目前计算流体力学(CFD)技术在各个行业中的应用日趋广泛。许多工程问题将越来越多地借助计算机进行模拟、计算及预测。ANSYS FLUENT是目前全球领先的商用CFD 软件,市场占有率达70%左右,是工程师和研究者不可多得的有力工具。
然而,为了能够熟练使用该工具,往往需要经过大量系统的学习,掌握从建模、网格划分,到求解器数值模型设定等一系列知识,入门过程比较漫长。
目标:
1、掌握CFD解决工程问题的工作流程;
2、掌握高质量网格划分的方法;
3、掌握流动和传热的模拟方法;
4、掌握流体机械的模拟方法;
5、掌握化学反应/燃烧的模拟方法;
6、能够将Fluent作为熟悉的工具,帮助产品研发及科研;
CFD介绍、工程应用案例展示与分享
介绍CFD的现状和发展趋势
展示CFD技术“能做什么”
几何模型的建立
如何合理地选取计算域,确定计算的几何范围
利用第三方几何建模软件(Solidworks、UG等),缩短几何建模的周期。
网格划分-导论
介绍网格的种类,四面体和六面体网格有何本质区别。
网格数量确定的原则。网格是否越多越好?合理的网格数量该如何确定。
介绍网格类型选取的原则
介绍网格划分的利器ICEM的使用方法
四面体网格划分
使用ICEM软件,对一台流体机械进行四面体网格划分
介绍如何从第三方几何建模软件导入几何模型
几何模型的清理、拓扑结构的建立
精细化控制网格疏密,实现局部加密。
网格数量与网格质量之间的平衡
初步的网格划分完成后,如何进行微调和进一步优化。
如何在ICEM设置边界条件类型
全六面体网格划分
使用ICEM软件,对复杂几何模型进行全六面体网格划分,即减少了网格数量,也能够实现高品质网格。
利用ICEM中的“分块”工具,实现六面体网格划分
分块切割的技巧、点线面映射和关联的方法
圆形几何的处理,O-Grid的应用
局部网格微调,逐步提高网格质量。
利用缩放因子等手段,精确控制网格数量。
使用混合网格对几何模型进行划分
使用ICEM,对复杂几何模型进行混合网格划分,即部分区域采用四面体网格,部分区域使用六面体网格。
几何模型如何合理简化,清理不必要的点和线
使用混合网格,既适用于复杂几何模型,又能够控制网格数量。
介绍不同网格之间的连接方式,非一致网格与一致网格的处理方法
如何在ICEM中设定内部壁面
如何定义不同的计算域
ANSYS Fluent求解器介绍
介绍Fluent的主要模块、工作流场
介绍边界条件的类型及设置方法
湍流模型选取原则
流体物性的正确设置
判定计算收敛的标准,及注意事项
管式换热器模拟
对某企业设计的管式气-气换热器进行模拟,得到换热效果、管壁温度、阻力及流场分布。
快速掌握几何模型→网格→Fluent求解的工作流程
Fluent中湍流、换热等各类模块参数设定
掌握传热过程的参数设置
通过CFD技术,预测换热器效果,模拟结果比传统的热力计算方法更为精确
流体机械-离心风机
对某企业设计的离心风机进行数值模拟,得到风机内流场、风机压头及流量,最后得到风机效率曲线。通过对叶片结构的优化,将风机效率提高约20%。
掌握流体机械的模拟方法,让模型转起来。
介绍滑移网格和MRF模型的区别
如何得到风机效率曲线
应用CFD流场模拟,对叶片进行优化
旋转机械模拟时,如何提高计算收敛性
旋风分离器除尘过程
对一台实际的旋风分离器进行除尘过程的模拟,得到除尘效率曲线。
介绍离散颗粒模型的应用
固体颗粒入射源设置方法
随机轨道模型设置方法
对气体流场和颗粒运动,用动画的方式进行后处理。
循环流化床物料流化过程
对气固流化床初始流化及鼓泡形成过程进行模拟。
欧拉多相流模型设置方法
设置相间作用力方法
后处理动画的制作
化学反应-尿素热解过程模拟
尿素受热后会热解,生成NH3,该过程在专门设计的尿素热解炉中完成,而CFD技术能够帮助热解炉的设计。
掌握Fluent中化学反应模拟的相关设置
化学反应方程式的设置、化学反应动力学参数设定
液滴雾化过程的模拟设置
化学组分混合过程的设置
化学反应-固体燃料燃烧
对一台实际的燃煤锅炉进行数值模拟,得到流场、温度场及燃料的燃尽情况。
掌握燃烧模拟的两个方法:prePDF非预混燃烧模拟方法和空间反应的组分输运模型。
燃料组分的设置方法
辐射换热的设置
燃烧模拟过程中,如何改善计算的稳定性和加速收敛。
将模拟结果与热力计算结果及实际运行值进行对比,偏差在1%~3%以内。
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