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1、ICEM CFD 网格划分入门网格划分入门ANSYS Workbench 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） ，而而 ICEM CFD 特别长于划分六面体网格，相信无论是结构或流体特别长于划分六面体网格，相信无论是结构或流体（当然特别是流体） ，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
2、介绍，方便没有使用过 ICEM CFD 的朋友理解主要的任务。原理介绍原理介绍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） 。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 里做的。在 PROE
3、 里面直接启动 WB，进入 WB 后，选择如下图。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。1 创建一个创建一个 Body（实体或体区域，可选）（实体或体区域，可选）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。1 点击创建 Body2、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）2 创建块
4、创建块下面创建我们最需要的东西，那个“规则的形状” ，在 ICEM CFD 里，称为 Block（块） 。注意到我们现在多了一个黑框，怎么样，够规则吧？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。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，不要的部分用 X 表示如下图。3 分割块分割块1 选择 Split Block 工具2 使用默认的第一个方法3 选择 Edge 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。最后的
5、结果应该类似下图4 删除块删除块1 选择 Delete Block2 选择“选择 Block 按钮3 删除不需要的部分，得到类似如下的图形。5 开始调节点的位置开始调节点的位置1 选择 Move Vertex2 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。注意到在每个 Pip 的拐弯处，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
6、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。6 块关联（指定从块关联（指定从 Block 到到 Pip 的对应关系）的对应关系）尽管现在已经有了描述 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 ICEM CFD 自带的教程来做几次。特别是调节Block 顶点的技巧，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。我们需要将 B
7、lock 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！”1 选择 Associate2 选择 Edge to Curve，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。7 自动指定自动指定1 选择 Associate2 选择 Snap Project Vertices（捕捉投影顶点）3 点击 Apply4 注意到现在 Block 已经完美的包裹住 Pip 了另外，要将三个管口的 Blo
8、ck 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。8 设定设定 Mesh 参数参数1 打开实体参数设定窗口2 Max Size 设置为 5，方向对了，以后今后可以调节到更小。3 Height Ratio 设置为 0.64 确认9 预览网格设置预览网格设置激活刚才的设置，为 Pre-Mesh 做准备。1 选择 Pre-Mesh Params2 Update All（更新所有设置，默认勾选）3 点击 Apply 即可10 预览网格预览网格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。11 检查检
9、查 Mesh 质量质量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 Show5 这些单元是在目前的设置情况下，不太理想的地方。11 改善改善 Mesh 质量质量有很多种方法改善单元网格的质量，比如我在 Block 相应的地方添加了一条线，调节位置后，重新使用一次“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。重要提示：重要提示：1 在制作 Block 的时候，Block 顶点的位置，Block 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
10、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网格文件即可，但做流体的朋友还需如果是做结构分析，在这一步可以打住了，直接生成最终的单元网格文件即可，但做流体的朋友还需要继续做流体的边界层。要继续做流体的边界层。12 创建创建 O 型格体型格体1 创建 O 型格体也是一种 Split2 选择创建 O 型格体3 选择所有的块4 选择出、入口（不需要 O 型结构的面）观察其中一个口1 绿色的线是原先 Block 的 Edge，因为我们原先指定了它和 Pip 上物理开口的对应关系，所以变成了绿色。2 小一点
11、的黑色线，代表了今后的 O 型格体，ICEM CFD 创建 O 型格的工作仍然是在 Block 上开展的。13 在在 O 型格上设置边界层的参数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 7。5 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 Mesh Law 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”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
12、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）可以重新勾选 Pre-Mesh，注意到现在已经有 O 型结构了。生成网格生成网格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，输出需要后续分析的软件的对应格式。结论结论1 ANSYS 的 WB 对 ICEM CFD 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。2 但我想第一，ICEM CFD 是非常棒的 Mesh 工具，主要还是用在复杂模型的 Mesh
13、 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 ICEM CFD 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！3 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。
