ICEM六面体网格划分 ppt课件
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5 blocks in 2D
7 blocks in 3D
选择 blocks环绕face, edge, 或 vertex
注意: 内部块含有所有内部边和顶点
9/9/05
22
创建 O-Grids – 添加面 在创建O-grid过程中添加面 – O-grid “穿过” 选定的块的面 – 一般情况下,在“平坦部分”添加面 – 增加一个面实际上等价于增加了面两侧的block块
在对象外围创建O-grid
9/9/05
21
创建O-Grids – 缺省 O-Grid 为 O-grid选择块 – 可以通过visible（可视）, all（全部）, part, around face （环绕面）, around edge（环绕边）, around vertex（环 绕点）, 2 corner method（对角点）选择
9/9/05
13
分块过程 – 设置网格尺寸
设置网格尺寸
– 通过设置曲面和曲线网格尺寸快 速定义六面体网格尺寸
– 或设置edge-by-edge 细化调整
– 自动 copy to parallel edges （复制到平行边）
9/9/05
14
边参数 Spacing 2 = 1.0 Side 2
17 划分法 则
四分之一 Ogrid (L-grid)
四分之一O-grids 可以用来对三角 形划分块
看起来 在一个 方向上是C-grid 在另一个方向 是 L-grid
9/9/05
24
创建 O-Grids –环绕块 选择 Around block(s) 创建 O-grid 环绕选定的块 – 用于创建环绕固体对象的网格 – 例子 • 圆柱绕流 • 环绕飞机或汽车体的边界层
• 分割块
• 延伸分割
• 调节 O-grid大小
重新设置所有可视
9/9/05
i min=1 max=2
i=1 i=2
O3=1
O3 min=1 max=1
O3=1
O3=1 O3=1
i min=2 max=3
i=2 O3=0
O3 min=0 max=0
O3=0
i=3 O3=0
O3=0
30
观察内部网格
扫描平面 Scan planes
观察网格并检查/提高质量
输出网格
9/9/05
6
2D Pipe Junction 指南
练习 2D Pipe Junction 实例 #1
9/9/05
Inventory #002277 D1-7
9/9/05
初始分块
创建一个新的块结构, 你必须首先生成一个初始块 – 3D
• 3D 创建的块环绕在几何体周围
– 作为质量直方图的辅助用来诊断坏网格的成因
– 使用Select按钮选择边, Scan planes垂直选定的边
– 或选择索引方向的代码
• #0 – i
• #1 – j
• #2 – k
• #3, 4, etc…
O-grids
Select 按钮用于选择 一条边 – scan plane 垂直于这个边
右击 Pre-mesh -> Scan planes 调出 scan plane 面板
转换成非结构网格 (右击 Pre-mesh)
输出结构 网 格
9/9/05
32
3D Pipe Junction 指南
Examine the 3D Pipe Mesh 使用scan planes 和 index control
Biblioteka Baidu 分块过程 – 全部过程
构建能够捕捉几何的块结构 – 自顶向下 • 分割及舍弃无用的块 – 自底向上 • 通过拉伸、创建、复制创建块
在块和几何之间建立关联 – 通常为边与曲线之间建立关联
在几何体上移动块顶点 – 自动和手动方法
指定网格尺寸 – 通过设置曲面和曲线网格尺寸可快速设定 – 设置边尺寸分布可细化调整
Spacing 2 – side 2侧前两个网格点的距离 Ratio 2 –从side 2向中心的生长比率
9/9/05
Max Space –edge上最大网格单元距离
15
观察边投影形状
网格生成后右击 Edges -> Projected shape 观察边投影形状
– 首先设置网格尺寸, 并计算生成网格, 因为实际上只是将每 条边上的网格点移动到在网格中最后的位置
• O-grid
• C-grid (半个 O-grid) • L-grid (四分之一 O-grid)
O-grid
C-grid
– 当块必须位于曲线或曲面上时减少歪斜
• 圆柱
• 复杂几何
– 提高壁面附近聚集的网格点的效率
L-grid
没有 O-grid
9/9/05
O-grid
20
绕体O-网格
解决环绕固体区域的边界层问题而不必增加网格点数目
–
检查网格质量
9/9/05
通过设置直方图，你可以显示指定质量范围内的网 格单元
18
3D Pipe Junction 指南
