ICEM网格划法的学习总结
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ansys icem cfd网格划分技术实
例详解纪
ANSYS ICEM CFD网格划分技术实例详解纪:
1、首先,选择你要建立的几何图形,如某个物体的外形、内部结构等;
2、选择网格划分的方法,可以使用Tetrahedron、Hexahedron、Prism等划分方法;
3、设定网格划分的精度,即划分后各三角形面或者正方体面的边长,一般可以根据不同类型的流动情况来调整精度;
4、确定各个区域的网格密度,一般需要在边界层提高网格数量,以更好地模拟流体的运动情况;
5、检查网格的质量,消除网格中的闭合面,以保证网格的准确性;
6、计算流场,对网格进行求解,并作图显示。
CFD第一章ICEM总工作流程ICEM CFD 的一般工作流程包括以下几个步骤:1、打开或创建一个工程2、创建或处理几何3、创建网格4、检查或编辑网格5、生成求解器的导入文件6、结果后处理1.1创建或处理几何体1.1.1导入几何题利用三维软件进行三维建模。
Solidworks—另存为.igs文件—打开geometry—Import Geometry 打开.igs-保存文件—打开icem,打开文件。
创建时,geometry与icem连接即可。
三维建模软件创建的几何文件都可以直接导入ICEM中。
1.1.2创建几何体通过geometry功能栏可以完成创建于编辑几何体的操作。
(1)点的创建与编辑打开第一个按钮即打开点的控制面板,通过该面板可以进行各类点的创建与操作。
(2)曲线的创建(3)面的创建(4)bodyde的创建在给模型化网格之前,应该先确定该模型的计算域。
确保该body在几何实体内部。
(5)线和面的修改(6)Repair实体通常容差设置应该是预计划分的最小网格尺度的1/10,或者需要捕捉最小几何实体的特征尺度。
红线表示模型满足容差。
黄线表示面的缺失或者面与面之间的缝隙大于容差,通常需要修补。
1.2网格的创建1、四面体2、六面体3、棱柱网格等1.2.1划分非结构化网格提供了强大的划分四面体网格的功能。
能将几何模型自动划分非结构化网格,适用于复杂的模型,并能在截得基础上适应网格。
但也存在缺陷。
1.2.1.1自动划分网格方法1、Octree算法2、快速Delaunay阵面推进算法3、前沿推进算法1.2.1.2网格类型1、四面体/混合网格主要采用四面体网格,还可以带有部分六面体核心网格和棱柱层网格。
2、六面体为主的网格3、笛卡尔网格采用纯六面体进行网格划分。
1.2.1.3全局网格参数采用四面体划分网格的时候,应当首先可以对整个模型进行全局参数的设置,对几何模型进行初略的网格分布设置。
1、设置全局比例参数。
ICEM网格划分参数总结(仅可参考,不具备一般性)ICEM网格划分参数总结(仅可参考,不具备一般性)一、ICEM CFD网格划分1、模型特征长度1353mm,模型最窄边0.22mm,球体计算域半径28000mm2、各部分参数如下:勾选Prism的Parts就是飞机的机身、圆角、细小的面。
Far的球体,其尺寸等于全局网格尺寸。
Fluid 是body指示网格生成位置。
依照图中所示参数所生成的网格部分信息:T otal elements : 3560021、Total nodes : 12304013、依照上述参数生成网格,在窄边处网格还存在质量较差的部分,数量不是特别巨大,这一部分网格主要集中在机翼、尾翼的后边缘处。
如下图。
二、Fluent求解1、General:Pressure-Based,Absolute Velocity Formulation,Time steady2、Models:开启能量方程、k-e-RNG湍流模型3、Materials:选择理想气体4、边界条件:将球体计算域far设置为压力远场,马赫数0.75,根据需要调整了风速方向(目前仅尝试了alpha=-5~15、beta=-25,21组实验),温度设定223K。
operating condition中operating pressure设定为26412Pa5、参考值:compute from 球体计算域。
参考面积设置为机翼迎风面积0.20762m^2(参考面积这一部分不知道对不对)6、Solution methods:coupled7、Solution controls:库朗数设置为68、初始化:Hybrid Initialization目前对飞机模型进行了修改,根据上述参数重新划分网格,再次调整风速方向进行了2次计算,还能够收敛。
