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第一章介紹
ICEM CFD 工程
Tutorials目錄中每個工程是一個次級子目錄。每個工程的目錄下有下列子目錄：import, parts, domains, mesh, 和transfer。他們分別代表：
? import/: 要導入到ICEMCFD中的集合模型交換檔，比如igs，STL等；
? parts/: CAD模型
? domains/: 非結構六面體網格檔(hex.unstruct), 結構六面體網格分區檔(domain.n), 非結構四面體網格檔(cut_domain.1)
? mesh/: 邊界條件檔(family_boco, boco)，結構網格的拓撲定義檔(family_topo, topo_mulcad_out), 和Tetin幾何文件(tetin1).
? transfer/: 求解器輸入檔(star.elem), 用於Mom3d.的分析資料
mesh目錄中Tetin檔代表將要劃分網格的幾何體。包含B-spline曲面定義和曲線資訊，以及分組定義
Replay 檔是六面體網格劃分的分塊的腳本
滑鼠和鍵盤操作
第二章ICEM CFD Mesh Editor介面
The Mesh Editor, 創建修改網格的集成環境，包含三個視窗
? The ICEM CFD 主窗口
? 顯示視窗
? The ICEM CFD 消息視窗
主窗口
主視窗中除了圖形顯示區域，外，還有6個radio按鈕：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.
The Geometry Menu
The Geometry menu 模型修補和編輯，邊界條件的設置，調用ICEM CFD DDN。它包含
? DDN tools, Bound conds, Repair, Utilities, Global setup.
模型編輯模式，由一排彩色radiobuttons控制
? Surface, Curve, Point, Material, Density, Loop.
它們又分別具有次級功能表
? Create, Delete, Modify, Mesh params, Change family,
Copy/move.
The Meshing Menu
The meshing menu 包含ICEM CFD各種網格劃分模組。只有用戶擁有樓閣模組的license，他才可以使用這個模組。目前ICEMCFD提供下列模組：
? Hexa, Tetra, Global, Prism, Quad, AutoHexa, Mulcad/Padamm,
P-Cube
按不同的按鈕會調用不同的模組。
The Edit Mesh Menu
The Edit Mesh menu包含必要的網格編輯功能, 粗化、平滑合併等。具體的操作有：
? Copy/move, Smooth, Refine, Coarsen, Merge, Extrude,
Diagnostics, Uncouple, Bandwidth, Change type, Change
family, Utilities, Edit nodes, Edit elements, Edit edges, Edit
Blocks, Edit subfaces, Repair
The Output Menu
The Output menu針對不同求解器進行邊界條件的設置。此外用戶可以調用Mom3d 和Visual3 進行網格自適應和視覺化。可使用的功能有：
? Select solver, Bound conds, Solver params, Solver input,
Run solver, Visual3, Mom3d, RAMM-ICE
Note: The ICEM CFD 後處理模組Visual3, 網格優化模組Mom3d, 以及與RAMM-ICE的內燃機網格介面必須有另外的license
The Utilities Cluster
這些功能都位於主視窗的右上角：
? Help: connects the user to the ICEM CFD on-line help
? Orient: 控制顯示座標
? View: 定制顯示屬性
? Undo: 操作反悔
? Redo: 撤銷反悔
? Print: 列印
? Shell: 調用一個X-Term命令視窗
顯示視窗
The display window, 處於螢幕右邊, 允許控制按照family, geometric entity, element
type and user-defined subsets來顯示.
Important: Since some functions are performed only on the entities
shown, the Display window is a very important feature to use when
isolating the particular entities to be modified.
Families
Color-coded and customizable, display by family, as defined in the
mesher interface, is available in this window.
Geometry
When this button is toggled on, the user has control over the
display of geometric entities. The Opts button beside for each
entity type allows control over the display characteristics.
Note: Based on the domain file chosen, this toggle button will
either be labeled “unstructured” or “structured,” or be absent
altogether if no domain file is specified.
? Structured or Unstructured: Aside from display of the mesh
based on element type, for even greater power, ICEM CFD
allows the user to create custom subsets; the careful display of
which allows a great deal of control in the mesh operations.
? Display Subset: This toggle button allows you to define subset
of your model based on a set of numerous attributes, including
element type, screen selection, coordinate position, etc.
