ICEM_CFD_网格划分入门

WorkBenchICEMCFD网格划分入门111AnsysWB里集成了一个非常重要的工具：ICEMCFD。它是一个建模、划分网格的集成工具，功能非常强大。我也只是蜻蜓点水的用了几次，感觉确实非常棒，以前遇到复杂的模型，用过几个划分网格的工具。但这是我觉得最方便和最具效率的。网格划分很大程度上影响着后续的仿真分析——相信各位都有所体会。而ICEMCFD特别长于划分六面体网格，相信无论是结构或流体（当然铁别是流体），都会得益于它的威力。ICEMCFD建模的能力不敢恭维，但划分网格确实有其独到之处。教程开始前，作一个简单的原理介绍，方面没有使用过ICEMCFD的朋友理解主要的任务：111如下图：1：白色的物体是我们需要划分网格的，但是它非常不规则。2：这时候你一定想：怎么这个不规则呢，要是它是一个方方正正的形状多好（例如红色的那个形状）01111于是有了这样一种思想：1：对于异型，我们用一种规则形状去描述它。2：或者说：如果目标形状非常复杂，我们就用很多规则的，简单的形状单元合成在一起，去描述它。之后，将网格划分的设置，做到规则形状上。最后，这些规则，通过最初的“描述”关系，自动的“映射”到原先的复杂形状上——问题就得到了解决！！！ICEMCFD正是使用了这种思想。如下是一个三通管，在ProE里做得02在ProE里面直接启动WB进入WB后，选择如下图：03111如下：1：代表工作空间里的实体2：代表某实体的子实体，可以控制它们的开关状态3：控制显示的地方04下面需要创建一个Body实体这个实体代表了真实的物体。这个真实的物体的外形由我们导入的外形来定义。——我们导入的外形并不是真实的实体。这个概念要清楚。但是今后基本上不会对这个真实的实体作什么操作。这种处理方式主要是为工作空间内有多个物体的时候准备的。051：点击“创建Body”2、3：点选这两个点4：于是创建出一个叫“Body”的实体操作中，左键选择，中键确认，右键完成并退出——类似的操作方法很多地方用到，要多练习，今后就不特别说明了06下面需要创建我们最需要的东西：那个“规则的形状”ICEMCFD里，这个实体叫Block可以如下方式创建之：07注意到我们现在多了一个黑框，怎么样，够规则吧？呵呵，开个玩笑。还必须对这个黑框进行必要的“裁剪”之后才能用来“描述”我们的目标实体0809修剪Block实体的第一步是一个益智的工作：我们不妨简单绘制一下策略：因为我们的实际物体像一个变形的“T”形，因此，不妨就用“T”来变形。最后要保留的部分用圆圈表示，不要得部分用“X”。如下图：10如图：1：选择“Split”工具2：使用默认的第一个方法3：选择“选线”按钮4：在Block的黑线上选择，并“切”出一条黑线。5、6、7、8、9：以此类推。11最后的结果应该类似下图121：选择“DeleteBlock”2：选择“选择Block”按钮3：删除不需要的部分。13得到类似的图形：14开始调节点的位置：1：选择“Move顶点”2：选择默认方法3：选择“多选”——补充一个，我们一直使用Y向视图！5：将Y固定掉4：选择“选择点工具”6：之后调节Block的顶点，到类似下图的位置15注意到在每个Pip的弯处，Block与Pip不能很好的贴合，这是因为我们的Block还是粗糙。因此，需要继续“Split”现有的Block，并继续调节Block的顶点。方法就是重复上面的步骤，这里就不罗嗦了。细分和调节后的图形类似下图，当然追求完美的朋友还可以继续细分——不过需要把握一个度的问题，因为细分得太多，也就失去“用简单描述复杂”这个出发点了。16下面要做的是从Block到Pip的“对应关系指定”工作。——尽管现有已经有了描述Pip的Block，但一些细节的地方，需要手工指定它们的对应关系，在复杂模型中尤为如此。因为尽管软件有很大程度的智能，但它毕竟无法完全的自动的分析出我们需要的对应关系来。关于指定“对应关系”的练习，最好请朋友们按照ICEMCFD自带的教程来做几次。特别是调节Block的顶点技巧，和今后流体计算的网格质量有很大关系，不熟悉的朋友需要补补课了。如下图：我们需要将Block上的这四个边同Pip三通处的连接部分“绑定”在一起。相当于告诉软件：“今后这四条边就代表了这两条圆弧哦！”17方法如下：1：选择“Associate”2：选择“EdgetoCurve”——Edge是Block上的，Curve是Pip上的3：选择Edges——注意这时必须要多选。4：再选择“Curve”——这时候也要多选5：中键确认后，注意到已经制定了对应关系的边变成绿色。