ICEM学分

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.

ANSYS ICEMCFD 5.1

使用手册

1. ANSYS ICEMCFD图形用户界面

ANSYS ICEMCFD网格编辑器的标准化图形用户界面，提供了一个完善的划分和编辑数值计算网格的环境。

另外，自从ANSYS ICEM CFD 将相应的CAD模型（同样可以生成和编辑）与网格划分链接起来以后，网格编辑器允许用户在修改CAD模型后快速再生成新的网格。对于为一个模型生成的网格可以被再次链接到一个新的CAD模型上，节约了重新划分网格的时间。

网格编辑器界面包括三个窗口： ANSYS ICEM CFD 主窗口 模型的树状目录

ANSYS ICEM CFD 信息窗口 1.1：ANSYS ICEM CFD 主窗口

除了图形显示区，在它的上部设置了一排按钮提供操作菜单，这些菜单包括： 几何，网格，块，网格编辑，输出和post processing工具。

窗口的右上角有一串功能菜单，它们与以上这些菜单的选择无关。

文件：文件菜单提供许多与文件管理相关的功能，如：打开文件、保存文件、合并和输入几何模型、存档工程，这些功能方便了管理ANSYS ICEM CFD工程。

在这个菜单里有用的功能包括：新建工程、打开工程、保存工程、另存为、关闭工程、改变工作地

一、ICEM网格划分步骤

1、在solidworks、workbeach等建立模型（最好模型另存为.txt格式

）

2、在ICEM中导入计算模型

3、建立一个文件夹，并选单位。最后点击apply，导入模型。

4、修复公差

默认参数，点击Apply。

5、生成BODY。首先点击该按钮后

，用鼠标左键点击模

型，在不同的点上点击模型两次，然后点鼠标的中键。最后单击Apply。

6、指定inlet、outlet、wall-inner、wall-outer 。选面的时候一定要选完所对应的线。

7.file-GM-save GM as （保存到自己所见的文件夹里面）

8.mess mess尺寸大小，max element(根据模型大小设置)

9.生成mesh computer mesh。

10.用三菱柱网格细化边界特征,点击Prism 点击WALL 设置

Hight ratio 1.3 numlayer 5(表示增长率1.3 一共五层边界层) 视具体情况而定 11.编辑mesh --平滑

mesh--UP TO MESH -0.4

12、检查mesh ，出现下面对话框后点击Yes，删掉多余的不相关的线。

12.file save project as

13.out --sel

1.ICEM中的tolerance的作用

tolerance代表容差，就是说小于这个值的点、线、面等将新生成为一个。值得大小，在进行几何修复的时候，是有区别的，对一些细节的几何，应尽量设置的小一些，体现在精度的方面。 2.equivalence 用法

“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

1.ICEM中的tolerance的作用

tolerance代表容差，就是说小于这个值的点、线、面等将新生成为一个。值得大小，在进行几何修复的时候，是有区别的，对一些细节的几何，应尽量设置的小一些，体现在精度的方面。 2.equivalence 用法

“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

一般来说，线和边单位参数设置，Height、Height Ratio和层数是常用的3个参数。如果只设置了层数而没有设置高度和高度比的话，高度会视同等于最大单元尺寸，高度比视同为1.- E\~. h\

（1） Maximum size

最大单元尺寸，真实值是该值与总体单元缩放因子的乘积。如果采用Curvature/Proximity Based Refinement or Maximum Deviation也可以突破这个限制 （2） Height5 ^, q% U/ x& [

指定垂直表面或者曲线的第一层单元的高度，对于体单元，这个参数能够影响六面体和菱柱的初始网格高度。对于Patch Dependent面网格，使用于曲线时，这个值能够影响沿着曲线的四边形网格的初始高度。例如，可以用于指定沿着螺栓孔一周的四面形网格的初始高度。. [5 m+ ^' y/ s9 k8 u