ICEM网格划法的学习总结第一篇:ICEM网格划法的学习总结1、ICEM学习ICEM的模型树按照几何、块、网格,局部坐标和part几部分来显示。
在几何中点线面与块中的点线面叫法不同。
如下图所示:Body 在非结构化网格生成过程中,用于定义封闭的面构成的体,定义不同区域的网格。
Part是对几何与块的详细定义。
Part中既可以包含几何,又可以包含块。
可以点、线面、块、网格,但是一条线只存在于一个part中。
网格单元类型:1.网格生成方法:1、AutoBlock2、Patch Dependent3、Patch Independent4.Shrinkwrap壳、面生成网格的过程:2.Tolerance与颜色问题:导入ICEM中的模型首先要进行模型修复。
导入到ICEM中的几何模型要可能会出现三种颜色curve,红颜色的正常,黄色的为不连续的,蓝色的为重复的。
黄色的是单个面的边界(二维),红色的是两个面的交界线,蓝色的是三个/三个以上面相交的交线。
(出现蓝线是没有问题的,表明这个线是两个面以上的共线,只要不出现黄线就可以,黄线表示这儿有裂缝。
)黄线表示出现了洞,可能是面丢失了,造成蓝线的原因是有面体重叠了,你得删除多余的面体。
黄色的线表有孔或缝隙。
绿色的线直接删除。
白色的边和顶点:这些边位于不同的材料体间,它们和被关联的顶点将被映射到这些材料体中最贴近的CAD表面,而且这些边上的顶点只能在表面内移动。
蓝色的边和顶点:这些边位于体内部。
它们的顶点也是蓝色的,可以在选择之前沿边拖拽。
绿色的边和顶点:这些边和关联的顶点是映射到曲线的,这些顶点只能在它所映射的曲线上移动。
红色的顶点:这些顶点是映射到指定的点的。
导入的模型必须是封闭的面,线是红色的。
自动生成翼型的网格。
3.equivalence 将同一空间位置的重复节点消除(通常,消除ID 好较大的节点,保留ID好较小的节点),只保留一个节点,一般与“Verify”配合使用,这种方法可通过任何FEM定义(单元的相关定义、MPC等式、载荷、边界条件等)、几何定义和组等实现。
ICEM网格划分参数总结(仅可参考,不具备一般性)一、ICEM CFD网格划分1、模型特征长度1353mm,模型最窄边0.22mm,球体计算域半径28000mm2、各部分参数如下:勾选Prism的Parts就是飞机的机身、圆角、细小的面。
Far的球体,其尺寸等于全局网格尺寸。
Fluid 是body指示网格生成位置。
依照图中所示参数所生成的网格部分信息:Total elements : 3560021、Total nodes : 12304013、依照上述参数生成网格,在窄边处网格还存在质量较差的部分,数量不是特别巨大,这一部分网格主要集中在机翼、尾翼的后边缘处。
如下图。
二、Fluent求解1、General:Pressure-Based,Absolute Velocity Formulation,Time steady2、Models:开启能量方程、k-e-RNG湍流模型3、Materials:选择理想气体4、边界条件:将球体计算域far设置为压力远场,马赫数0.75,根据需要调整了风速方向(目前仅尝试了alpha=-5~15、beta=-25,21组实验),温度设定223K。
operating condition中operating pressure设定为26412Pa5、参考值:compute from 球体计算域。
参考面积设置为机翼迎风面积0.20762m^2(参考面积这一部分不知道对不对)6、Solution methods:coupled7、Solution controls:库朗数设置为68、初始化:Hybrid Initialization目前对飞机模型进行了修改,根据上述参数重新划分网格,再次调整风速方向进行了2次计算,还能够收敛。
CFD第一章ICEM总工作流程ICEMCFD的一般工作流程包括以下几个步骤:1、打开或创建一个工程2、创建或处理几何3、创建网格4、检查或编辑网格5、生成求解器的导入文件6、结果后处理1.1创建或处理几何体1.1.1导入几何题利用三维软件进行三维建模。
Solidworks—另存为.igs文件—打开geometrP—ImportGeometrP打开.igs-保存文件—打开icem,打开文件。
创建时,geometrP与icem连接即可。
三维建模软件创建的几何文件都可以直接导入ICEM中。
1.1.2创建几何体通过geometrP功能栏可以完成创建于编辑几何体的操作。
(1)点的创建与编辑打开第一个按钮即打开点的控制面板,通过该面板可以进行各类点的创建与操作。
