24.2.1 前处理

2026年07月26日

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24.2.1 前处理

1.创建分析项目

1）在Windows操作系统（Windows 8版本以下）选择“开始”>“所有程序”>ANSYS 15.0>Workbench 15.0，或在Windows 8操作系统中找到Workbench 15.0图标并单击，启动ANSYS Workbench 15.0，进入主界面。

2）双击主界面Toolbox工具箱中的Analysis System>Fluid Flow（CFX）选项，即可在项目管理区创建分析项目A，如图24-1所示。

图24-1 分析项目

2.添加几何模型

1）在A2栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry>Browse，此时会弹出“打开”对话框。

2）在弹出的对话框中选择文件路径，导入chap24几何体文件，此时A2栏Geometry后的变为，表示实体模型已经存在。

3）双击项目A中的A2栏Geometry，此时会进入到DM界面，查看模型如图24-2所示，此时如果设计树中显示，表示需要生成模型，此时进行步骤4），否则可直接进入步骤5）。

图24-2 DM模型

4）单击按钮，即可显示生成的几何体，此时可在几何体上进行其他的操作，本例无需进行操作。

5）单击DM界面右上角的“关闭”按钮退出DM，返回到Workbench主界面。

3.定义零件行为

1）双击主界面项目管理区项目A中的A3栏Model项，进入Mechanical界面。导入的模型如图24-3所示。

2）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中Geometry选项下的第1个Solid，此时即可在Details of“Solid”细节窗口中给模型添加材料。

图24-3 导入的几何模型

3）单击参数列表中的Material选项下Assignment黄色区域后的，此时会出现设置的材料，选择即可将其添加到模型中去。此时树结构图Geometry前的变为，表示材料已经添加成功。本例中采用了默认的Structural Steel，无需更改。另一个Solid为流体，也无需更改。

4.划分网格

1）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Mesh选项，此时可在Details of“Mesh”细节窗口中修改网格参数，本例中采用默认设置。

2）在Mesh上单击右键，选择Insert>Sizing，然后选择内部流体，在细节窗口中的Geometry中单击Apply按钮，在Element Size后设置单元尺寸为3mm。

3）在Mesh上单击右键，选择Insert>Method，然后选择待划分的所有体，在细节窗口中的Geometry中单击Apply按钮，并设置细节窗口中的Method为Hex Dominant Method。

4）在Outline树结构图中的Mesh选项单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Generate Mesh，生成网格最终的效果如图24-4所示。

图24-4 网格模型

5.设置集合

1）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Named Selections，在工具栏中单击Named Selection，此时在树结构图中会出现Selection选项。

2）右键单击Selection选项，然后选择Rename，将其更名为inlet_cold。

3）选择位于模型中的左端面，如图24-5所示，然后在inlet_cold的细节窗口的Geometry中单击后，再到其后单击Apply按钮，此时创建的集合包含了这些面，将用于设置冷水入口端。

4）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Named Selections，在工具栏中单击Named Selection，此时在树结构图中会出现Selection选项。

5）右键单击Selection选项，然后选择Rename，将其更名为inlet_hot。

6）选择位于模型中的右端面，如图24-6所示，然后在inlet_hot的细节窗口的Geometry中单击后，再到其后单击Apply按钮，此时创建的集合包含了这些面，将用于设置热水入口端。

7）选择Mechanical界面左侧Outline树结构图中的Named Selections，在工具栏中单击Named Selection，此时在树结构图中会出现Selection选项。

8）右键单击Selection选项，然后选择Rename，将其更名为outlet。

9）选择位于模型中的面，如图24-7所示，然后在outlet的细节窗口的Geometry中单击后，再到其后单击Apply按钮，此时创建的集合包含了这些面，将用于设置出口端。

图24-5 冷水入口面

图24-6 热水入口面

图24-7 出口面

6.退出Mechanical

单击Mechanical界面右上角的“关闭”按钮，退出Mechanical返回到Workbench主界面。

7.进入CFX环境

1）在流体分析项目上，右击Mesh，在弹出的菜单中单击Update更新，把网格数据传递到CFX环境中。(https://www.daowen.com)

2）在流体分析项目上，右击Setup，然后在弹出的菜单中单击Edit，进入CFX工作环境。

8.设置流体域和固体域

1）在树结构图上，右击默认域（Default Domain），在弹出的快捷菜单中选择Delete，将其删除。

2）创建流体区域。在工具栏上单击Domain按钮，在弹出的Insert Domain对话框中，输入fluid，然后单击OK按钮确认。

3）进入域的细节窗口，在基本设置选项进行设置，如图24-8所示，然后单击OK按钮确认。

4）创建流体区域。在工具栏上单击Domain按钮，在弹出的Insert Domain对话框中，输入solid，然后单击OK按钮确认。

5）进入域的细节窗口，在基本设置选项进行设置，如图24-9示，然后单击OK按钮确认。

图24-8 fluid域设置

图24-9 solid域设置

9.入口边界条件设置

1）在工具栏上单击Boundary按钮，然后选择inFluid，在弹出的细节窗口中设置Boundary Type为Inlet，并修改Location为inlet_cold，如图24-10所示。

2）在Boundary Details标签下，设置Massand Momentum下的Option为Normal Speed，Normal Speed的值为5[ms^-1]，并设置Heat Transfer的Option为Static Temperature，Static Temperature为25[C]，如图24-11所示。

图24-10 冷水入口端设置

图24-11 冷水入口端流体参数

3）在工具栏上单击边界条件按钮Boundary，然后选择inFluid，在弹出的细节窗口中设置Boundary Type为Inlet，并修改Location为cold_hot，如图24-12所示。

4）在Boundary Details标签下，设置Massand Momentum下的Option为Normal Speed，Normal Speed的值为5[ms^-1]，并设置HeatTransfer的Option为 Static Temperature，Static Temperature为95[C]，如图24-13所示，单击OK按钮。