第三章ICEM CFD Tetra四面體網格劃分器
这是Tetra生成的棱拄和四面体混合网格，包含55万四面
体网格和12层33万棱拄网格
介紹
Tetra採用8叉樹演算法來對體積進行四面體填充並生成表面網格。用戶必須事先規定一些關鍵的點和曲線。Tetra具有強大的網格平滑演算法，以及局部適應性加密和粗化演算法。
對於複雜模型，ICEM CFD Tetra具有如下優點:
? 基於8叉樹演算法的網格生成
? 快速模型set-up
? 網格與表面拓撲獨立
? 無需表面的三角形劃分
? 可以直接從CAD模型和STL資料進行網格生成
? 對CAD surfaces and/or STL Representation定義網格尺寸
? 控制體積內部的網格尺寸
? 四面體的節點和曲線與事先的規定匹配
? 採用Natural size 單獨的決定幾何特徵上的四面體網格尺寸
? 體積網格和表面網格的平滑、節點合併和邊交換
? 四面體網格能夠合併到混合網格中，並實施平滑操作
? 單獨區域的粗化
? Enforcement of mesh periodicity, both rotational and translational
? 表面網格編輯和診斷工具
? 局部細化和粗化
? 為多種材料提供一個統一的網格
? 快速演算法: 1500 cells/second
ICEM CFD Tetra的輸入
ICEM CFD Tetra的輸入方法有：
? Sets of B-Spline curves and trimmed B-Spline surfaces with
prescribed points
ICEM CFD Tetra中的智能幾何
ICEM CFD的CAD介面，保留有CAD幾何模型的參數化描述，網格可以在修改過的幾何模型上重新生成。在CAD 中選中被導入的模型帶有附加的資訊，它們與主幾何模型一起存儲，幾何模型的參數改變後，用戶要重新生成網格只需簡單的File > Save，就可以立即進行非結構四面體網格重新計算。
八叉樹演算法
Tetra網格生成是基於如下的空間劃分演算法：這種演算法需要的區域保證必要的網格密度，但是為了快速計算儘量採用大的單元。
1.在幾何模型的曲線和表面上規定網格尺寸
2.構造一個初始單元來包圍整個幾何模型
3.單元被不斷細分來達到最大網格尺寸（每個維的尺寸按照1/2分割，對於三維就是1/8）
4.均一化網格來消除懸掛網格現象
5.構造出最初的最大尺寸單元網格來包圍整個模型
6.節點調整以匹配幾何模型形狀
7.剔除材料外的單元
8.進一步細分單元以滿足規定的網格尺寸要求
9.通過節點的合併、移動、交換和刪除進行網格平滑
Family設置, Material Points, 預先規定Points
在ICEMCFD中可以對幾何模型中的各種幾何元素進行分組，形成不通的families。這樣允許用戶對不通的families 進行不同的參數設置。除了對不通families設置邊界條件，用戶還可以對每個family定義控制網格尺寸的參數：maximum length, initial height, and height ratio。此外還可以對單獨的曲線和表面定義網格尺寸參數。這樣通過預先規定的網格尺寸參數，用戶可以控制四面體節點和關鍵區域的邊的位置。
如上面的八叉樹演算法已經描述的，當網格劃分器調整網格節點以匹配幾何模型外形時，它首先匹配預先規定點和曲線。
在單元剔除步驟，Tetra要求在每個需要進行分析的不同材料內定義一個material point。對於CFD，material point可以來定義流體區域；對於結構有限元分析，可以來定義固體區域；或者對於耦合傳熱問題，用來定義兩種區域。
ICEM CFD Tetra重要特性
Coarsening和smoother的過程相似。此外也可以採用fix_families來排除某個family的coarsen操作。
如果coarsen操作中，size_check選項打開，得到的網格在所有幾何元素上會滿足預設的尺寸標準。而且Tetra包含了完全的投影projection和smoothing工具tools，以及單元創建、刪除、分裂、交換和uniform enforcement of orientation.
In the interest of minimizing grid points, the coarsener reduces the
number of triangles in a mesh by merging triangles. This operation
第三章四面體網格劃分示範1：三維管道回合
figure 3.1.1
Geometry
? 設置網格參數Mesh params >Model 和Mesh params > Families.
Meshing menu
? 自動網格生成和平滑Tetra > Batch from CAD
Edit mesh menu
? 檢查網格品質Diagnostics.
打開工程
打開File > Open，選擇Select project，選擇3DpipeJunct project，再選擇tetin1。如果出現一個提示視窗要求載入一個domain，則選擇Cancel 來開始一個新的模型。
生成四面體網格
定義family
1 如果families還未定義，那麼首先需要對幾何模型的不同區域分類以創建family。最初整個幾何模型被設置為
一個family，名稱為GEOM。我們將按照figure 3.1.1所示來修改family設置。表面family有INL, OUT, CYL1, CYL2, and SYM。
2 選擇Geometry > Surface> Change family.來修改family設置
3 用滑鼠左鍵選擇某個表面，用滑鼠中鍵確認選擇，然後會出現一個family設置視窗。或者為所選擇的面選擇一個已經存在的family，或者在New family中輸入一個新的名稱來為這個（些）面創建一個family
4 一旦所有的surface被設置重新命名，採用相似的操作繼續對Curves, Points, 和Materials 進行設置。
5 在Geometry > Curve> Change family幾何模型中所有的曲線將被設置為CUR。
用戶可以按住滑鼠左鍵拖動進行box-select。
6 所有的點放在PTS family中。注意將游標放在主視窗中，按"v"鍵，則可以選擇
所有點元素。
定義Material點
1 模型的material將被設置為LIVE family。它處於圓柱的內部。
2 選擇Geometry > Material > Create > Screen midpoint.