(2)曲线的创建(3)面的创建(4)bodPde的创建在给模型化网格之前,应该先确定该模型的计算域。
确保该bodP在几何实体内部。
(5)线和面的修改(6)Repair实体通常容差设置应该是预计划分的最小网格尺度的1/10,或者需要捕捉最小几何实体的特征尺度。
红线表示模型满足容差。
黄线表示面的缺失或者面与面之间的缝隙大于容差,通常需要修补。
1.2网格的创建1、四面体2、六面体3、棱柱网格等1.2.1划分非结构化网格提供了强大的划分四面体网格的功能。
能将几何模型自动划分非结构化网格,适用于复杂的模型,并能在截得基础上适应网格。
但也存在缺陷。
1.2.1.1自动划分网格方法1、Octree算法2、快速DelaunaP阵面推进算法3、前沿推进算法1.2.1.2网格类型1、四面体/混合网格主要采用四面体网格,还可以带有部分六面体核心网格和棱柱层网格。
2、六面体为主的网格3、笛卡尔网格采用纯六面体进行网格划分。
1.2.1.3全局网格参数采用四面体划分网格的时候,应当首先可以对整个模型进行全局参数的设置,对几何模型进行初略的网格分布设置。
1、设置全局比例参数。
Scalefactor全局网格参数的乘法因子,默认是1,如果增大此值,则网格总数减少,减小则反之。
在ICEM使⽤道路上的⾎与泪使⽤ICEM软件也经过了好⼏年,本⽂将结合我⾃⼰的亲⾝经历,总结⼀些⾃⼰从技术⼩⽩开始学习,遇到的⼀些问题!希望你在学习的过程中,少⾛⼀些弯路,少花⼀些时间。
1、在画⽹格之前,可以先在三维软件⾥⾯画好外场⽹格,然后倒⼊到icem中,采⽤igs和stp格式导⼊时,会产⽣破⾯等问题。
⼀定要把⼏何外形修补好,否则在⽣成⽹格时会产⽣各种问题。
2、ICEM有选择模式和试图模式,当⿏标为⼗字形时表明处于选择模式,⽤于选择⼏何、⽹格等元素;当⿏标为箭头时表明处于视图模式,⽤于观察控制⼏何⽹格等元素的显⽰。
可以使⽤快捷键F9实现两种模式的快速切换。
3、由于模型曲⾯法向量反向,⽆法⽣成附⾯层⽹格,但是可以⽣成⾯⽹格,状态栏会提⽰:cheaking the direction of input pri** mesh.4、对于复杂模型⽣成四⾯体边界层⽹格有哪些注意事项,因为⽣成模型的⽹格质量不是很⾼,尤其是边界层,⽼是控制不够好?建议如下:对于复杂模型四⾯体边界层控制确实⽐较难,没有统⼀的原则,但是可以根据⽹格质量,调节⽐较差的地⽅的控制参数,如⽹格尺⼨及尺⼨变化⽐率。
在进⾏⽹格光顺时可以尝试先冻结棱柱层,只光顺四⾯体,四⾯体光顺好了再⼀起光顺。
可以先⽣成⼀层棱柱层,然后劈分棱柱层,这种情况对于那种⼩⾓度⽣成边界层情况⽐较适合。
5、在需要特殊外形加密的地⽅,在绘制⼏何模型时就要考虑到,⽐如在机翼前缘,则在绘图时切个机翼曲⾯,使机翼前缘单独为⼀个⾯。
Mesh--surface mesh setup下⾯可以选择“mesh method”,autoblock.在使⽤该命令时,⼀般要配合着curve mesh setup 命令使⽤,布置合适的节点,才能再适合的位置加密⽹格。
6、⽤ ICEM CFD ⾃动⽣成的体⽹格(四⾯体⽹格质量⼤于等于0.4)与⽣成的结构化⽹格(六⾯体)哪个好?如果⾃动⽣成的体⽹格质量很好,为什么还要⽣成结构化⽹格?这涉及到求解器的问题,专门的结构化求解器精度是⽐较⾼的,这就是为什么要做结构化⽹格,⽽⾮结构化⽹格求解器的算法决定其精度要⽐结构化求解器算法差⼀点。
1、ICEM学习
ICEM的模型树按照几何、块、网格,局部坐标和part几部分来显示。
在几何中点线面与块中的点线面叫法不同。
如下图所示:
Body 在非结构化网格生成过程中,用于定义封闭的面构成的体,定义不同区域的网格。
Part是对几何与块的详细定义。
Part中既可以包含几何,又可以包含块。
可以点、线面、块、网格,但是一条线只存在于一个part中。
网格单元类型:
1.网格生成方法:
1、AutoBlock
2、Patch Dependent
3、Patch Independent
4.Shrinkwrap
壳、面生成网格的过程:
2.Tolerance与颜色问题:
导入ICEM中的模型首先要进行模型修复。
导入到ICEM中的几何模型要可能会出现三种颜色curve,红颜色的正常,黄色的为不连续的,蓝色的为重复的。
黄色的是单个面的边界(二维),红色的是两个面的交界线,蓝色的是三个/三个以上面相交的交线。
(出现蓝线是没有问题的,表明这个线是两个面以上的共线,只要不出现黄线就可以,黄线表示这儿有裂缝。
)
黄线表示出现了洞,可能是面丢失了,造成蓝线的原因是有面体重叠了,你得删除多余的面体。
