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”
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。
WorkBench ICEM CFD 网格划分入门 111AnsysWB里集成了一个非常重要的工具：ICEM CFD。 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ICEM CFD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。 ICEM CFD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ICEM CFD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）01 111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！！！ ICEM CFD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： 03 111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。 05 1：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
ICEM CFD教程 四面体网格 ?对于复杂外形，ICEM CFD Tetra具有如下优点： ?根据用户事先规定一些关键的点和曲线基于8叉树算法的网格生成，生成速度快，大约为1500 cells/second ?无需表面的三角形划分，直接生成体网格 ?四面体网格能够合并到混合网格中，并实施平滑操作 ?单独区域的粗化和细化 ?ICEM CFD的CAD(CATIA V4, UG, ProE, IGES, and ParaSolid, etc)接口，保留有CAD几何模型的参数化描述，网格可以在修改过的几何模型上重新生成 这是生成的燃烧室四面体网格，共有660万网格，生成时间约为50分钟 ?八叉树算法 Tetra网格生成是基于如下的空间划分算法：这种算法需要的区域保证必要的网格密度，但是为了快速计算尽量采用大的单元。 1.在几何模型的曲线和表面上规定网格尺寸 2.构造一个初始单元来包围整个几何模型 3.单元被不断细分来达到最大网格尺寸（每个维的尺寸按照1/2分割，对于三维就是 1/8）
4.均一化网格来消除悬挂网格现象 5.构造出最初的最大尺寸单元网格来包围整个模型 6.节点调整以匹配几何模型形状 7.剔除材料外的单元 8.进一步细分单元以满足规定的网格尺寸要求 9.通过节点的合并、移动、交换和删除进行网格平滑，节点大小位于最大和最 小网格尺寸之间
? 非结构化网格的一般步骤 1. 输入几何或者网格 所有几何实体，包括曲线、表面和点都放在part 中。通过part 用户可以迅速打开/关掉所有实体，用不同颜色区分，分配网格，应用不同的边界条件。几何被收录到通用几何文件.tin 中，.tin 文件可以被ANSYS ICEM CFD’s 所有模块 1.1输入几何体Import Geometry ? 第三方接口文件：ParaSolid 、STEP 、IGES 、DWG 、GEMS 、ACIS … ? 直接接口：Catia 、Unigraphics 、Pro/E 、SolidWorks 、I-deas… 几 何变化网格可以直接随之变化
第一章介绍 ICEM CFD 工程 Tutorials目录中每个工程是一个次级子目录。每个工程的目录下有下列子目录：import, parts, domains, mesh, 和transfer。他们分别代表： ? import/: 要导入到ICEMCFD中的集合模型交换文件，比如igs，STL等； ? parts/: CAD模型 ? domains/: 非结构六面体网格文件(hex.unstruct), 结构六面体网格分区文件(domain.n), 非结构四面体网格文件(cut_domain.1) ? mesh/: 边界条件文件(family_boco, boco)，结构网格的拓扑定义文件(family_topo, topo_mulcad_out), 和Tetin几何文件(tetin1). ? transfer/: 求解器输入文件(star.elem), 用于Mom3d.的分析数据 mesh目录中Tetin文件代表将要划分网格的几何体。包含B-spline曲面定义和曲线信息，以及分组定义 Replay 文件是六面体网格划分的分块的脚本 鼠标和键盘操作
第二章ICEM CFD Mesh Editor界面 The Mesh Editor, 创建修改网格的集成环境，包含三个窗口 ? The ICEM CFD 主窗口 ? 显示窗口 ? The ICEM CFD 消息窗口 主窗口 主窗口中除了图形显示区域，外，还有6个radio按钮：File, Geometry, Meshing, Edit Mesh and Output. The File Menu The File menu 包含 ? Open, Save, Save as, Close, Quit, Project dir, Tetin file, Domain file, B.C file, Import geo, Export geo, Options, Utilities, Scripting, Annotations, Import mesh, DDN part.
