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    icem混合网格范例

    来源:书业网 时间:2016-06-15

    篇一:ICEM CFD混合网格

    ICEM CFD中合并多个网格

    对于结构十分复杂的几何模型,若能够将几何体分割成多个部分由多人分别进行网格划分,生成网格后能够对网格进行组装,这恐怕是很多人梦寐以求的功能了。其实很多前处理软件都具有此功能。今天要说的是如何在ICEM CFD中实现此功能。

    为了简单起见,这里用一个非常简单的模型进行演示。当然复杂的模型的处理方式也是相同的。我们要处理的几何模型如图1所示。一个L型整体块被切割成3份。分别导出为3个不同的几何文件。按图中标示的顺序分别导出为1.x_t,2.x_t,3.x_t,当然其他的格式也无妨。但是最好是在同一个体上进行切割,否则网格组装的过程中会存在定位的问题。同一个体上切割的几何则不会存在几何坐标定位的问题。

    图1 原始几何 图2 几何1生成的网格图3 保存网格

    1、将几何1.x_t导入到ICEM CFD中进行网格划分。注意千万保证单位的一致,切记。

    这里是一个长方体,网格划分方法就不多说了。预览网格如图2所示。选择菜单File > Mesh > Load From Blocking生成网格。

    2、保存网格。

    选择File > Mesh >Save Mesh As…,我们这里保存已生成的网格为1.uns,后面组装的时候要用到此文件。

    3、按照相同的步骤对模型2与模型3进行网格文件,同时保存网格文件为2.uns与3.uns。

    图4 模型2的网格 图5 模型3的网格

    4、网格组装

    先导入1.uns,点击菜单File > Mesh >Open Mesh…,选择第2步保存的网格文件1.uns,导入模型1的网格。

    以同样的菜单,选择2.uns,会弹出对话框如图6所示。注意此时选择Merge,否则如果选择Replace的话,则只会导入模型2的网格,将模型1的网格替换掉,这不是我们想要的。接下来我们以相同的步骤导入3.uns,同样选择Merge。导入后网格如图7所示。

    图6 对话框 图7 全部倒入后的模型

    5、导出网格

    以常规方式导出网格。我们这里测试将网格导入至少fluent中。从图8导入信息可以看到,完全没有问题。

    图8 Fluent中网格导入提示信息 图9 Fluent中显示的网格

    导入至FLUENT中的网格如图9所示。在这里要提醒的是,为了在FLUENT中正常使用这些网格,需要在ICEM CFD中确定好边界名称、域名称等相应的Part,可以以将网格单元添加至part的方式进行创建。

    OK,大功告成,就是这么简单。其实能进行网格合并的软件很多,比如TGrid,比如

    HyperMesh。这种方法主要是用在复杂模型上,可以将复杂模型分成多个部分,由多人独自完成一部分。也算是并行工作的一种吧,呵呵。

    ICEM CFD处理混合网格划分中低质量的问题

    所谓的混合网格,指的是模型中同时存在结构网格与非结构网格的情况。

    采用混合网格的主要优势在于:对于复杂的几何,我们可以将其分解成多个几何,对于适合划分结构网格的采用结构网格划分方式,而对于非常复杂的部分,可以使用非结构方式进行划分。 然而采用混合网格也有一些缺点:交接面位置网格质量会非常差。因此我们需要采用一些方式对网格质量进行改善。另外对于交界面的处理也存在一些问题。

    我们先说说在ICEM CFD中进行混合网格划分的一般步骤。通常分为以下三步:

    (1)几何准备。对于本身就是多个几何的情况,因为处理方式简单,这里不做讨论。这里要说的是一个连续的几何,我们需要在ICEM CFD中将其进行分割成多个部分。这里可以运用的部分主要在于ICEM CFD的几何创建功能,包括点、线生成以及面切割。

    (2)part创建。这一步其实挺重要的。如果这一步工作没做好,后面有的是纠结。在这一步中需要将体分解成多个部分分别放入不同的part中。同时画四面体区域创建body

