成及
实例
5.1结构网格生成流程
5.2二维结构网格生成实例1-
凝固
5.2.1问题描述与分析
5.2.2创建几何模型
5.2.3创建Block
5.2.4建立映射关系
5.2.5生成网格 一
5.2.6数值计算及后处理
5.3二维结构网格生成实例2-
流动传热 一
5.3.1 问题描述与分析
5.3.2创建几何模型
5.3.3创建Block –
5.3.4建立映射关系
5.3.5生成网格 一
5.3.6数值计算及后处理
5.4二维结构网格生成实例3-
气膜冷却 一
5.4.1问题描述与分析
5.4.2创建几何模型
5.4.3创建Block –
5.4.4建立映射关系 –
5.4.5生成网格
5.4.6数值计算及后处理
本章小结
第6章三维结构网格生成及实例
6.1三维结构网格生成流程概述
6.2三维结构网格生成实例1-
弯管流动
6.2.1问题描述与分析
6.2.2修改几何模型
6.2.3创建Block
6.2.4建立映射关系
6.2.5生成网格
6.2.6数值计算及后处理
6.3三维结构网格生成实例2——
汽车外流
6.3.1问题描述与分析
6.3.2修改几何模型
6.3.3创建Block
6.3.4建立映射关系
6.3.5生成网格
6.3.6数值计算及后处理
6.4三维结构网格生成实例3-
多孔介质
6.4.1 问题描述与分析
6.4.2修改几何模型
6.4.3创建Block
6.4.4生成网格
6.4.5数值计算及后处理
本章小结 一
第7章Block创建策略
7.1 自下而上生成Block的方法
7.1.1自下而上创建Block实例
7.1.2其他自下而上生成Block的
方法
7.2 0-Block
7.2.1 0-Block概述
7.2.2 ICEM创建O-Block的方法
7.2.3 应用案例l-O-Block的
嵌套
7.2.4应用案例2——C．Block
7.2.5应用案例3——Y．Block
7.3 Block的坍塌
本章小结
第8章节点设置
?8.1 ICEM节点设置
8.1.1节点参数
8.1.2节点过渡
8.1.3粗化／细化网格
8.1.4 Mesh Law简介
8.2边界层网格概述
8.3边界层网格对计算结果的
影响 一
8.3.1实例1-引射器
8.3.2实例2-翼型绕流
本章小结 一
第9章几何、块和网格的基本
操作
9.1基本操作 一
9.1.1平移
9.1.2旋转 一
9.1.3镜像
9.1.4缩放
9.2镜像操作练习
9.3旋转操作练习
本章小结 一
第10章网格质量判断与提高
10.1 ICEM判断网格质量的标准
10.2调整网格质量
10.3提高网格质量练习
本章小结
?第11章ICEM常见问题详解
11.1二维结构网格的要求
11.2计算域内体现低维度元素
11.3多域网格
11.3.1 交界面为Interior的多域
网格
11.3.2交界面为Interface的多
域网格
11.4创建周期性网格
11.5恢复删除的Block
11.6 ICEM在CFX中的应用
11.6.1问题分析
11.6.2生成网格
11.6.3数值计算
本章小结
第12章ICEM二次开发
12.1二次开发概述
12.2 ICEM二次开发实例
12.2.1问题描述与分析
12.2.2生成几何模型
12.2.3创建Block
12.2.4建立映射关系
12.2.5生成网格
12.2.6 C++调用RPL文件
本章小结
参考文献
前 言
计算流体力学( Computational Fluid Dynamics，CFD)是一门发展迅猛的学科，其采用数值计算方法，通过计算机求解流体运动控制方程组，研究流体运动规律。计算流体力学建立在经典流体动力学与数值计算方法基础上，通过计算机数值计算和图像显示的方法，在时间和空间上定量描述流场的数值解，从而达到对物理问题进行研究的目的，广泛应用于航空、航天、能源、水利、环境、建筑和材料等工业领域。
网格生成是计算流体力学数值计算中的重要一环。工程计算多采用成熟的程序或商业软件作为求解器，因此大部分数值计算工作是由计算机完成的，网格生成工作约占整个项目周期的80%～95%，生成一套高质量网格将显著提高计算精度和收敛速度。
目前，比较成熟的网格生成软件有ANSYS ICEM CFD、GAMBIT、Gridgen、GridPro等。
ANSYS ICEM CFD因其友好的操作界面、丰富的几何接口、完善的几何功能、灵活的拓扑创建、先进的O型网格技术、丰富的求解器接口等优势，越来越被业内人士所认可。ANSYSICEM CFD作为一款强大的前处理软件，不仅可以为世界上几乎所有主流CFD软件(如FLUENT、CFX、STAR-CD、STAR-CCM+)提供高质量网格，还可用于完成多种CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）软件（ANSYS、Nastran、Abaqus等）的前处理工作。
