結構CFD
關注創建者：大度 創建時間：2019-07-06
結構CFD的視頻教程
Cradle CFD非結構化網格熱流分析基礎
Cradle CFD非結構化網格熱流分析基礎 （1）CFD基礎介紹 （2）Workshop 1 歧管內流分析（穩態） ?掌握熱流分析中，抽取流體域的基本操作及基本原則 （3）Workshop 2 飛行器外流分析 ?掌握如何創建外流計算域，如何提取飛行器上的流體力 （4）Workshop 3 歧管內流分析（非穩態） ?掌握非穩態計算方法
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ICEM CFD結構化網格基本技能10講
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ICEM CFD結構化網格劃分（工程應用+科研）6講
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結構CFD的實例教程
拓撲其實就是房子的結構。這么理解拓撲比較容易些，以后認識多了，就能徹底通了。
生成結構化網格的軟件gridgen,icem等等都是需要你去建立拓撲，也就是結構，然后軟件好根據你的機構來建立網格，或者砌磚頭，呵呵。
非結構化網格的生成相對簡單，四面體網格基本就是簡單的填充。非結構化六面體網格生成還有些復雜的。但仍然比結構化的建立拓撲簡單多。比如gambit的非結構化六面體網格是建立在從一個面到另外一個面掃描(sweep)的基礎上的。Numeca公司的hexpress的非結構化六面體網格是用的一種吸附的方法。反正你還是要花點功夫。
另外一點就是，結構化網格可以直接應用于各種非結構化網格的CFD軟件，比如你在gridgen里面生成了一個結構化網格，用fluent讀入就可以了。fluent是非結構化網格CFD軟件，它會忽略那些結構化網格的結構信息（也就是B,I,J,K），當成簡單的非結構網格讀入。非結構化六面體網格就不能用在結構化網格的CFD求解器了。
結構化網格仍然是CFD工程師的首選。非結構化六面體網格也還湊合，四面體網格我就不喜歡了。數量多，計算慢，后處理難看。簡單說，如果非結構化即快又好，結構化網格早就被淘汰了。
總結一下：
結構化六面體：建立拓撲（所有軟件gridgen,icem什么的都是一種拓撲概念，界面不一樣罷了），生成網格
非結構化六面體：學習軟件，gambit用掃描方法，hexpress用吸附方法，按照步驟就行了。
非結構化四面體：簡單，看兩頁教程，搞定，就是簡單填充，沒什么技術含量！
其他非結構化網格，棱形等等：學習軟件，按照步驟，很容易。
不管用什么網格軟件，我們最好有比較扎實的CAD(pro/e, solidworks, UG什么的)基礎。熟練的CAD技術太重要了。
展開 沒有熬夜畫過網格，也不足以自稱CFD老手。
網格民工不怕幾何大，怕的是它不同方向不一樣大。
通俗地說：害怕細長條，害怕薄片，更害怕扎堆的薄片。比如熱交換器，石油化工、汽車船舶、航空航天哪哪都要用。
看外觀，熱交換器可能長這樣，一種粗獷的美：
但其內心相當細膩，管翅犬牙交錯，板翅交替排列，強迫癥渾身舒坦。
但在CFD工程師眼中，這些結構一點都不美。它們意味著軟件卡死，內存爆炸，電腦死機。。。
之前我們講過，結構有限元對付很薄的零件，通常把它簡化成殼單元：有限元分析如何應對很薄的零件？
那流體仿真呢？
CFD中沒有殼單元，而是用另一種簡化：多孔介質。
多孔介質指的是由骨架和大量微小空隙組成的物質。海綿，土壤，木材，都可以認為是多孔介質。
從流體角度看，多孔介質有兩個特點：由固體和流體組成；流體可以流過該區域，且存在流阻。
你看這兩個特點，管翅和板翅換熱器是不是也具備？于是，就可以考慮將復雜固體及其包含的空隙，整體打包，簡化為一塊多孔介質。
如此一來，什么復雜內部結構？不在乎。你只需要告訴我多孔介質的孔隙度，以及流體流過它會有多大阻力即可。
孔隙度很容易計算，就是空腔體積/總體積，但流阻計算就費功夫了。
工程領域應用最廣泛的流阻模型是達西-Forchheimer 模型，其核心思想是：總的流動損失由粘性損失和慣性損失兩部分組成，粘性損失與速度成正比，慣性損失與速度的平方成正比。