    。注意,这

    里我们需要创建面将四面体部分封闭,同时要将创建的面放到一个独立的part中,因为后面的节点合并中需要使用到它。

    (3)创建block。注意这里创建block的时候要选择划分结构网格的几何。

    做完以上工作后,就可以分别进行网格划分了。

    第一个问题:交界面的处理

    不同的求解器,处理方式不同。这里只说cfx与fluent。ICEM CFD对CFX的支持非常好,直接将网格导出至CFX中能够识别出interface对,我们在cfx-pre中设置interface就可以将区域联通了。而FLUENT则不同了,如果直接输出,则只能创建的面识别成interface,且无法改成interior,而由于只有一个面,无法构建interface对,区域无法联通。因此,我们需要在ICEM CFD中对交界面进行设置,将其改成interior。

    第二个问题:交界面网格质量

    由于在交界面上直接进行网格节点合并,所以极其容易导致低质量的网格。这里其实可以利用ICEM CFD中的Edit Mesh进行解决。注意要使用edit mesh,必须生成网格,也就是说六面体部分要通过file>mesh>load from blocking生成网格。网格光顺界面如下图所示。

    我们可以将up to value的值设置高一些,比如0.5以上。

    对于下方的处理,通常是固定hexa_8,quad_4以及pyra_5,然后光顺tri_3与tetra_4,最后将所有的都进行光顺。具体方法也没有确定,可以自己进行尝试。采用这种方法可以比较有效的提高交界面位置网格质量。

    篇二:ICEM CFD 创建混合网格

    ICEM CFD 创建混合网格

    1分割几何

    用已有曲面或创建曲面将几何分割成几何1和几何2两大部分,几何1用于自动划分四面体网格,几何2用于分块划分六面体网格。

    2准备工作

    导入几何,创建拓扑,创建出口、入口、分界面、壁面等Part,透明显示几何。 3自动生成四面体网格

    在几何1里创建Body放置于新创建的Part中(比如FLUID1),然后自动生成四面体网格1。 4分块划分六面体网格

    隐藏几何1及其网格1,只显示几何2,对几何2创建Block放置于新创建的Part中(比如FLUID2),进行相关块操作后,生成预览六面体网格(包括生成预览O型网格),然后转换成结构化六面体网格2与非结构化四面体网格1合并merge(File → Mesh → Load from Blocking → merge)。

    5分界面网格处理

    只显示分界面Part → Edit Mesh → Merge Nodes → Merge Mesh

    Merge surface mesh parts(点选分界面Part进行节点合并 → Accept)

    6创建边界层网格

    Mesh → Compute Mesh → Prism Mesh

    > Select Mesh(点选Existing Mesh)

    >点击 Select Parts for Prism Layer

    (点选生成棱柱层网格的所有部件,一般是圆柱面,并分别设置每个部件的棱柱层网格参数) 7选择求解器

    (必须先设置求解器,否则边界条件设置会出错)

    Output → Select Solver

    > Output Solver(输出求解器,选择Fluent_V6 )

    > Common Structural Solver(默认设置为NASTRAN)

    > Set As Default(设为默认设置,可以勾选)

    8设置分界面边界条件

    Output → Boundary Conditions

    > Volume(计算域,设置为Fluid即可)

    > Surfaces(边界)→ Mixed/unknown → 点击打开INTERFACE → 点击Create new → 选择interior(内部面)→ 单击Accept即可

    注意必须在ICEM CFD中将分界面设置成内部面(因为在FLUENT里无法重新设置内部面)。 9设置其他边界条件(同上)

    10检查网格质量

    Edit Mesh → Display Mesh Quality

    > Criterion(Quality,统计品质,默认设置)

    → Refresh Histogram(刷新直方图)

    9输出网格文件

    (ICEM CFD 默认输出的是uns网格文件,不是Fluent能够直接读入的mesh文件,所以必须通过写入操作输出mesh文件)

    Write input → 弹出Save current project first对话框 → 单击Yes(保存uns网格文件)→ 弹出“打开”对话框 → 单击“打开”(打开默认文件)→ 弹出Fluent V6对话框 → 修改mesh网格文件名(在Output file内修改./后的内容)→ 单击Done即可输出mesh文件(可直接读入Fluent中)