练习 3D Pipe Junction 实例 #2
9/9/05
19
O- grid – 定义
O-grid 是一步创建的一系列块结构， 排列成 “O” 型或环绕型
– 3 种基本类型 ，采用相同的操作方法都被称为“O-grids”
O-grid 穿过这个面
半 O-grid (C-grid)
使用例子 – 管道末端 – 对称平面 – 复杂几何体
9/9/05
O-grid 穿过这个面
23
创建 O-Grids – 添加多个面
环绕选定的块可以添加任意数目的面
– 如果添加所有环绕块的面, 结果是没有任何变化，因为O-grid 穿 透了所有面
– Mapped 对应结构
– 可在非结构(free)和结构 (mapped)之间转换: Edit Block
-> Convert Block Type
• 根据特定特征对齐网格
非结构块
几何
2D 块
9/9/05
9
分块过程 – 构建适合几何
体的块结构
自顶向下方法
分割块 以捕捉几何体形状
从环绕整个几何 体的一个块开始
– 2D
– 2D Planar
• 在z＝0的xy平面内环绕2D几何实体创建2D块，即 使几何体不是2D形式
• 并不一定需要2D面
8
初始块结构 – 2D
初始化 2D将自动为整个几何体创建面块
– 每一个曲面成为一个2D 块
– 必须首先 Build Topology
– Free块对于非结构网格
• 鲁棒性强
9/9/05
28
索引控制
所有块和顶点通过全局索引（index）表定义 – 初始块包含 i,j,k 索引， 并与全局直角坐标系 x,y,z,对齐 – 通过分割创建的子块维持这个方向 – O-grids 不符合这个方向, 因此每个 O-grid 创建一个新的索引方向(O3, O4, etc…) – 顶点索引通过 Vertices -> Indices显示
几何
– 块结构投影到几何体 • 曲面 – 自动的 • 曲线和点 – 手工
– 点,质点,和曲线不是必须的但非常有用 • 使用 Build Topology 快速建立曲线和点
9/9/05
4
几何/分块 术语
Geometry 几何
– Point 点
注意: “curve” 指线, 圆弧, 及样条曲线
– Curve 曲线 – Surface 曲面 – Volume 体
9/9/05
16
分块过程 –
观察网格 – 可以在过程任何时期创建网格 – 网格有不同的投影方法 – 选择 Projection faces 可以完全描绘几何体 – 通过在模型树中打开 Part观察指定曲面的网格 – 使用 Scan planes 观察内部网格
观察网格
No projection
Face projection
Factor=0.3
9/9/05
26
O-Grids – 实例应用
划分 O-grid之前
通过使用O-grid网格可以得到改进
在块角点生成较差网格的例子
9/9/05
27
3D Pipe Junction 指南
Finish 3D Pipe Workshop, Capture the Rod and Add O-Block
(material point, body)
Curve
Blocking – Vertex 顶点 – Edge 边 – Face 面 – Block 块
Vertex
Edge
Surfaces
Point
Face
9/9/05
Material point/body
BloIncvkentory
#002277 D1-5
删除无用的块
9/9/05
注意: 缺省情况 下，删除的块将 放入 part VORFN, 在后面 必要时候可以重 新使用
10
分块过程 – 在几何体和块之间 建立关联 关联块到几何体
–通常在边和曲线建立关联
–在最后的网格中, 边将投影 到这些曲线
–在模型树中右击 Edges -> Show association 显示关联 箭头
不包括红色) –红 • 约束到几何点（point） • 除非改变关联，否则不可移动 –绿 • 约束到曲线（curve） • 在特定的曲线上滑动 –白 • 约束到曲面（surfaces） • 在任何 ACTIVE曲面上滑动 (在模型树中打开显示的曲面) • 如果不在曲面上, 将跳到最近的ACTIVE曲面上移动 –蓝 • 自由（通常是内部）顶点 • 选择顶点附近的边，并在其上移动
9/9/05
31
分块过程 – 输出网格
转变pre-mesh到永久网格 – 两种格式，取决于你使用的求解器 • 非结构 (Pre-mesh -> Convert to Unstruct Mesh) • 结构(File -> Blocking -> Save Multiblock Mesh) – 分块的改变不会再影响网格 – 此后网格可以通过Edit mesh 标签栏中的任何工具编辑 – 此后网格可以平滑
9/9/05
11
