前言
ANSYS中包含了流体求解计算的完整方案,这其中包括了计算前处理器(ICEM CFD与TGrid)、计算求解器(CFX与FLUENT)、计算后处理(CFD-POST)。这些软件模块可以作为独立的模块运行,也可以通过ANSYS Workbench关联到一起形成完整的计算求解方案,多种形式的选择方案无疑给用户提供了最大的灵活性。
这些软件模块,无论是前处理器ICEM CFD还是计算求解器CFX与FLUENT,都是流体仿真业界非常成熟的通用软件。相对于专业软件来讲,它们功能强大,能适应非常复杂的场合,然而强大的功能也意味着掌握并熟练应用它们需要较长的学习周期,这对于当今社会产品研发周期越来越短的现状来讲,无疑是一件极为不利的事情。
作为一款成熟的商用软件,ANSYS提供了完善的随机文档,无论是ICEM CFD,还是FLUENT,抑或是作为后处理器的CFD-POST,用户均可以在软件的随机文档中找到软件的使用细节描述。然而,对于非英语国家的用户来讲,面对长达几千页的英文文档,想要快速地找到问题的处理方案也是一件较为麻烦的事情。在此背景下,关于ANSYS CFD的学习资料层出不穷。这些资料的出现,一方面极大地方便了各类零基础读者的快速入门,另一方面也为软件的推广立下了汗马功劳。
ANSYS CFD使用者在工作过程中要频繁地与软件打交道,努力提高软件的使用熟练程度,有利于提高工作效率。当前市面上关于ANSYS CFD的学习资料大致可分为两类:一类以“Step by Step”的方式讲述软件功能及使用方法;另一类则偏重于CFD理论的讲解,辅以软件操作。虽然说这两类资料对于CFD使用者来说都是必不可少的,但是笔者个人认为,除了这两类资料外,还应该有一种软件提高类资料,这类资料应该是对第一类资料的补充和加强。笔者从周围CFD工作者的学习历程中发现,很多人已经熟悉了软件的操作界面、操作流程,但是碰到新的工程问题时仍然一筹莫展,存在新的几何模型难以生成高质量的网格、新的物理现象无法抽象为计算模型、计算结果不会解读等问题,因此迫切需要在现有资料的基础上,提供一类帮助他们进一步提高应用技能的资料。
本书特色
入门型图书应当给读者指明前进的方向,理论型图书则应当给读者提供前进的动力,而本书则旨在告诉读者前进路上的坑洼坎坷,以及跨越或避开这些坑洼坎坷的基本方法和技巧。因此本书与前两类资料的不同之处在于:
(1)本书不再假定读者毫无CFD应用基础。阅读本书之前,请提前阅读有关CFD应用的入门类教程,或者参阅本书姐妹篇《CAE分析大系——ANSYS ICEM CFD工程实例详解》。
(2)本书不会纠缠于CFD基本理论或行业背景理论,因为关于此类理论已有大量教材可供选用,其中不乏优秀作品。在使用CFD的道路上,读者应当始终将提高自己的理论背景作为头等要事。
(3)本书以ANSYS CFD软件应用过程中可能会遇到的典型问题作为讨论对象。由于不同读者群工程背景的差异,因此在工作中所能碰到的问题存在较大的差异。本书不以特定CFD用户群为对象,而是从软件使用过程中可能会遇到的问题出发,力求成为一部CFD软件使用过程中的工具书。在软件使用过程中遇到疑难问题,可迅速通过本书内容得到解决。同时本书提供大量ANSYS CFD软件使用过程中的操作技巧,可帮助读者提高工作效率。
主要内容
本书所讲述的软件操作界面基于ANSYS 17.0版本。虽说本书中探讨的问题与软件的版本并无太大关联,但是明确指定软件的版本有利于问题的提出。另外,由于版本的不一致,软件操作界面也存在些许差异。
本书内容主要分为ANSYS ICEM CFD及ANSYS FLUENT两大部分,其中ICEM CFD部分主要包括ICEM CFD基础、几何处理、网格基础、分块网格基础以及非结构网格;FLUENT部分则包含了FLUENT基础、流动问题计算、传热计算、运动部件建模、多相流计算、反应流计算、耦合问题计算等。
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限于时间和作者的能力,书中难免有疏漏之处,恳请读者批评指正。
胡坤
2017年4月30日