ANSYS CFD网格划分技术指南

第1章流体计算网格基础001

1.1计算域模型/ 001

1.1.1内流计算域 / 002

1.1.2外流计算域 / 002

1.1.3混合计算域 / 002

1.2计算域生成方法 / 003

1.2.1直接建模 / 003

1.2.2几何抽取 / 003

1.3计算域简化 / 003

1.4多区域计算模型 / 004

1.4.1Interface / 004

1.4.2Interior / 005

1.5流体网格基础概念 / 005

1.5.1网格术语 / 005

1.5.2网格形状 / 006

1.5.3结构网格与非结构网格 / 006

1.6网格的度量 / 007

1.6.1网格数量 / 007

1.6.2网格质量 / 007



第2章SpaceClaim前处理009

2.1SpaceClaim操作界面 / 009

2.1.1SCDM模块启动 / 009

2.1.2Units设置 / 009

2.1.3操作界面 / 010

2.1.4SCDM鼠标手势 / 012

2.1.5SCDM快捷键 / 013

2.2SpaceClaim几何操作流程 / 014

2.2.1外部几何模型导入 / 014

2.2.2几何对象的选择 / 014

2.2.3图形窗口操作 / 014

2.3图形操作模式 / 016

2.4草图创建 / 016

2.4.1草绘平面操作 / 016

2.4.2草图绘制 / 017

2.4.3尺寸 / 021

2.4.4草绘微型工具栏 / 023

2.5拉动工具 / 024

2.5.1创建和编辑实体 / 024

2.5.2偏置或拉伸表面 / 025

2.5.3延伸或拉伸曲面边 / 026

2.5.4边圆角化 / 027

2.5.5边倒角 / 029

2.5.6拉伸边 / 029

2.5.7旋转边 / 029

2.5.8旋转表面 / 030

2.5.9旋转边 / 031

2.5.10旋转螺旋 / 032

2.5.11扫掠表面 / 032

2.5.12表面拔模 / 033

2.5.13缩放 / 034

2.6编辑 / 034

2.6.1移动 / 034

2.6.2在二维模式中移动 / 035

2.6.3创建阵列 / 036

2.6.4分解装配体 / 038

2.6.5填充 / 038

2.6.6替换 / 040

2.7相交 / 041

2.7.1组合 / 041

2.7.2分割 / 042

2.7.3分割实体 / 043

2.7.4分割曲面 / 043

2.7.5从实体中去除材料 / 044

2.7.6拆分实体 / 044

2.7.7分割表面 / 045

2.7.8投影到实体 / 046

2.8几何面修补 / 047

2.8.1拼接（Stitch）工具 / 047

2.8.2间距（Gaps）工具 / 048

2.8.3缺失的面（Miss Face）工具 / 048

2.8.4合并表面（Merge Faces）工具 / 049

2.9流体计算域创建 / 050

2.9.1体积抽取 / 050

2.9.2外壳（Enclosure）工具 / 050

2.10共享拓扑 / 051

2.11几何模型导出 / 052

2.11.1导出至ANSYS Mesh / 052

2.11.2导出至Fluent Meshing / 053

2.12【案例】01：几何建模 / 053

2.13【案例】02：外流场计算域创建 / 057

2.14【案例】03：内流场计算域创建 / 060



第3章ANSYS Mesh应用062

3.1ANSYS Mesh软件 / 062

3.1.1ANSYS Mesh启动 / 062

3.1.2ANSYS Mesh界面 / 063

3.1.3网格生成流程 / 063

3.2网格质量评价 / 065

3.2.1Element Quality / 066

3.2.2Aspect Ratio / 067

3.2.3Parallel Deviation / 068

3.2.4Maximum Corner Angle / 068

3.2.5Skewness / 068

3.2.6Orthogonal Quality / 069

3.3全局网格控制 / 069

3.3.1Display / 069

3.3.2Defaults / 070

3.3.3Sizing / 073

3.3.4Quality / 075

3.3.5Inflation / 076

3.3.6Assembly Meshing / 079

3.3.7Advanced / 081

3.4局部网格控制 / 081

3.4.1Method / 082

3.4.2Sizing / 089

3.4.3Face Meshing / 091

3.4.4Match Control / 094

3.4.5Pinch / 095

3.4.6Inflation方法 / 096

3.5【案例】01：T形管的扫掠网格划分 / 097

3.5.1案例介绍 / 097

3.5.2启动Meshing / 098

3.5.3几何 / 098

3.5.4进入Mesh / 099

3.5.5设置默认网格 / 099

3.5.6创建边界命名 / 100

3.5.7创建边界层 / 101

3.5.8Mesh质量查看 / 102

3.6【案例】02：网格方法比较 / 102

3.6.1创建工程 / 102

3.6.2设置单位 / 103

3.6.3创建边界命名 / 103

3.6.4设置全局网格参数 / 103

3.6.5创建Inflation / 104

3.6.6生成网格 / 105

3.6.7Tet Patch Independent / 105

3.6.8MultiZone / 105

3.6.9CutCell / 107

3.7【案例】03：扫掠网格 / 108

3.7.1几何模型 / 108

3.7.2切分几何 / 109

3.7.3划分网格 / 111

3.7.4添加边界层 / 112

3.8【案例】04：全局参数 / 113

3.8.1开启工程 / 113

3.8.2设置单位 / 113

3.8.3创建边界命名 / 113

3.8.4设置全局参数I / 115