分块过程 – 在几何体上移动块 顶点 移动顶点以更好的表现几何体的形状
– 所有显示的顶点可以立刻投影到 几何体
– 可以单独在几何体上移动它们
– 可以一次移动多个
– 沿着固定平面或线/矢量移动
9/9/05
12
Moving Vertices of Different Associations 颜色表明了关联类型及顶点可以进行的移动方式(边也遵循这一标准,
9/9/05
17
分块过程
使用网格质量直方图
– Determinant 决定指标
• 测量单元变形 • 大部分求解器接受 > 0.1 • 争取 > 0.2
– Angle 角度
• 单元最小内角 • 争取 >18 度
– Aspect ratio 纵横比 – Volume 体积 – Warpage 扭曲
• 争取 < 45 度
9/9/05
25
比例缩放 O-Grids 在创建过程中或创建后，O-grids 可以改变尺寸 – 缺省情况下O-grid尺寸设置为使网格扭曲最小
– 实际上，通过设定选择的边，你可以缩放所有平行 的O-grid边
– 选定的边赋予的factor为1 – 数字 < 1 将收缩边因此创建一个更大的内部块
选择的边 factor=1
ICEM六面体网格划分
ICEM CFD/AI*Environment V10
六面体网格划分
六面体网格划分步骤 –
自顶向下/ 由底向上
不依赖几何形状创建块（block）结构 – “自顶向下” 拓扑创建
• 用户将是雕塑家而不是砖瓦匠 • 一步创建高级拓扑结构(O-grid)
O-grid
– “自底向上” 拓扑创建
9/9/05
i=1 j=2 k=4 O-grid3=1 1 2 4 3:1
j
k
i
29
使用索引控制
Blocks can be turned off and on based on indices
– 使用索引控制打开或关闭块显示 – 许多操作可以只针对显示块
Select corners 通常快于复选索引箭 头
Side 1 箭头底部
Side 2 箭头顶部
Ratio 2 = 1.5 Ratio 1 = 1.5 Spacing 1 = 1.0
要求的
箭头指明 side 1 和 side 2
Side 1
实际
Spacing 1 –side 1侧前两个网格点的距离
Ratio 1 – 从side 1向中心的生长比率
网格距离可以链接到其他边
• 创建块过程将是像砖瓦匠一样逐层创建
– 创建块 – 拉伸面 – 复制拓扑
可以联合使用自顶向下/ 由底向上网格拓扑创建技术
9/9/05
3
六面体网格划分的几何要
求
可以使用与划分四面体网格相同的几何模型(tetin) – 不需要几何体结构完全封闭
块
关联 Face to Surface 到虚的family或插值 Interpolation ，结果 可等价于确实存在几何 体生成的网格
7 blocks in 3D
选择 blocks环绕face, edge, 或 vertex
注意: 内部块含有所有内部边和顶点
9/9/05
22
创建 O-Grids – 添加面 在创建O-grid过程中添加面 – O-grid “穿过” 选定的块的面 – 一般情况下,在“平坦部分”添加面 – 增加一个面实际上等价于增加了面两侧的block块
在对象外围创建O-grid
9/9/05
21
创建O-Grids – 缺省 O-Grid 为 O-grid选择块 – 可以通过visible（可视）, all（全部）, part, around face （环绕面）, around edge（环绕边）, around vertex（环 绕点）, 2 corner method（对角点）选择
9/9/05
13
分块过程 – 设置网格尺寸
设置网格尺寸
– 通过设置曲面和曲线网格尺寸快 速定义六面体网格尺寸
– 或设置edge-by-edge 细化调整
– 自动 copy to parallel edges （复制到平行边）
9/9/05
14
边参数 Spacing 2 = 1.0 Side 2
17 划分法 则
四分之一 Ogrid (L-grid)
四分之一O-grids 可以用来对三角 形划分块
看起来 在一个 方向上是C-grid 在另一个方向 是 L-grid
9/9/05
24
创建 O-Grids –环绕块 选择 Around block(s) 创建 O-grid 环绕选定的块 – 用于创建环绕固体对象的网格 – 例子 • 圆柱绕流 • 环绕飞机或汽车体的边界层
• 分割块
• 延伸分割
• 调节 O-grid大小
重新设置所有可视
9/9/05
i min=1 max=2
i=1 i=2
O3=1
O3 min=1 max=1
O3=1
O3=1 O3=1
i min=2 max=3
i=2 O3=0
O3 min=0 max=0
O3=0
i=3 O3=0