18下一步就可以使用自动指定的功能了：1：选择“Associate”2：选择自动捕捉3：确定4：注意到现在Block已经“完美”的包裹住Pip19另外，要将三个管口的Block的Edge和Pip的Curve“指定”对应关系，方法就和上面指定连接处的时候一样。请大家自行操作了。20之后，就可以设定Mesh的参数了。1：打开实体参数设定窗口2：MaxSize设置为5——方向对了以后今后可以调节到更小。3：HeightRetio设置为0.64：确认21激活刚才的设置，为Pre-Mesh做准备1：选择“Pre-Mesh参数”2：默认更新所有设置3：确认22预览Mesh：1：设置为实体状态2：显示设置的推荐选项，朋友们可以自行调节3：结果应该和右图类似23关心一下Mesh质量：1：打开Mesh质量检查2：选择“Angle”——有很多种评价网格质量的方法，我比较喜欢这个3：右键点选不理想的部分4：选择“Show”5：这些单元格是目前的设置情况下，不太理想的地方24有很多种方法改善单元格的质量比如我在Bolock上，相应的地方添加了一条线，调节的位置后，从新使用一次“自动包裹”——方法同前面的讲述再次更新Pre-Mesh参数后，检察质量，刚才的不良已经消除。25重要提示：1：在制作Block的时候，Block顶点的位置，Bolock细分的效果，都可以在这样的循环操作中得到直观的结果。2：划分网格，我个人觉得无外乎两步：一个清晰的思路，和不断的优化。前者需要见多识广，后者需要耐心仔细。如果是做结构分析，在这一步可以打住了，直接生成最终的单元格文件即可；但做流体的朋友还需要继续：做流体的边界层。1：创见O型格也是一种Split2：选择创建O型格3：选择所有的格体4：选择出、入口（不需要O型结构的面）26观察其中一个口:1:绿色的线是原先Block的Edge(因为我们原先制定了它和Pip上物理开口的对应关系所以变成了绿色)2:小一点的黑色线,代表了今后的O型格体!!!——ICEMCFD创建O型格的工作仍是在Block上开展的。27在O型格上设置边界层的参数1：打开参数设置2：设置“线参数”3：选择一条连接O型和边缘的联线4：今后边界层为六层，因此格点为75：靠近外缘的厚度暂定为0.2——今后可以调整6：选择“复制参数”的功能7：将这个设置复制到所有类似的线上其中MeshLaw设置很有意思，同今后的求解器，液体属性等均有关系。有兴趣的朋友自己去研究了。我选择的是“Exponential1”28注意到此时O型到边缘的距离，就是我们刚刚设置了曾数等信息的那条黑线，还比较长因此，做如下修改：1：选择修改Block1.5：选择修改边长2：选择需要修改的边3：输入距离（注意“绝对距离”和“相对距离”的差别）29可以从新勾选“Pre-Mesh”注意到现在已经有O型结构了。30后续的工作中：1：可以在“Pre-Mesh”上右键，选择“转换为非结构化网格”2：可以使用菜单项，输入需要后续分析的软件的对应格式。3132结论：1：Ansys的WB，对ICEMCFD的集成目前（至少我使用的版本），并不完美。譬如ZCCBEST朋友提出的如何保持参数化的问题，我也不知道是否能实现。但我想第一，ICEMCFD是非常棒的Mesh工具，主要还是用在复杂模型的Mesh上，并且侧重于Mesh本身。举例说，我用Maya制作的复杂模型，也可以在ICEMCFD中进行网格划分，并且生成的BLOCK文件可以被单独的保存下来，今后如果修改不大，则直接调用BLOCK文件，重复利用之即可（当然一般要做一些小的修改）。第二：今天或许不能实现某些我们希望的功能，并非明天不行。我想来论坛的朋友更多的是抱着学习的目的，所以请暂时把软件的瑕疵放一放，而不断地，毫无偏见地去提高自己第三：从Ansys近两年的发展看，我相信我们期望的那些宜用功能，肯定会被完善。比如就我知道的：Ansys正在考虑将Ansoft，Fluent等才收购的重量级软件也集成到WB中来。因此，我倡议大家，在“理想状态”到来前，不断地学习学习再学习，从而争取领先一步，步步领先！2：回顾我所发的几个教程，其实很大程度上是想为朋友们抛砖引玉，引导不熟悉仿真软件的朋友了解这个领域——毕竟我们在这方面也太落后了，很多行业根本没有这种意思。朋友们或许为不同的公司打工，但今后的生产，何尝不都是用的我们中国人的资源。能节约点是一点，于公于私都不无大利——至少我们要知道可以怎么样将这些东西用于我们的设计吧。因此我真心的倡议大家共同建设这个板块，无私的交流日常的心得，真正达到共同提高的目的。唉，不小心写多了。忘记了“少说多做”的原则，但想到确实是发自肺腑的文字，不忍删除，就以之与朋友们共勉吧！！！——好累，抽根烟先！