3.8.5预览网格 / 116

3.8.6Curvature / 116

3.8.7修改参数 / 117

3.8.8Inflation / 118

3.9【案例】05：局部参数 / 118

3.9.1参数优先级 / 118

3.9.2案例描述 / 119

3.9.3网格划分 / 119

3.10【案例】06：搅拌器网格划分 / 127

3.10.1创建工程 / 127

3.10.2设置全局参数 / 128

3.10.3生成网格 / 128

3.10.4模型分析 / 129

3.10.5拆分几何 / 130

3.10.6指定局部尺寸 / 131

3.10.7生成网格 / 132



第4章ICEM CFD网格生成134

4.1 ICEM CFD基本介绍 / 134

4.1.1ICEM CFD主要特点 / 134

4.1.2ICEM CFD中的文件类型 / 135

4.1.3ICEM CFD操作界面 / 135

4.1.4ICEM CFD操作键 / 141

4.1.5ICEM CFD的启动 / 141

4.2ICEM CFD网格划分基本流程 / 142

4.3ICEM CFD自由网格生成 / 143

4.3.1全局网格参数设置 / 144

4.3.2Part网格设置 / 151

4.3.3面网格参数设置 / 154

4.3.4线网格参数设置 / 154

4.3.5密度盒 / 154

4.3.6网格生成 / 156

4.4Block网格生成 / 156

4.4.1Block基本概念 / 156

4.4.2Block的层次结构 / 157

4.4.3初始块的创建 / 157

4.4.4块的关联操作 / 160

4.4.5自顶向下构建块 / 164

4.4.6常规切分 / 164

4.4.7O形切分 / 165

4.4.8Y形切分 / 174

4.5自底向上构建块 / 177

4.5.1From Vertices/Faces / 177

4.5.2Extrude Faces / 179

4.5.3由2D块形成3D块 / 180

4.5.4【实例4-1】弹簧网格划分 / 181

4.6常见分块策略 / 183

4.7块变换操作 / 189

4.7.1块平移 / 189

4.7.2块旋转 / 189

4.7.3块镜像 / 190

4.7.4块缩放 / 190

4.7.5周期块复制 / 190

4.7.6【实例4-2】块平移操作 / 190

4.7.7【实例4-3】块旋转操作 / 194

4.8【实例4-4】分叉管网格划分 / 201

4.9【实例4-5】外流场边界层网格 / 204

4.10【实例4-6】排烟风道网格划分 / 207

4.11【实例4-7】分支管非结构网格划分 / 212

4.12【实例4-8】活塞阀装配体网格划分 / 215



第5章Fluent Meshing应用219

5.1Fluent基本介绍 / 219

5.1.1导入网格基本工作流程 / 219

5.1.2单个CAD文件导入流程 / 220

5.1.3多个CAD文件同时导入 / 220

5.1.4使用Fluent Meshing / 220

5.2Fluent Meshing的软件特点 / 221

5.2.1Fluent Meshing中应用的一些技术 / 221

5.2.2Fluent Meshing支持的一些网格类型 / 222

5.2.3网格划分灵活性 / 224

5.3模型导入 / 224

5.3.1读入模型 / 224

5.3.2CAD中处理几何 / 225

5.3.3利用ANSYS Meshing导出面网格 / 226

5.3.4导入CAD几何 / 226

5.4尺寸控制 / 228

5.4.1尺寸功能类型 / 229

5.4.2指定Size Function及Scoped Sizing / 235

5.5面网格重构 / 236

5.5.1利用Size Function重构全局网格 / 237

5.5.2图形中选择网格单元进行局部重构 / 238

5.5.3图形中选择面域进行局部重构 / 239

5.5.4通过GUI面板进行面域重构 / 240

5.5.5重构所有的模型 / 240

5.5.6Join/Intersect处理 / 240

5.6面网格修补 / 244

5.6.1自由面网格 / 244

5.6.2多重边 / 244

5.6.3修复面网格问题 / 246

5.6.4对象诊断 / 246

5.6.5常用的面网格诊断工具 / 246

5.6.6网格质量诊断 / 249

5.6.7快捷键 / 251

5.7【案例】01：基本流程 / 252

5.7.1导入网格 / 252

5.7.2创建面网格 / 254

5.7.3网格修补 / 255

5.7.4创建体网格 / 256

5.7.5查看剖面网格 / 257

5.7.6准备计算网格 / 257

5.8【案例】02：汽车排气歧管 / 260

5.8.1启动Fluent Meshing / 260

5.8.2导入几何 / 260

5.8.3显示几何 / 261

5.8.4分割几何面 / 261

5.8.5指定网格尺寸 / 263

5.8.6面域重划分 / 265

5.8.7重新导入几何 / 265

5.8.8创建进出口面 / 267

5.8.9检测网格 / 268

5.8.10创建材料点 / 269

5.8.11生成计算域 / 270

5.8.12生成体网格 / 271

5.8.13提高网格质量 / 273

5.8.14查看网格剖面 / 274

5.9【案例】03：面网格重构 / 275

5.9.1导入几何模型 / 277

5.9.2释放特征并显示 / 277

5.9.3合并几何 / 278

5.9.4设置尺寸 / 279

5.10【案例】04：连接管网格划分 / 282

5.10.1几何准备 / 282

5.10.2创建网格尺寸 / 283

5.10.3重构网格 / 285

5.10.4封闭入口 / 285

5.10.5合并Object / 285

5.10.6连接体 / 285

5.10.7创建计算域 / 287

5.10.8重划分进出口网格 / 287

5.10.9抽取流体域 / 288

5.10.10生成体网格 / 288