（3） Height Ratio( [2 U/ X& e* D9 L8 J 从面第一层单元开始的扩大率，这个值乘以前一层网格的高度来决定下一层网格高度。默认值为1.5，可以从1.0~3调整。如果值小于1.0，将会取其倒数，如果值大于3，将会忽略该设置直接采用默认值。当用于曲线时，

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

一般来说，线和边单位参数设置，Height、Height Ratio和层数是常用的3个参数。如果只设置了层数而没有设置高度和高度比的话，高度会视同等于最大单元尺寸，高度比视同为1.- E\~. h\

（1） Maximum size

最大单元尺寸，真实值是该值与总体单元缩放因子的乘积。如果采用Curvature/Proximity Based Refinement or Maximum Deviation也可以突破这个限制 （2） Height5 ^, q% U/ x& [

指定垂直表面或者曲线的第一层单元的高度，对于体单元，这个参数能够影响六面体和菱柱的初始网格高度。对于Patch Dependent面网格，使用于曲线时，这个值能够影响沿着曲线的四边形网格的初始高度。例如，可以用于指定沿着螺栓孔一周的四面形网格的初始高度。. [5 m+ ^' y/ s9 k8 u

（3） Height Ratio( [2 U/ X& e* D9 L8 J 从面第一层单元开始的扩大率，这个值乘以前一层网格的高度来决定下一层网格高度。默认值为1.5，可以从1.0~3调整。如果值小于1.0，将会取其倒数，如果值大于3，将会忽略该设置直接采用默认值。当用于曲线时，

关于icem 网格质量检测标准

行列式：determinant 行列式检查通过计算每一个六面体的雅可比行列式值然后标准化行列式的矩阵来表征单元的变形。值为1表示理想的六面体立方块而0表示具有负体积的反立方体。网格质量以x轴表示，所有的单元在0到1间。如果某单元行列式的值为0，这个立方块则有一个或多个退化的边。通常，行列式的值在0.3以上可以为大多数求解器接受。

若是block下就应该是angle 和雅可比

我一般都是看：角度和雅可比这个两个结果。 角度最好18以上，另外雅可比也要在0.2以上。 这样mesh下的质量才会可以，单一某一方面 提高并不好。

这个资料比较老了，而且里面讲的很多都不适用，其实划网格最基本的是要对流动现象有认识，关注点是什么，网格质量的问题，也是分不同的区域，这些都不是很死的，但是畸变，最大/小角度是最基本的网格质量！

弹性拉伸网格容易出问题，经验是将网格划分的粗糙一些好点

1． mshqlty.fc是一个command程序。你在build里检查网格质量的时候，实际上是运行了

cfx-solver并启动了一个userfortran程序USRTRN ，自动产生一个mshqlty.fc ，solver利用这个co

关于icem 网格质量检测标准

行列式：determinant 行列式检查通过计算每一个六面体的雅可比行列式值然后标准化行列式的矩阵来表征单元的变形。值为1表示理想的六面体立方块而0表示具有负体积的反立方体。网格质量以x轴表示，所有的单元在0到1间。如果某单元行列式的值为0，这个立方块则有一个或多个退化的边。通常，行列式的值在0.3以上可以为大多数求解器接受。

若是block下就应该是angle 和雅可比

我一般都是看：角度和雅可比这个两个结果。

角度最好18以上，另外雅可比也要在0.2以上。

这样mesh下的质量才会可以，单一某一方面

提高并不好。

这个资料比较老了，而且里面讲的很多都不适用，其实划网格最基本的是要对流动现象有认识，关注点是什么，网格质量的问题，也是分不同的区域，这些都不是很死的，但是畸变，最大/小角度是最基本的网格质量！

弹性拉伸网格容易出问题，经验是将网格划分的粗糙一些好点

1． mshqlty.fc是一个command程序。你在build里检查网格质量的时候，实际上是运行了cfx-solver并启动了一个userfortran程序USRTRN ，自动产生一个mshqlty.fc ，solver利用这个command程序进行了一次计算，生