簡單總結：流阻是流速的二次函數。
接下來你可以做試驗，或者做一小段結構的三維CFD模擬，得到一些流速與壓降數據。基于這些數據做二次曲線擬合，就得到了二次函數的系數。
天洑智能熱流體仿真軟件AICFD支持多孔介質模型。
展開 對于結構網格來說，在數值離散過程中，需要通過結構網格節點間的拓撲關系獲得所有節點的幾何坐標，而對于非結構網格，由于節點坐標是顯式的存儲在網格文件中，因此并不需要進行任何的解析工作。
非結構網格求解器只能讀入非結構網格，結構網格求解器只能讀入結構網格。因為非結構網格求解器缺少將結構網格的幾何拓撲規則映射得到節點坐標的功能，而結構網格求解器無法讀取非結構網格，則是由于非結構網格缺少節點間的拓撲規則。當前完全的結構網格求解器已經不多了（一些古老的有限差分求解器可能還存在），大多數的求解器為非結構求解器，因此網格導出形式常常是非結構的。
因此，對于網格類型：
非結構網格或結構網格與網格存儲方式有關，與網格的形狀無關。
輸出什么類型的網格，取決于目標求解器支持什么類型的網格。
展開 作者：Benoit Mallol，Cadence 高級產品工程經理
在 CFD 歷史上，結構化網格最早出現，至今仍在使用。結構化網格具有幾個主要優點，例如精確度、生成速度和細胞的均勻分布。Automesh（以前稱為 Autogrid） 擅長生產這些類型的網格，非常適合具有任何葉片幾何形狀的渦輪機械應用。
隨著幾何形狀的復雜性開始增加（現在通常有超過 10k 個表面），出現了對另一種類型的網格——具有非結構化屬性的網格的需求。某些幾何形狀的問題在于它們在定義（“臟”或“不干凈”）方面缺乏準確性，并且它們沒有呈現出可以應用標準結構化網格拓撲的任何特定趨勢。CFD 用戶必須花費大量時間來定義這些新拓撲并在開始網格化之前清理幾何體。換句話說，一旦幾何圖形超出了結構化網格應用的經典范圍，爭論就會開始：我們什么時候應該堅持創建結構化網格，而不是簡單地切換到非結構化網格？
如果要考慮的唯一因素是要捕獲的物理特性和所需的精度類型，那么這個問題很容易回答。然而，還有第三個因素：流動求解器必須能夠讀取其背后的網格類型，并且由于大多數流動求解器只接受結構化或非結構化網格，這是一個雙贏的局面。
然而，這種看似雙贏的局面正是 Cadence 提供創新解決方案的地方。Cadence 在為相應應用程序提供正確技術方面享有盛譽，因此，我們的工程師在我們的 CFD 套件中開發了一個解決方案，用戶可以通過單擊在網格劃分方法之間切換，使他們不僅可以在同一項目中訪問--但也在同一個視圖中--所有幾何體的部分，無論首選的網格劃分技術如何。
對于類似葉片的幾何形狀，用戶可以應用結構化方法，對于非旋轉部件，如燃燒室、蝸殼等，用戶可以應用非結構化方法，這兩種方法都在 Automesh 中可用（非結構化模塊以前稱為 Hexpress）。
展開 從總體上來說，數值仿真計算中采用的網格可以大致分為結構化網格和非結構化網格兩大類。
1。結構化網格
結構化網格是指網格區域內所有的內部點都具有相同的毗鄰單元,為六面體；在拓撲結構上矩形區域內的均勻網格，其節點定義在每一層的網格線上，且每一層上節點數都相等，但這樣復雜外形的貼體網格生產比較困難。
優點：
在結構化網格中，每一個節點及控制容積的幾何信息必須加以存儲，但該節點的鄰點關系則是可以依據網格編號的規律而自動得出的，因此數據結構簡單，不必專門存儲這類信息，這是結構化網格的一大優點；除此外，還具有的優點是：1：網格生成的速度快；2：網格生成的質量好；3：對曲面或空間的擬合大多數采用參數化或樣條插值的方法得到，區域光滑，與實際的模型更容易接近。它可以很容易地實現區域的邊界擬合，適于流體和表面應力集中等方面的計算。
缺點
適用的范圍比較窄，只適用于形狀規則的圖形。
2。非結構化網格
非結構化網格是指網格區域內的內部點不具有相同的毗鄰單元，可以是多種形狀，四面體（也就三角的形狀），六面體，棱形，也可以是六面體。與網格剖分區域內的不同內點相連的網格數目不同。
優點
非結構畫網格沒有規則的拓撲結構，也沒有層的概念。網格節點的分布是隨意的，因此具有靈活性，
缺點：
計算時需要較大的內存。
3。計算精度主要在于網格的質量（正交性，長寬比），并不決定于拓撲。