O3=0
30
观察内部网格
扫描平面 Scan planes
观察网格并检查/提高质量
输出网格
9/9/05
6
2D Pipe Junction 指南
练习 2D Pipe Junction 实例 #1
9/9/05
Inventory #002277 D1-7
9/9/05
初始分块
创建一个新的块结构, 你必须首先生成一个初始块 – 3D
• 3D 创建的块环绕在几何体周围
– 作为质量直方图的辅助用来诊断坏网格的成因
– 使用Select按钮选择边, Scan planes垂直选定的边
– 或选择索引方向的代码
• #0 – i
• #1 – j
• #2 – k
• #3, 4, etc…
O-grids
Select 按钮用于选择 一条边 – scan plane 垂直于这个边
右击 Pre-mesh -> Scan planes 调出 scan plane 面板
转换成非结构网格 (右击 Pre-mesh)
输出结构 网 格
9/9/05
32
3D Pipe Junction 指南
Examine the 3D Pipe Mesh 使用scan planes 和 index control
Biblioteka Baidu 分块过程 – 全部过程
构建能够捕捉几何的块结构 – 自顶向下 • 分割及舍弃无用的块 – 自底向上 • 通过拉伸、创建、复制创建块
在块和几何之间建立关联 – 通常为边与曲线之间建立关联
在几何体上移动块顶点 – 自动和手动方法
指定网格尺寸 – 通过设置曲面和曲线网格尺寸可快速设定 – 设置边尺寸分布可细化调整
Spacing 2 – side 2侧前两个网格点的距离 Ratio 2 –从side 2向中心的生长比率
9/9/05
Max Space –edge上最大网格单元距离
15
观察边投影形状
网格生成后右击 Edges -> Projected shape 观察边投影形状
– 首先设置网格尺寸, 并计算生成网格, 因为实际上只是将每 条边上的网格点移动到在网格中最后的位置
• O-grid
• C-grid (半个 O-grid) • L-grid (四分之一 O-grid)
O-grid
C-grid
– 当块必须位于曲线或曲面上时减少歪斜
• 圆柱
• 复杂几何
– 提高壁面附近聚集的网格点的效率
L-grid
没有 O-grid
9/9/05
O-grid
20
绕体O-网格
解决环绕固体区域的边界层问题而不必增加网格点数目
–
检查网格质量
9/9/05
通过设置直方图，你可以显示指定质量范围内的网 格单元
18
3D Pipe Junction 指南
练习 3D Pipe Junction 实例 #2
9/9/05
19
O- grid – 定义
O-grid 是一步创建的一系列块结构， 排列成 “O” 型或环绕型
– 3 种基本类型 ，采用相同的操作方法都被称为“O-grids”
O-grid 穿过这个面
半 O-grid (C-grid)
使用例子 – 管道末端 – 对称平面 – 复杂几何体
9/9/05
O-grid 穿过这个面
23
创建 O-Grids – 添加多个面
环绕选定的块可以添加任意数目的面
– 如果添加所有环绕块的面, 结果是没有任何变化，因为O-grid 穿 透了所有面
– Mapped 对应结构
– 可在非结构(free)和结构 (mapped)之间转换: Edit Block
-> Convert Block Type
• 根据特定特征对齐网格
非结构块
几何
2D 块
9/9/05
9
分块过程 – 构建适合几何
体的块结构
自顶向下方法
分割块 以捕捉几何体形状
从环绕整个几何 体的一个块开始
– 2D
– 2D Planar
• 在z＝0的xy平面内环绕2D几何实体创建2D块，即 使几何体不是2D形式
• 并不一定需要2D面
8
初始块结构 – 2D
初始化 2D将自动为整个几何体创建面块
– 每一个曲面成为一个2D 块
– 必须首先 Build Topology
– Free块对于非结构网格
• 鲁棒性强
9/9/05
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索引控制
所有块和顶点通过全局索引（index）表定义 – 初始块包含 i,j,k 索引， 并与全局直角坐标系 x,y,z,对齐 – 通过分割创建的子块维持这个方向 – O-grids 不符合这个方向, 因此每个 O-grid 创建一个新的索引方向(O3, O4, etc…) – 顶点索引通过 Vertices -> Indices显示
几何
– 块结构投影到几何体 • 曲面 – 自动的 • 曲线和点 – 手工
– 点,质点,和曲线不是必须的但非常有用 • 使用 Build Topology 快速建立曲线和点