    篇三:ICEM万能网格方法介绍

    ICEM万能网格方法

    众所周知,ICEM CFD以其强大的网格划分能力闻名于世,同其他类似网格划分软件一样,ICEM提供了结构网格和非结构网格划分功能。结构网格质量一般较高,有利于提高数值分析精度,但是对于过于复杂的几何体,其缺点也是显而易见的:需要耗费大量人力思考块的划分方式,且经常造成局部网格质量偏低的局面。而非结构网格因其快速、智能化划分方式获得了人们的青睐,但其网格形式一般呈四面体或三角形,不易于流动方向垂直,进而经常造成数值扩散。 那么有没有更好的网格划分方式,能够将结构网格和非结构网格的优点结合在一起,既能又快又好的生成网格、又提高计算精度呢?答案是肯定的。CFD资料专营店老板在研究所搞数值计算多年,对于网格划分更是非常熟悉,在这里总结了ICEM CFD中两种核心技术----六面体核心网格和混合网格技术的使用方法,这两种办法可以说适用于所有复杂几何体,是万能的!希望能够为因几何结构过于复杂、苦于无法做出较高质量结构网格、却又不想使用非结构网格的同仁们提供新的思路,帮你们打通网格难关!

    一、六面体核心网格技术

    ICEM CFD中有一种新技术,即六面体核心网格技术,其原理是首先生成四面体网格,然后通过先进算法,将大部分区域内的四面体网格破碎、整合成六面体网格,只有在几何非常复杂或者边缘地带才会保留四面体网格。这样生成的网格集合了四面体网格和六面体网格的优势,既节省时间;因为大部分区域是结构网格、完全可以与流

    动方向垂直,因而能够保证计算精度。除此之外,六面体核心网格还能在四面体网格的基础上减少约60%-80%的网格数量,非常有利于充分利用计算机资源,加快计算时间。

    效果如图所示:

    (图1)未使用六面体核心网格技术的网格截面

    (图2)使用六面体核心网格技术后的网格截面

    操作过程和过程讲解请见文件夹“六面体核心网格范例1”及“六面体核心网格范例2”。

    二、混合网格技术

    对于一些工程或学术问题,几何具有如下特征:部分区域非常规则、简单,适合使用结构网格划分;另外的区域几何形状很复杂,使用非结构网格划分更容易。比如下面两个几何:

    这两个几何的就非常适用于混合网格进行分区划分---原理就是建立辅助面(即interface交界面),将几何划分成不同的区域,然后分别在各个区域使用结构化或非结构化网格,最后将各个部分的网格节点对齐。详细过程请见文件夹“混合网格范例”

    篇四:ICEM CFD 分块体网格划分

    ICEM CFD 分块体网格划分

    分块体网格划分步骤:导入几何 → 建立拓扑 → 分块操作 → 设置网格 → 预览网格 → 创建O型网格 → 创建边界层网格 → 生成体网格 → 输出体网格

    0 创建工程

    打开ICEM CFD软件 → File → Change Working Directory(改变工作目录,注意路径名必须全为英文) → File → New Project → 命名工程 (注意工程名必须为英文)→ 保存

    1 导入几何

    File → Import Geometry → STEP/IGES → 选择几何文件 → 点击Apply → 透明显示

    2 建立拓扑(几何检查)

    Geometry → Repair Geometry → Build Diagnostic Topology

    > Tolerance(容差,指面与面之间允许的最大间隙,一般保持默认设置,也可以自主调节)

    > Filter points(过滤点,曲线之间的切线夹角小于设定角度,则过滤掉曲线上的点)

    > Filter curves(过滤曲线,曲面之间的切线夹角小于设定角度,则过滤掉曲面之间的曲线)

    > 进行几何拓扑构建的目的是进行几何检查,同时利用软件自动创建特征线。

    > 黄色曲线表示单边,说明面是缺失的或者面之间的缝隙大于容差。红色曲线表示双边,指这条曲线在两个面上,说明面之间的间隙在容差之内,这是需要的物理几何模型。

    > 绿色曲线表示自由边,蓝色曲线表示多边,灰色曲线表示过滤掉的边(dormant)。

    3 创建Part

    在模型树Part目录上右击 → Create Part → 重新命名Part → 点选曲面 → 中键确认

    > Part 相当于一个容器,我们可以往Part中添加几何和网格,通常在几何检查和修补之后,即将几何组织成一个一个的Part,默认设置下,所有几何实体均放在GEOM Part中。

    > 必须创建 INLET(进

    icem混合网格范例

    口)和 OUTLET(出口)两个Part方便求解器识别(因为FLUENT 没法自动识别进口和出口,如果是导入CFX则可以不用创建)

    > 其他面一般创建为WALL(壁面边界,用于创建边界网格)、SYM(对称面)、INTERFACE(分界面)或INTERIOR (内部的),也可以将需要加密的面,创建为单独的Part。