來源：流體空間
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使用三角形線性單元對應的插值函數：
無論是CFD還是結構有限元，只要單元類型一致，插值函數都是一樣的，區別只在單元方程。
但是這樣直接求解結果是震蕩的，原因是結構有限元中，節點的幾個自由度本質是同一種物理量，它們是“平級的”。但是速度u、v與壓力p不是同一種物理量，它們不平級。壓力和速度的降階是平級的。
一般的處理思路是，對速度用高階單元，對壓力用低階單元。
這意味著我們會使用Ansys工具進行大量結構、電磁、CFD和系統級仿真。此外，我們還在由Ansys Workbench環境提供的框架中整合各個Ansys模塊，用于進行各種耦合多物理場仿真，這也正是我們多年前將Ansys作為首選仿真系統的重要原因。當時我們就深入了解了Ansys軟件開發和收購的理念。如今看來，這對我們來說顯然是正確的選擇。”
接下來你可以做試驗，或者做一小段結構的三維CFD模擬，得到一些流速與壓降數據。基于這些數據做二次曲線擬合，就得到了二次函數的系數。
天洑智能熱流體仿真軟件AICFD支持多孔介質模型。在設置時，將二次函數一次項和二次項系數，分別以粘性阻力和慣性阻力系數輸入，即可用規則的多孔介質域模擬復雜結構的流動及換熱。
多孔介質無法模擬流動細節，但能相當準確地模擬整體流動特征。
</li><li>將AI/ML應用于非線性結構與CFD場景。</li><li>將預測型與生成型AI/ML融合，結合參數CAE和多學科優化（MDO），自動生成最優設計方案。</li><li>基于AI/ML的特征識別，可顯著加快有限元模型準備工作。</li><li>降階模型（ROM）實現更快速、更高效的仿真。</li><li>AI/ML工作流將傳統CAE模型轉化為智能參數化模型。
</p><p><br></p><p>在 2025 Altair 區域技術交流會·西南站上，東風商用車技術中心CAE及仿真試驗室科長丁培林作為企業代表，系統分享了其近二十年來在<strong>結構優化、CFD、EMC、電池驗證、智能駕駛</strong>等多場景中的仿真實踐與數字化能力躍遷路徑，展現出領先商用車企在數智化轉型浪潮中的硬核實力。
在 2025 Altair 區域技術交流會·西南站上，東風商用車技術中心CAE及仿真試驗室科長丁培林作為企業代表，系統分享了其近二十年來在結構優化、CFD、EMC、電池驗證、智能駕駛等多場景中的仿真實踐與數字化能力躍遷路徑，展現出領先商用車企在數智化轉型浪潮中的硬核實力。
ICEM結構化網格重構攪拌釜CFD工作流10個月前
摘要：
攪拌釜仿真是優化化工設備性能的關鍵手段，能顯著降低實驗成本并指導設計改進。其中，采用ICEM劃分的高質量結構網格對仿真精度起決定性作用：結構化網格的規整拓撲特性可精確捕捉攪拌區復雜渦流，確保流場計算結果可靠性；其邊界層控制能力還能有效模擬近壁面湍流特性。若網格質量不足，易導致數值擴散或收斂困難，使仿真結果偏離實際物理現象。因此，ICEM生成的高質量結構網格是獲得準確攪拌釜仿真數據的重要基礎
熟悉 ANSYS Fluent，這是一款功能強大的軟件，可實現完美網格劃分并執行結構和 CFD 分析。
探索 ANSYS 2021 中引入的高級網格劃分方法，如水密幾何和容錯網格劃分，從而提高您在不同應用中的技能。
通過與工業應用相關的實踐示例和案例研究獲得實踐知識，涵蓋廣泛的傳熱分析。
</p><p>鈉冷快堆通常采用池式結構，各系統之間難以解耦，采用系統方法進行分析往往具有局限性，需要采用CFD對復雜結構進行精細化建模，并選擇適當的耦合邊界，實現模型簡化。</p><p><strong>2. 特殊的物理模型</strong></p><p>液態金屬鈉的特性：液態金屬鈉的普朗特數遠小于1，表現為導熱能力遠大于對流擴散能力，溫度邊界層厚度遠大于流動邊界層厚度。
在產品開發過程中，使用Cradle CFD基于結構化網格的scSTREAM模塊進行熱流體分析，該團隊可以開發準確的溫度預測模型。他們可以在流程早期使用更少的原型對電子產品進行詳細的熱設計，從而顯著縮短開發周期。該團隊還使用軟件的高級物理功能在機箱內進行粉塵擴散分析，并設計集塵離子系統。