全书内容共12章，其中第1章概要介绍计算流体力学和网格生成的基本知识，第2章简单介绍ANSYS ICEM CFD，第3～4章介绍非结构网格生成方法，第5—6章介绍结构网格生成方法，第7章介绍结构网格Block的创建策略，第8章介绍节点设置的方法和原则，第9章介绍几何、块和网格的基本操作，第10章介绍提高网格质量的判断和提高，第11章是ICEM常见问题汇总及解决方法，第12章介绍ICEM二次开发的相关内容。网格生成与数值计算密不可分，本书采用FLUENT作为求解器（第12章中以CFX为求解器），通过数值计算检验生成网格的正确性。
读者对象本书适用于航空、航天、能源、环境、建筑、流体工程等相关专业的本科生、研究生和工程技术人员，并可作为学习掌握ANSYS ICEM CFD的参考用书。
本书特色罐由浅人深——在内容的安排上，层次分明，首先讲解网格生成原理，再通过具体实例讲解非结构网格和结构网格，然后着重介绍结构网格的一些关键问题，对常见问题进行汇总并给出解决方法，*后简要介绍二次开发的相关内容。
贴近工程实际——本书的实例多从实际工程和科研项目中提炼出来，具有很强的参考价值，其中包括离心压气机、管内蝶阀、壳管换热器、潜艇绕流、凝固、混合管、气膜冷却、弯管流动、汽车外流、多孔介质、引射器、机翼绕流和三维溃坝等问题。
溶常见问题汇总——本书收集了学习ANSYS ICEM CFD的常见问题，并给出解决方案。
溶插图标示详细-ICEM是一款操作性很强的软件，本书在插图上标示了所有的操作及顺序，便于读者练习操作。
露视频教学-ICEM是一款操作性很强的软件，本书不仅配备了所有的模型文件，而且还录制了多媒体教学视频，这样学习起来更加轻松，并且效率更高。
致谢本书在成书过程中承蒙南京航空航天大学张大林教授的支持，并给予了诸多指导，在此深表感谢；感谢中国运载火箭技术研究院闫长海研究员在本书成书过程中给予的帮助；感谢SIMWE仿真论坛和流体中文网各位热心网友；*后感谢家人的理解与支持。本书的创作得到了机械工业出版社的大力支持，使得本书能够在**时间面向读者。
由于作者水平有限，书中纰漏之处难免，敬请广大读者批评指正。
编者
网格生成是计算流体力学数值计算中的重要一环。工程计算多采用成熟的程序或商业软件作为求解器，因此大部分数值计算工作是由计算机完成的，网格生成工作约占整个项目周期的80%～95%，生成一套高质量网格将显著提高计算精度和收敛速度。
目前，比较成熟的网格生成软件有ANSYS ICEM CFD、GAMBIT、Gridgen、GridPro等。
ANSYS ICEM CFD因其友好的操作界面、丰富的几何接口、完善的几何功能、灵活的拓扑创建、先进的O型网格技术、丰富的求解器接口等优势，越来越被业内人士所认可。ANSYSICEM CFD作为一款强大的前处理软件，不仅可以为世界上几乎所有主流CFD软件(如FLUENT、CFX、STAR-CD、STAR-CCM+)提供高质量网格，还可用于完成多种CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）软件（ANSYS、Nastran、Abaqus等）的前处理工作。
全书内容共12章，其中第1章概要介绍计算流体力学和网格生成的基本知识，第2章简单介绍ANSYS ICEM CFD，第3～4章介绍非结构网格生成方法，第5—6章介绍结构网格生成方法，第7章介绍结构网格Block的创建策略，第8章介绍节点设置的方法和原则，第9章介绍几何、块和网格的基本操作，第10章介绍提高网格质量的判断和提高，第11章是ICEM常见问题汇总及解决方法，第12章介绍ICEM二次开发的相关内容。网格生成与数值计算密不可分，本书采用FLUENT作为求解器（第12章中以CFX为求解器），通过数值计算检验生成网格的正确性。
读者对象本书适用于航空、航天、能源、环境、建筑、流体工程等相关专业的本科生、研究生和工程技术人员，并可作为学习掌握ANSYS ICEM CFD的参考用书。
本书特色罐由浅人深——在内容的安排上，层次分明，首先讲解网格生成原理，再通过具体实例讲解非结构网格和结构网格，然后着重介绍结构网格的一些关键问题，对常见问题进行汇总并给出解决方法，*后简要介绍二次开发的相关内容。
贴近工程实际——本书的实例多从实际工程和科研项目中提炼出来，具有很强的参考价值，其中包括离心压气机、管内蝶阀、壳管换热器、潜艇绕流、凝固、混合管、气膜冷却、弯管流动、汽车外流、多孔介质、引射器、机翼绕流和三维溃坝等问题。
溶常见问题汇总——本书收集了学习ANSYS ICEM CFD的常见问题，并给出解决方案。
溶插图标示详细-ICEM是一款操作性很强的软件，本书在插图上标示了所有的操作及顺序，便于读者练习操作。
露视频教学-ICEM是一款操作性很强的软件，本书不仅配备了所有的模型文件，而且还录制了多媒体教学视频，这样学习起来更加轻松，并且效率更高。
致谢本书在成书过程中承蒙南京航空航天大学张大林教授的支持，并给予了诸多指导，在此深表感谢；感谢中国运载火箭技术研究院闫长海研究员在本书成书过程中给予的帮助；感谢SIMWE仿真论坛和流体中文网各位热心网友；*后感谢家人的理解与支持。本书的创作得到了机械工业出版社的大力支持，使得本书能够在**时间面向读者。
由于作者水平有限，书中纰漏之处难免，敬请广大读者批评指正。
编者
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