黄色的线表有孔或缝隙。
绿色的线直接删除。
白色的边和顶点:
这些边位于不同的材料体间,它们和被关联的顶点将被映射到这些材料体中最贴近的CAD 表面,而且这些边上的顶点只能在表面内移动。
蓝色的边和顶点:
这些边位于体内部。
它们的顶点也是蓝色的,可以在选择之前沿边拖拽。
绿色的边和顶点:
这些边和关联的顶点是映射到曲线的,这些顶点只能在它所映射的曲线上移动。
红色的顶点:
这些顶点是映射到指定的点的。
导入的模型必须是封闭的面,线是红色的。
自动生成翼型的网格。
3.equivalence
将同一空间位置的重复节点消除(通常,消除ID好较大的节点,保留ID好较小的节点),只保留一个节点,一般与“Verify”配合使用,这种方法可通过任何FEM定义(单元的相关定义、MPC等式、载荷、边界条件等)、几何定义和组等实现。
缺省情况下,在经过消除重复节点而保留了唯一节点的位置,会用一个小红圆来表示。
在消除节点后,被消除节点原来所具有的与其它对象的关系转移到保留节点上,保留节点代替了被消除节点的作用。
“Equivalence”对组的影响是这样的,假如原来有两个节点node1和node2重合存在于一点处,但两个节点分别属于两个组group1和group2,经过“Equivalence”处理,node2将被消除,只保留node1,则node1既属于group1,又属于group2。
“Equivalence”不会在单元的边上造成裂纹,也不会把多点约束等式删除掉,也不会把零长度单元删除掉(如弹簧单元和质量单元)。
一般来说,“Equivalence”应该在载荷和边界条件施加之前进行,也应该在进行单元优化和生成中间输出文件.lj、.kflj、.fds之前进行。
4.Aspect Ratio:
Largest ratio of maximum to minimum integration point surface areas for all elements adjacent to a node。
盘面比(有人也将之翻译成长宽比),一个节点相邻的最大积分面与最小积分面面积之比,一般要求小于100,对于双精度的求解可以达到1000。
5.Mesh Expansion Factor
Ratio of largest to smallest sector volumes for each control volume。
最大与最小控制体积之间的比值,一般要求小于20。
Mesh Expansion Factor与计算结果之间的相互关系:
如果收敛情况良好,Mesh Expansion Factor过大也是可以接受的;
如果你的电脑可以处理数量大的网格,你可以尝试优化调整你的网格,尤其是选取一个好的网格尺寸变化比率,合适的调整会让上述三项都满足指标。
对于非结构化网格,你可以设置不同线、面网格尺寸,那么你就会得到非常好的网格质量了。
Mesh Expansion Factor的值过大,是由于Icem中的哪个参数对应引起的?
网格尺寸变化比率
线、面网格尺寸
你可以尝试改变一下尺寸。
一般情况下,在网格质量在0.3以上,以上几个指标很容易满足。
6.网格光顺
网格光顺时可以尝试先冻结棱柱层,只光顺四面体,四面体光顺好了再一起光顺。
查看几何模型的几何尺寸:
Model→units→可以看到几何模型使用的尺寸,可以进行更改,调整几何模型的大小。
7.VORFN:
VORFN组是一个部分,它是默认就存在的,尤其在用户想要删除某个区域时比较有用。
为
了输出而删除一个块等价于将这个块定义在部分列表VORFN里,只有在树型目录里被激活的边才可以被输出。
8.index control:
利用块的标号控制可以允许用户只对可视的块模型进行修改。
开始时依据笛卡尔坐标I、J、K作为标号来描述块的位置,当一个O网格生成以后,就会加入一个指示标号,告知用户块的维数。
O网格的维数从O3开始计,3代表了维0,1和2,分别被预先定义为I,J和K。
9.动态模式:
如果操作过程需要用鼠标进行一个屏幕的输入,这时用户也可以按F9优先使鼠标转为动态模式。
F9键也可以允许鼠标从动态模式下返回继续选择模式。
非结构网格
10.清除网格重新开始画
File→mesh→close mesh→
11.遇到的问题:
1、画圆三点不能在一条线上。
2、导入ICEM中的模型首先要进行模型修复。
12.创建几何模型拓扑结构:
而且要关闭关掉T-connections 的Split surface
Tolerance的选取为最小网格尺寸的1/10到1/15之间。