WorkBench_ICEM_CFD_网格划分入门

WorkBench ICEM CFD 网格划分入门
AnsysWB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：
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
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
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在ProE里面直接启动WB
进入WB后，选择如下图：
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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
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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。

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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，今后就不特别说明了
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下面需要创建我们最需要的东西：那个“规则的形状”ICEM CFD里，这个实体叫 Block
可以如下方式创建之：
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注意到我们现在多了一个黑框，怎么样，够规则吧？
呵呵，开个玩笑。

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
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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，不要得部分用“X”。

如下图：
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如图：
1：选择“Split”工具
2：使用默认的第一个方法
3：选择“选线”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。

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最后的结果应该类似下图
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1：选择“Delete Block”2：选择“选择Bl ock”按钮3：删除不需要的部分。

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得到类似的图形：
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开始调节点的位置：
1：选择“Move 顶点”
2：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
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注意到在每个Pip的弯处，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。

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下面要做的是从Block到Pip的“对应关系指定”工作。

——尽管现有已经有了描述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，但它毕竟无法完全的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 的顶点技巧，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。

如下图：
我们需要将Block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！”
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方法如下：
1：选择“Associate”
2：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。

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下一步就可以使用自动指定的功能了：
1：选择“Associate”
2：选择自动捕捉
3：确定
4：注意到现在Block已经“完美”的包裹住Pip
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另外，要将三个管口的Block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。

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之后，就可以设定Mesh的参数了。

1：打开实体参数设定窗口
2：MaxSize设置为5——方向对了以后今后可以调节到更小。

3：HeightRatio设置为0.6
4：确认
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激活刚才的设置，为Pre-Mesh做准备
1：选择“Pre-Mesh 参数”
2：默认更新所有设置
3：确认
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预览Mesh：
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
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关心一下Mesh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“Show”
5：这些单元格是目前的设置情况下，不太理想的地方
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有很多种方法改善单元格的质量
比如我在Block上，相应的地方添加了一条线，调节的位置后，从新使用一次“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。

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重要提示：
1：在制作Block的时候，Block顶点的位置，Bolock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格文件即可；但做流体的朋友还需要继续：做流体的边
界层。

1：创见O型格也是一种Split
2：选择创建O型格
3：选择所有的格体
4：选择出、入口（不需要O型结构的面）
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观察其中一个口:
1:绿色的线是原先Block的Edge(因为我们原先制定了它和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型格的工作仍是在Block上开展的。

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在O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MeshLaw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”
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注意到此时O型到边缘的距离，就是我们刚刚设置了参数等信息的那条黑线，还比较长
因此，做如下修改：
1：选择修改Block
1.5：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）
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可以从新勾选“Pre-Mesh”
注意到现在已经有O型结构了。

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后续的工作中：
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，输入需要后续分析的软件的对应格式。

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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。

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！
2：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，何尝不都是用的我们中国人的资源。

能节约一点是一点，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。

唉，不小心写多了。

忘记了“少说多做”的原则，但想到确实是发自肺腑的文字，不忍删除，就以之与朋友们共勉吧！
！！
——好累，小眯一会儿先！。