    4 分块操作(Block)

    1)创建块(必选)

    Blocking → Create Block

    > Part(注意不能选择已有Part创建块,因为计算域是以块的方式进行组织的,且块必须放置在一个新的单独的Part中,所以必须重新命名创建一个新Part来放置块,比如FLUID)

    > Type(3D Bounding Box,三维边界盒,默认设置)

    > Entities(实体,默认为空)

    2)分割块(必选)

    Blocking → Split Block

    > Split Method(Screen select,选择块的边进行切割,相交切出一条黑边)

    > Split Method(Prescribed point,选择几何点进行切割,相交切出一条黑边)

    3)删除块(可选)

    Blocking → Delete Block → 单击选择要删除的块 → 中键确认

    4)块关联(必选)

    Blocking → Associate → Associate Edge to Curve

    > Edge(s)(点选块上的边,注意必须多选)> 中键确认

    > Curve(s)(点选几何上的曲线,注意必须多选)> 中键确认

    > 块上的边与几何上的曲线进行关联,关联好的块上的边会变成绿色,几何上的曲线的颜色一般不变。

    5)移动顶点(可选)

    Blocking → Move Vertex → Move Vertex

    > 分别选择块上需要移动的顶点,并移动到几何曲线上的对应位置 > 中键确认

    > 白色的边和顶点(约束到曲面Surface,这些顶点只能在附近的几何曲面上移动)

    > 绿色顶点(约束到几何曲线Curve,这些顶点只能在它所映射的曲线上移动)

    > 红色顶点(约束到几何点Point,除非改变关联,否则不可以移动)

    6)自动指定(自动对齐,必选)

    Blocking → Associate → Snap Project Vertices

    > Vertex select(All Visible,所有可见,默认勾选)

    > Move O-Grid nodes(移动O型网格上的顶点,一般不勾选)

    5设置网格

    1)全局网格单元尺寸

    Mesh → Global Mesh Setup → Global Mesh Size

    > Scale Factor(缩放因子,默认值为1,实际单元尺寸 = 最大单元尺寸 × 缩放因子)

    > Max element(最大单元尺寸,默认值为0,必须设为2的指数,否则自动圆整,也可以保持默认值0) > Curvature/Proximity based Refinement(基于曲率变化的网格自适应加密)

    > Enabled(激活的,指自动创建小的网格来捕捉几何细节,只能用于几何表面无关的方法)

    > Element in gap(设置几何中狭窄间隙里的网格单元数目,一般保持默认设置)

    > Refinement(加密设置沿圆上布置的网格单元数,避免网格细分尺寸达到全局最小值,这样会造成网格数量极其大)

    > Ignore Wall Thickness(忽略壁厚,一般不勾选)

    2)全局体网格划分参数

    Mesh → Global Mesh Setup → Volume Meshing Parameters

    > Mesh Type(Tetra/Mixed,四面体/混合,既有四面体,又有六面体,四面体与六面体之间采用五面体(金

    字塔)过渡,默认设置)

    Hexa-Dominant(六面体占优,允许几个过渡的四面体,从已有四边形面网格开始,近表面的六面体网格质量较好,有时内部网格质量稍差,能够很好满足静态变形的要求)

    Cartesian(笛卡尔,自动纯六面体网格,立方体表面部分投影到几何面(四点不共面),生成速度最快的体(面)网格类型,能够忽略大的特征、缝隙和孔,不能识别尖锐的特征,当前正处于开放阶段)

    > Mesh Method(Robust(Octree),鲁棒性-八叉树,从几何开始,四面体网格填充几何,块上的 Faces 投影到几何上的 Surfaces,只保留面网格,能够忽略细节、缝隙和小孔,默认设置)

    Quick(Delaunay)(快速-锋面推进,必须有质量好的表面网格,从已有表面网格开始)

    Smooth(Advancing Front)(梯度光顺,网格尺度变化更加渐进,表面网格质量必须相当高运行时间长,从已有表面网格开始)

    TGrid(来自FLUENT的体网算法,靠近表面渐进过渡,向内部快速过渡,从已有表面网格开始)

    6预览网格

    1)更新预览网格

    Blocking → Pre-Mesh Params → Update Sizes

    > Update All(更新所有设置,默认勾选)

    →Apply(每次修改拓扑块或预览网格参数后,都必须重新运行更新所有设置,计算得出新的网格单元数)