ANSYS.ICEM-CFD中文教程 ICEM CFD 工程 Tutorials目录中每个工程是一个次级子目录。每个工程的目录下有下列子目录：import, parts, domains, mesh, 和transfer。他们分别代表： ? import/: 要导入到ICEMCFD中的集合模型交换文件，比如igs，STL等； ? parts/: CAD模型 ? domains/: 非结构六面体网格文件(hex.unstruct), 结构六面体网格分区文件(domain.n), 非结构四面体网格文件(cut_domain.1) ? mesh/: 边界条件文件(family_boco, boco)，结构网格的拓扑定义文件(family_topo, topo_mulcad_out), 和Tetin几何文件(tetin1). ? transfer/: 求解器输入文件(star.elem), 用于Mom3d.的分析数据 mesh目录中Tetin文件代表将要划分网格的几何体。包含B-spline曲面定义和曲线信息，以及分组定义 Replay 文件是六面体网格划分的分块的脚本 鼠标和键盘操作
第二章ICEM CFD Mesh Editor界面 The Mesh Editor, 创建修改网格的集成环境，包含三个窗口 ? The ICEM CFD 主窗口 ? 显示窗口 ? The ICEM CFD 消息窗口 主窗口 主窗口中除了图形显示区域，外，还有6个radio按钮：File, Geometry, Meshing, Edit Mesh and Output. The File Menu
网格剖分之人头——ICEM 先来看看头像的原始几何模型吧，原始文件是影像扫描技术成型的自由曲面蒙皮模型，当然先要把曲面转换成实体格式（这一步对专业的网格平台不是必需），还好，手头先进的三维CAD 程序正好发挥用途，一个简单的操作，便完成了曲面向实体的转变，很显然，这是一个对称体，为了减少工作量，当然，对称化的处理是必须的（见图1、2），对不住了，我只有残忍地把这家伙一劈为二了。 图1 整体头像 图2 对称头像 好了，完成了基本头像几何的边界，接下来的工作应该是几何拓补规划，把脑筋转起来，OK，很快就发现了，整体头像的几何拓补非常简单，几乎就是一个方块+圆柱+切削圆球的组合体（图3、4），麻烦的制造者在于这家伙脑袋上长了眼睛和一个嘴巴，嘴巴是一个洞穴，眼睛也是一个洞穴，显然，最终拓补构造的时候，这个地方可能得多挖两锄头，至少得搞两个坑出来，把多余的“赘肉”给割掉（鼻子很简单，不过就是广阔的平原上冒出一个小山丘，而且和立脸颊面部连接非常光滑，没有凹凸拐点，因此，应该不影响咱们的网格分布构造）。OK，到目前为止，美容手术之前的准备工作已经结束，可以躺到手术床上了。 图3 整体拓补 图4 面部拓补
上了手术台（导入ICEM）,当然首先要做的工作便是一系列“宽衣解带”工作，ICEM里面这个过程称之为几何清理和修复，当然，这一切过程都基本上是自动化的，也有需要手工清理的时候，那种情况的前提是“相貌”长得实在太丑（几何模型太“烂”），不手工打底，实在没有办法。这个头像的几何模型还可以，基本上没有什么多余操作，自动清理就是了，这个过程实在没有啰嗦的必要，大多数网格程序都差不多。接下来，先回顾一下几种典型的几何拓补关系的分块方法（图5），彻底理解了这些分块思路，这个模型就简单了，图6为分块组合方式（几乎是高质量结构化六面体网格的必须方式）——从左到右，依次为圆球挖孔、1/8圆球+1/4圆柱、1/4圆球+1/2圆柱、圆柱、圆球、1/2圆柱+方体，当然，圆球也可异化为椭球体，方体可以异化为梯形体、楔形体、1/8圆球体可以异化为三棱锥体，这些异化体的几何拓补以及分块组合方式是完全相同的，因此图5的几何组合元素具有相当的普适性。图6、7是对应的分块拓补和网格，值得一提的是，最后的网格质量是相当地高。 图5 典型的几何拓补组合形式
有redhong731@https://www.doczj.com/doc/123115569.html,提供版权所有,如有雷同…. 第一章介绍 ICEM CFD 工程 Tutorials目录中每个工程是一个次级子目录。每个工程的目录下有下列子目录：import, parts, domains, mesh, 和transfer。他们分别代表： ? import/: 要导入到ICEMCFD中的集合模型交换文件，比如igs，STL等； ? parts/: CAD模型 ? domains/: 非结构六面体网格文件(hex.unstruct), 结构六面体网格分区文件(domain.n), 非结构四面体网格文件(cut_domain.1) ? mesh/: 边界条件文件(family_boco, boco)，结构网格的拓扑定义文件(family_topo, topo_mulcad_out), 和Tetin几何文件(tetin1). ? transfer/: 求解器输入文件(star.elem), 用于Mom3d.的分析数据 mesh目录中Tetin文件代表将要划分网格的几何体。包含B-spline曲面定义和曲线信息，以及分组定义 Replay 文件是六面体网格划分的分块的脚本 鼠标和键盘操作