3 在Select family 視窗中, 輸入LIVE 作為New family 名稱，按Accept 接受
4 用滑鼠左鍵在圓柱上選擇兩個相對的頂點，然後按滑鼠中鍵確認。LIVE 應該在
幾何模型的內部。旋轉模型以確認它確實在體積內部。
5 要刪除空的families，在Display功能表中選擇Families > Edit，點擊Delete
unused。這樣列表中的無用family會自動清除。按Accept關閉這個視窗。
設置網格參數
1 要確認Surfaces 和 Curves 都已經被toggled on, 在display 視窗的分別按Surfaces 和 Curves 的Opts > Tetra
sizes ，四面體形狀的圖示就會顯示在幾何模型上。
2 這時用戶可以用Mesh params > Model 來修改整個模型的網格尺寸（右圖）。將Reference size 設置為5，
size
3
注意改變Reference size 並按 Apply 會改變幾何模型上的四面體圖示的尺寸。
4 要改變某個指定family 的網格尺寸，選擇
Surface>Mesh params > Families 。用戶就可以從Select
family 視窗中選擇family （如圖）。本示範中選擇CYL2 然後按 Accept 。CYL2 對應的表面就會以加亮顯示。
5 在Surface family mesh params 視窗中(如圖)，對Size 指
定為0.5，其他參數為0，因為Tetra 生成網格時不用這些參數，只有Hexa 用。選擇 Show size params using refsize 會使得按下Apply 後參數調整可見。選擇Dismiss 關閉視窗。
6 當對網格尺寸設置滿意後，按 File > Save 來存儲。
不同Reference size 的效果
Running the Tetra Mesh
1.選擇Meshing > Tetra > from CAD/Surface Mesh
來生成四面體網格。Tetra parameters 視窗將會
出現(如右圖);
2.按照圖中設置後，按Mesh進行網格劃分。Message
Window將會報告網格劃分過程資訊。
譯者注：這個步驟和PDF文檔中所述不相同，原文中的功能表和Tetra parameters視窗與4.2版不太一樣。原文和原圖如下：
Choose Meshing > Tetra > Batch from CAD to generate the tetrahedral mesh. The Tetra > Interactive from CAD mode indicates that Tetra will not automatically save the volume mesh (Write volume) or surface mesh (Write surface). The Tetra parameters window will appear (refer to Figure 3.1.4):
最後顯示的網格為：
Saving the Mesh
用File > Save >Domain file 存檔
第五章Sphere Cube
一个半球体，内含一个立方体空腔。图中以标明表面的family名称。
1〃打開工程
在Select project 視窗，選擇SphereCube工程後，再打開tetin1檔。
3. 生成四面體網格
Family設置
1.與前面的示範相同，最初所有的表面屬於一個family——GEOM。用戶需要按照上圖對表面重新創建family
(SPHERE, CUBE, SYM) 。
2.在Geometry > Surface> Change family菜單中修改family設置。
3.用滑鼠左鍵選擇需要的表面，然後中鍵確認選擇。在Select family 視窗出現後，或者選擇已經存在的family，
或者創建新的family。
4.本示範中，對於所有的點和曲線，設為一個family, GEOM。
定義Material點
同上個示範一樣，material點被設置為單獨的family，LIVE。採用Create > Screen midpoint功能設置material點。用滑鼠左鍵在半球上選擇兩個點，按中鍵確認，LIVE就會出現在模型上。
Reassigning Mesh Parameters
1.用戶必須在網格生成之前設置網格參數。在Geometry 分類中，按
Mesh Params > Model 來進入Model Mesh Params 視窗。
2.注意: 為了方便，建議打開Reference size旁邊的display選項來顯
示標記為ref 的四面體圖示。從Display功能表中，打開Surfaces >
Opts > Tetra sizes和Curves > Opts > Tetra sizes，以顯示代表網
格尺寸的圖示。
3.回到Model mesh params 視窗，輸入如圖參數；
4.在Mesh params > Families中可以對不通的family設置不同的網格
參數。對於SYM，按照下圖設置。
5〃存檔
6〃參考第四章選擇Meshing > Tetra > from
CAD/Surface Mesh 來生成四面體網格。在Tetra
parameters 視窗做設置後，按Mesh進行網格劃分。
Message Window將會報告網格劃分過程資訊。
譯者注：原PDF文檔所述與此不同。ICEMCFD4.2版的
Tetra parameters 窗口中無法關閉Smoother。因此在這
裏設置Smoother不要做很好的平滑。以便後面進行平滑操作的對比更明顯。
7. 網格劃分好後存檔。