    2)生成预览网格

    在模型树中勾选blocking目录下的Pre-Mesh条目即可。

    3)加密预览网格

    Blocking → Pre-Mesh Params → Edge Params

    Edge(点选块上的边)

    Nodes(边上的节点数)

    Copy Parameters(复制参数,一般勾选)

    Method > To All Parallel edges(将该设置复制到块上所有平行或相对的边上,一般勾选)

    →Apply(注意运行加密设置后,不需要再更新所有设置,而是直接重新预览网格,否则加密操作无效)

    4)重新预览网格

    在模型树中重新勾选blocking目录下的Pre-Mesh条目即可。

    5)检查预览网格

    Blocking → Pre-Mesh Quality Histograms

    > Criterion(Determinant 2×2×2,行列式,默认设置)

    7创建O型网格

    1)创建O型网格(针对圆形几何)

    Blocking → Split Block → Ogrid Block

    > Select Block(s)(一般选择所有的块,或选择要划分O型网格的块)

    > Select Face(s)(选择所有块的入口面和出口面,不能选择中间的面)

    > 在入口和出口上,绿色线是原先块上的边,小一点的黑色线是创建的O型格体。

    2)创建C型网格(针对半圆形几何)

    Blocking → Split Block → Ogrid Block

    > Select Block(s)(一般选择所有的块,或选择要划分C型网格的块)

    > Select Face(s)(选择入口面和出口面,及所有的底面,即对称面上的面,不能选择中间的面) > 在入口和出口上,绿色线是原先块上的边,小一点的黑色线是创建的O型格体。

    3)预览O型网格

    在模型树中再次勾选blocking目录下的Pre-Mesh条目即可。

    4)修改O型网格

    Blocking → Edit Block → Modify Ogrid

    > Method(Rescale Ogrid,默认设置)

    > Edge(s)(点选O型网格与几何边缘的联线)

    > Absolute distance(绝对距离,一般要勾选)

    > Offset (位移,修改O型网格径向边的长度)

    Blocking → Pre-Mesh Params → Update Sizes

    > Update All(更新所有设置,默认勾选)

    →Apply(每次修改拓扑块或预览网格参数后,都必须重新运行更新所有设置,计算得出新的网格单元数)

    5)加密预览O型网格

    Blocking → Pre-Mesh Params → Edge Params

    Edge(点选块上的边)

    Nodes(边上的节点数)

    Copy Parameters(复制参数,一般勾选)

    Method > To All Parallel edges(将该设置复制到块上所有平行或相对的边上,一般勾选)

    →Apply(注意运行加密设置后,不需要再更新所有设置,而是直接重新预览网格,否则加密操作无效)

    6)重新预览O型网格

    在模型树中重新勾选blocking目录下的Pre-Mesh条目即可。

    7)检查预览O型网格

    Blocking → Pre-Mesh Quality Histograms

    > Criterion(Determinant 2×2×2,行列式,默认设置)

    8创建边界层网格

    Mesh → Compute Mesh → Prism Mesh

    > Select Mesh(点选Existing Mesh)

    >点击 Select Parts for Prism Layer

    (点选要生成棱柱层网格的所有Part,并分别设置每个Part的边界层网格参数)

    > Height(总厚度或高度,一般为1)

    > Height Ratio(高度比率,一般为1.2)

    > Num Layers(边界层层数,一般为3)

    → 点击 Compute 即可生成边界层网格

    9 生成体网格

    1)生成结构化六面体网格

    File → Mesh → Load from Blocking(生成体网格,可以输出)

    2)生成非结构化六面体网格

    在模型树中右击blocking目录下的Pre-Mesh条目 → Convert to Unstruct Mesh

    10 输出网格文件

    1)选择求解器

    (必须首先设置好求解器,否则设置边界条件时会出错)

    Output → Select Solver

    > Output Solver(输出求解器,选择Fluent_V6 )

    > Common Structural Solver(默认设置为NASTRAN)

    > Set As Default(设为默认设置,可以勾选)

    2)输出网格文件

    Write input → 弹出Save current project first对话框 → 单击Yes(保存uns网格文件)→ 弹出“打开”对话框 → 单击“打开”(打开默认文件)→ 弹出Fluent V6对话框 → 在Grid dimension项里点选3D(三维网格)→ 修改网格文件名(在Output file项内修改./后的内容)→ 点击Done按钮即可输出mesh文件(可直接读入Fluent中)

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