第二章ICEM CFD Mesh Editor界面 The Mesh Editor, 创建修改网格的集成环境，包含三个窗口 ? The ICEM CFD 主窗口 ? 显示窗口 ? The ICEM CFD 消息窗口 主窗口 主窗口中除了图形显示区域，外，还有6个radio按钮：File, Geometry, Meshing, Edit Mesh and Output. The File Menu The File menu 包含
AutoHexa Tutorial Manual Version 4.2 March 2002
ii ? 2002 by ICEM CFD Engineering All Rights Reserved. No part of this document may be reproduced or used in any form otherwise without express permission from ICEM CFD Engineering. All other products or name brands are trademarks of their respective holders. ICEM CFD Engineering 2855 Telegraph Avenue Suite 501 Berkeley, CA 94705 https://www.doczj.com/doc/123115569.html, info@https://www.doczj.com/doc/123115569.html,
iii Version 4.2AutoHexa Tutorial Manual ICEM CFD Engineering Table of Contents Getting Started xi Tutorial Example 1.1: Modeling and Meshing a Room 1 1.1.1:Starting the Project (2) 1.1.2:Menus and Windows (3) 1.1.3:Creating Objects (4) 1.1.4:Mesh Generation (15) Tutorial Example 1.2: Modeling and Meshing a Subway Station 23 1.2.1:Starting the Project (24) 1.2.2:Creating Objects (24) 1.2.3:Copying Objects (27) 1.2.4:Creating Objects (28) 1.2.5:Creating Groups of Objects (30) 1.2.6:Creating Polygons (32) 1.2.7:Creating Quads (35) 1.2.8:Mesh Generation (38) Tutorial Example 1.3: Modeling and Meshing a Chemical Vapor Deposition Reactor 43 1.3.1:Starting the Project (44) 1.3.2:Model Creation (44) 1.3.3:Copying Objects (47) 1.3.4:Creating Objects (49) 1.3.5:Mesh Generation (52) Tutorial Example 1.4: Modeling and Meshing a Lab 57 1.4.1:Starting the Project (58) 1.4.2:Creating Objects (59)
六面体网格划分(hexa meshing)—之Sphere cube 一概述 实体模型与采用ICEMCFD离散后网格模型，如图1.1和1.2所示。 图1.1 实体模型 图1.2 网格模型 二操作步骤 采用ICEMCFD12.0自带实体文件geometry.tin，在ANSYS12.0安装目录D:\soft_setup\ANSYS12\ANSYS Inc\v120\icemcfd\Samples\CFD_Tutorial_Files\SphereCube 中，将里面两个文件同时拷到工作目录。 (1) 打开文件geometry.tin，并勾选模型树中geometry的surface,如图1.3所示。 图1.3
(2) 创建组件creat parts 在模型树parts中，单击右键creat parts创建shphere、cube、sym三个组件，如图1.4所示。 (a) 在左下角parts中输入sphere； (b) 点击中的箭头，在屏幕中会增加显示下面选择功能按钮； (c) 在图1.4(c)中默认的选择为面，如果点和线是打开的应该关闭点、线、体选择，只开启面选择，选择十字箭头处的面，并按中键确定； (d)
于是便建立完成sphere组件；建立cube和sym两个组件的方法一样，下图建立完成了所有组件，请注意模型树parts中的三个组件。 (e) 图1.4 (3) 创建材料点Creating the Material Point (对于3D网格划分必须进行此步操作) 点击鼠标处的creat body，并在parts中输入名称live，如图(a)；然后点击箭头，在模型中任意选择两点，如图(b)，只要live点能够建立到实体模型中间即可，然后单击中键确定，如图1.5所示。 (a) (b)