使用 ANSYS Fluent 掌握 CFD 分析

使用 ANSYS Fluent 进行计算流体动力学 (CFD) 分析和最新网格划分技术的综合培训

讲师：Sabyasachi Majumder

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您将学到什么

• 了解清晰的 CAD 几何图形在工程分析中的重要性，并学习如何修复和转换 CAD 模型为无错误的几何图形。
• 获得有关选择适当的物理模型以避免建模错误的知识，重点关注流体动力学和纳维-斯托克斯方程。
• 掌握离散化和网格划分的过程，以在 CFD 分析中获得准确的结果，认识到高质量网格划分的关键作用。
• 通过迭代网格划分和重新网格划分技术来最大限度地减少离散化误差，直到满足收敛标准。
• 深入了解网格化和离散化在各种工程分析（包括 FEA、CFD 和其他应用）中的重要性。
• 学习使用 ANSYS Space Claim 修复工具纠正 CAD 模型错误，例如相交实体、合并面、重复曲线和间隙。
• 熟悉 ANSYS Fluent，这是一款可实现完美网格划分以及进行结构和 CFD 分析的强大软件。
• 探索 ANSYS 2021 中引入的先进网格划分方法，例如水密几何和容错网格划分，从而提高您在不同应用方面的技能。
• 通过与工业应用相关的实际示例和案例研究获得实践知识，涵盖广泛的传热分析。
• 使用 ANSYS Fluent 开发 CFD 流动分析技术专业知识，包括分析热交换器、排气歧管、催化转化器、风洞
• 熟练使用 ANSYS Fluent 进行水密几何工作流程和非均质流体混合模拟。
• 了解圆柱表面流动分析的基础知识、弯管中的流体混合、流经汇聚和发散部分等。
• 应用所学概念，使用 ANSYS Fluent 容错网格进行共轭传热分析和通过热管的传热分析。
• 通过将传统方法与 ANSYS Fluent 的强大功能相结合，提高您在 CFD 分析方面的技能。

探索相关主题

• 计算流体动力学（CFD）
• 工程
• 教学与学术

要求

• 流体力学基础知识、工程制图、CAD 建模软件

描述

在工程分析中，CAD 模型起着至关重要的作用。它可能存在诸如合并面、重复曲线、多余边、分叉边、间隙，甚至干扰误差等错误。因此，我们需要避免使用“脏”的 CAD 几何体，需要对其进行修复并将其转换为无错误的几何体。为了避免建模错误，选择正确的物理模型至关重要。流体动力学最重要的模型是一组称为纳维-斯托克斯方程的偏微分方程。

在获得无误差的正确几何形状后，我们需要进行离散化或网格划分。为了获得准确的结果，我们需要注重更好的网格划分质量，因为网格质量越好，解就越好。为了最小化离散化误差，我们需要反复进行网格划分和重新网格划分，直到达到最小误差。当我们得到精确的解时，我们就说满足了收敛准则。

从理论上理解，我们可以认识到，在有限元分析 (FEA)、计算流体力学 (CFD) 或任何类型的工程分析中，网格划分或离散化都起着非常重要的作用。有时，几何体或 CAD 模型可能包含一些相交的实体或曲面。它可能存在诸如合并面、重复曲线、多余边、分割边、间隙甚至干扰误差等错误。在这些情况下，我们无法实现完美的网格划分。因此，我们需要使用 ANSYS 空间声明修复工具来纠正这些错误，即使这样，我们也可以共享拓扑。因此，如果我们需要完美的网格划分，并且之后想要进行不同类型的分析，例如结构分析或 CFD 分析，那么 ANSYS 无疑是最佳选择。为了获得完美的网格划分，我们可以采用不同的网格划分方法，例如水密几何和容错网格划分，这些方法是 ANSYS 界面中的新功能，已在 ANSYS 2021 版本中引入。因此，为了熟悉这些新技术，我们开发了本课程，考虑了不同类型的工程应用，采用了诸如水密几何、容错网格以及传统方法等先进技术。

因此，我们将这门 CFD 课程分为三个不同的单元，包含二十个与工业应用相关的视频。

第一单元是ANSYS Fluent容错网格划分，包含十个视频。

第二单元包括 ANSYS Fluent 水密几何，包含四个视频，第三单元包含四个采用 CFD Fluent 流动分析传统方法的视频。

单元 1：使用 ANSYS Fluent 容错网格进行 CFD 流动分析：

（一）课程简介

（二）使用 ANSYS Fluent 容错网格对管壳式热交换器进行 CFD 传热分析

（三）使用 ANSYS Fluent 容错网格对逆流热交换器进行 CFD 传热分析

（iv）使用 ANSYS Fluent 容错网格对横流热交换器进行 CFD 传热分析

（v）使用 ANSYS Fluent 容错网格对冷凝器热交换器进行 CFD 传热分析

（vi）使用 ANSYS Fluent 容错网格对板式热交换器进行 CFD 传热分析

（vii）使用 ANSYS Fluent 容错网格对表面冷凝器进行 CFD 传热分析

（viii）使用 ANSYS Fluent 容错网格计算流体力学 (CFD) 实现特殊类型热交换器的流体混合

（ix）使用 ANSYS Fluent 容错网格对排气歧管进行 CFD 热传递分析

（x）使用 ANSYS Fluent 容错网格对催化转化器进行 CFD 热传递分析

（xi）使用 ANSYS Fluent 容错网格进行风洞 CFD 传热分析

（xii）使用 ANSYS Fluent 容错网格通过文丘里流速计进行 CFD 传热分析

（xiii）使用 ANSYS Fluent 容错网格对膨胀机进行 CFD 传热分析

（xiv）使用 ANSYS Fluent 容错网格进行热管 CFD 传热分析

（xv）使用 ANSYS Fluent 容错网格进行 CFD 共轭传热分析

第 2 单元：使用 ANSYS Fluent 防水几何进行 CFD 流动分析：

（i）通过风洞的 CFD 严密几何工作流程

（二）基于 ANSYS Fluent 水密几何的 CFD 非均质流体混合

第 3 单元：使用传统 ANSYS Fluent Flow 进行 CFD 流动分析

（i）使用 ANSYS Fluent 对圆柱表面进行 CFD 流动分析

（二）使用 ANSYS Fluent 对弯管内的流体进行 CFD 混合

（三）使用 ANSY Fluent 计算流经收敛和发散段的 CFD 流动（二维）

（iv）使用 ANSYS Fluent 计算文丘里流量计的 CFD 流量

本课程适合哪些人：

• 本科生、研究生工程专业学生以及任何 CFD 学习者或担任 CFD 应用工程师的专业人士