模块

主要内容

第一章

CFD基本理论

1、流体运动建模方法

2、CFD基本方程

3、从有限差分法（FDM）到有限体积法(FVM)

3.1 CFD基本方程的离散方法FDM

3.2 CFD基本方程的离散方法FVM 

3.3 基本方程向代数方程的转化

3.4 代数方程的数值解

4、FVM算法相容性 5、FVM算法稳定性-CFL条件

6、FVM算法收敛性

6.1 收敛条件 

6.2 松弛因子的用法

6.3 加速收敛 7、FVM算法计算精度

案例分析-1:一维扩散方程的FVM计算（手算，讲原理）

第二章

C语言基础

1、概述2、C代码注释

3、C语言基本数据类型 

4、常数

5、变量 

6、自定义数据类型

7、强制转换

8、数组

9、指针 

10、作为函数自变量的指针

11、控制语句

12、算术运算符

13、逻辑运算符

14、库函数

第三章

Fluent数据结构与UDF通用宏函数解读

1、UDF功能2、UDF解释与编译 

3、Fluent拓扑结构

4、Fluent数据结构

5、Fluent数据类型 

6、访问求解器数据的宏

7、做循环操作的宏8、通用的DEFINE宏

案例分析-1:常用通用UDF程序的领读与解析

第四章

动网格相关的UDF

宏函数

1、概述

2、动网格相关的宏

3、宏函数DEFINE_CG_MOTION 

4、宏函数DEFINE_GEOM

5、宏函数DEFINE_GRID_MOTION 

6、各种宏函数应用程序选例解析

工程实例-1:流场中旋转叶片与柔性薄膜耦合振动分析（UDF+动网格仿真）

第五章

动网格之一：光顺法

1、概述

2、光顺法对网格的要求

3、弹簧光顺法原理 

4、扩散光顺法原理 

5、线弹性光顺法原理 

6、光顺法的操作详解与设置技巧

工程实例-1:基于光顺技术的不规则活塞运动与气体压缩模拟

工程实例-2:列车运动中油箱晃动的双向流固耦合分析

第六章

动网格之二：动态分层法

1、概述2、动态分层法的应用场合 

3、对网格的要求

4、动态分层法基本原理

5、动态分层法的操作详解与设置技巧 

6、In-cylinder设置原理

工程实例-1:基于动态分层法和In-cylinder的气缸内气体绝热压缩过程模拟

工程实例-2:止回阀运动的流固耦合动态分析

第七章

动网格之三：网格重生法

1、概述

2、网格再生法原理

3、区域面网格重构

4、局部面网格重构

5、2.5D网格重构

6、尺度重构间隔

7、操作详解与设置技巧

8、尺寸函数

工程实例-1:齿轮搅油动态分析（UDF+多相流+动网格仿真）

工程实例-2:3D活塞运动与缸内气体压缩的压强与温升变化分析（光顺法+铺层法+网格重生仿真）

工程实例-3:仿生飞鸟飞行流固耦合分析（UDF+动网格+尺寸函数仿真）

第八章

6DOF

1、概述

2、6DOF原理

3、自定义6DOF的UDF宏函数

4、6DOF程序选读 

5、6DOF宏函数的挂载方法

6、利用6DOF求解运动轨迹

7、6DOF操作详解与设置技巧

8、6DOF输出文件的设置与处理

工程实例-1:子弹点火出膛过程模拟

工程实例-2:导弹投放与机翼分离模拟及导弹轨迹分析

第九章

振动方程的UDF数值解法

1、概述

2、气动力计算函数Compute_Force_And_Moment

3、振动力学控制方程

4、振动方程的四阶龙格-库塔法求解格式

5、四阶龙格-库塔法的UDF编程实现 

6、UDF程序的加载方法

7、网格策略：边界层+刚体运动区+动网格区+静止网格

工程实例-1:基于龙格-库塔法的方柱涡激振动计算与试验对比分析（UDF+动网格仿真）

第十章

UDF与双向流固耦合

1、双向流固耦合简介2、双向流固耦合原理

3、双向流固耦合分析系统 

4、计算模型与网格

5、流场计算设置 

6、固体计算设置

7、流固系统耦合器设置

8、后处理技术

工程实例-1:主动脉血管瘤与血液相互作用的双向流固耦合计算（UDF+动网格仿真）

工程实例-2:发电风车（风机）的双向流固耦合计算

第十一章

结构（或部件）运动的驱动

方法

1、概述

2、UDF驱动结构运动方法 

3、Proflie文件驱动结构运动方法

4、Expression自定义表达式方法

5、Fluent定义旋转转数

6、ANSYS结构域中定义结构运动

工程实例-1：三叶旋翼的在流场中的运动模拟

工程实例-2：齿轮搅油动态分析（UDF+多相流+动网格仿真）

工程实例-3：列车运动中油箱晃动的双向流固耦合分析

第十二章

重叠网格与结构运动模拟

1、概述

2、重叠网格的原理 

3、重叠网格法对几何模型的要求 

4、重叠网格法对网格的要求

5、Fluent操作详解与设置技巧 

6、后处理技术

工程实例-1:基于重叠网格和6DOF的吊舱自由落体运动轨迹计算

第十三章

单运动参考系模型（SRF）、多运动参考系模型（MRF）、滑移网格模型（SMM）与结构运动模拟

1、概述

2、SRF基本原理

3、MRF基本原理4、SMM基本原理

5、对几何模型和网格的要求 

6、Fluent操作详解与设置技巧

7、后处理技术

工程实例-1：三叶旋翼的在流场中的运动模拟

工程实例-2：汽车交会过程的FLUENT计算

第十四章

旋转问题之一：被动转结构流固耦合分析

1、概述

2、结构气动力的Fluent计算

3、旋转过程气动力作用下结构的动力响应计算

4、双向流固耦合设置与计算 

5、后处理技术

工程实例-1：发电风车（风机）的双向流固耦合计算

第十五章

旋转问题之二：主动转结构流固耦合分析

1、概述

2、结构旋转的定义 

3、结构气动力的Fluent计算

4、旋转过程气动力作用下结构的动力响应计算

5、双向流固耦合设置与计算 

6、后处理技术

工程实例-1：三叶旋翼的双向流固耦合计算

第十六章

动网格AI分析方法

1、概述

2、AI模型的数学原理

3、AI模型的计算平台与分析系统搭建

4、AI计算插件及安装

5、数据样本的生成方法和实现技术

6、训练样本的选择及AI模型训练

7、测试样本的选择与AI模型的测试

8、AI模型的精度验证与误差分析

9、AI模型的确认、生成和保存

10、AI模型的启动与运行方法

11、AI模型计算结果云图的显示和输出

工程实例-1：基于AI模型的齿轮搅油分析与结果云图输出

附录

1、各章算例UDF子程序

2、跟着SCI论文学仿真：基于龙格-库塔法的方柱涡激振动计算与试验对比 分析（UDF+动网格仿真，网格策略：边界层+刚体运动区+动网格区+静止网格），文献：Three-dimensional vortical flows around a bluff cylinder in unstable oscillations

备注

学员需自备电脑一台，提前安装软件

1、安装ANSYS 2020R2，并勾选Fluent

2、安装Visual Studio 2017