Ansys ICEM CFD+Fluent流体力学期末作业指导

做Ansys ICEM CFD + Fluent这套组合，是目前解决复杂流体问题最稳的路子，尤其适合对网格质量要求苛刻的科研项目。

ICEM 的核心优势在于“纯六面体网格”的生成能力。对于涡轮机械、燃烧室这种结构复杂的模型，它能通过分块策略（Blocking）把乱七八糟的区域切成规整的六面体。相比四面体网格，六面体不仅计算速度快，而且捕捉流场细节更准，能有效避免假扩散。

画完网格导入 Fluent 后，重点在于网格质量检查。一定要看 Skewness（扭曲度）和 Orthogonal Quality（正交质量）。如果 ICEM 里网格质量没过关，Fluent 里就算把松弛因子调到极限，残差也会像心电图一样乱跳，根本算不收敛。这套流程虽然上手慢，但只要网格画好了，后面调试能省一半心。

一、应用背景

热水从右边管内流入，冷水从中间管内流入，混合后从左边流出，数据如图 1-1 所示。

二、几何建模过程

首先，按题目数据定义一个管道截面并创建好各个 part，（右键左侧列表中 part 选择 Create Part），如图 2-1 所示。

三、网格生成过程

生成网格：点击 Mesh 中的第一个按钮 Global Mesh Setup 中的第一个项 Gloabal Mesh Parameters 中的第一个按钮 Global Mesh Size，然后依据尺寸适度更改第二项 Global Element Seed Size 中 Max Element 的数据，此处我填写了 0.005。

计算非结构网格：点击 Compute Mesh-Surface Mesh-Mesh type，选择 All Tri，创建三角形网格。

设置边界层：数据如图 3-1 所示

优化网格：优化完的网格如图 3-2 所示：

实际上我问老师咋优化，老师说让网格密一些就行，但是我计算了一下quality，发现质量还没有特别疏的时候好（大概0.05还是0.01的时候？）不过我再加密一点电脑就带不动了，哭了

四、计算过程

打开 Ansys Fluent，在 Launcher 的 Dimension 部分选择 2D，然后选择 start 启动软件。

导入网格：进入软件后，点击左上角的 File-Read-Mesh 导入网格，选择你刚才生成的.uns 文件，然后选择 Display Mesh After Reading，打开刚才生成的网格。

引入流体：右键左栏 Material-FLuid 项，点击 New，在弹出的窗口选择 Fluent Database；此处我想要模拟水流经管道的效果，所以我选择了 water-liquid，点击 copy，随后关闭窗口。

更改入口流体条件：双击左侧 Boundary Conditions 中，你的入口的名字（该名称一般是自己定义的），我需要将速度改成 20m/s，压力 1000Pa，如图 4-1 所示：

温度分别改成冷水和热水的温度，如图 4-2、4-3 所示：

最后双击 Run Calculations 进入计算界面，更改想要的时间步长和迭代次数等参数，点击 Calculate 开始计算。

五、结果分析过程

计算图表如图 5-1 所示：

温度图如图 5-2 所示：

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