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几何/分块 术语
Geometry 几何
– Point 点
注意: “curve” 指线, 圆弧, 及样条曲线
– Curve 曲线 – Surface 曲面 – Volume 体
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16
分块过程 –
观察网格 – 可以在过程任何时期创建网格 – 网格有不同的投影方法 – 选择 Projection faces 可以完全描绘几何体 – 通过在模型树中打开 Part观察指定曲面的网格 – 使用 Scan planes 观察内部网格
观察网格
No projection
Face projection
Factor=0.3
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O-Grids – 实例应用
划分 O-grid之前
通过使用O-grid网格可以得到改进
在块角点生成较差网格的例子
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3D Pipe Junction 指南
Finish 3D Pipe Workshop, Capture the Rod and Add O-Block
(material point, body)
Curve
Blocking – Vertex 顶点 – Edge 边 – Face 面 – Block 块
Vertex
Edge
Surfaces
Point
Face
9/9/05
Material point/body
BloIncvkentory
#002277 D1-5
删除无用的块
9/9/05
注意: 缺省情况 下，删除的块将 放入 part VORFN, 在后面 必要时候可以重 新使用
10
分块过程 – 在几何体和块之间 建立关联 关联块到几何体
–通常在边和曲线建立关联
–在最后的网格中, 边将投影 到这些曲线
–在模型树中右击 Edges -> Show association 显示关联 箭头
不包括红色) –红 • 约束到几何点（point） • 除非改变关联，否则不可移动 –绿 • 约束到曲线（curve） • 在特定的曲线上滑动 –白 • 约束到曲面（surfaces） • 在任何 ACTIVE曲面上滑动 (在模型树中打开显示的曲面) • 如果不在曲面上, 将跳到最近的ACTIVE曲面上移动 –蓝 • 自由（通常是内部）顶点 • 选择顶点附近的边，并在其上移动
9/9/05
31
分块过程 – 输出网格
转变pre-mesh到永久网格 – 两种格式，取决于你使用的求解器 • 非结构 (Pre-mesh -> Convert to Unstruct Mesh) • 结构(File -> Blocking -> Save Multiblock Mesh) – 分块的改变不会再影响网格 – 此后网格可以通过Edit mesh 标签栏中的任何工具编辑 – 此后网格可以平滑
9/9/05
11
分块过程 – 在几何体上移动块 顶点 移动顶点以更好的表现几何体的形状
– 所有显示的顶点可以立刻投影到 几何体
– 可以单独在几何体上移动它们
– 可以一次移动多个
– 沿着固定平面或线/矢量移动
9/9/05
12
Moving Vertices of Different Associations 颜色表明了关联类型及顶点可以进行的移动方式(边也遵循这一标准,
9/9/05
17
分块过程
使用网格质量直方图
– Determinant 决定指标
• 测量单元变形 • 大部分求解器接受 > 0.1 • 争取 > 0.2
– Angle 角度
• 单元最小内角 • 争取 >18 度
– Aspect ratio 纵横比 – Volume 体积 – Warpage 扭曲
• 争取 < 45 度
9/9/05
25
比例缩放 O-Grids 在创建过程中或创建后，O-grids 可以改变尺寸 – 缺省情况下O-grid尺寸设置为使网格扭曲最小
– 实际上，通过设定选择的边，你可以缩放所有平行 的O-grid边
– 选定的边赋予的factor为1 – 数字 < 1 将收缩边因此创建一个更大的内部块
选择的边 factor=1
ICEM六面体网格划分
ICEM CFD/AI*Environment V10
六面体网格划分
六面体网格划分步骤 –
自顶向下/ 由底向上
不依赖几何形状创建块（block）结构 – “自顶向下” 拓扑创建
• 用户将是雕塑家而不是砖瓦匠 • 一步创建高级拓扑结构(O-grid)
O-grid
– “自底向上” 拓扑创建
9/9/05
i=1 j=2 k=4 O-grid3=1 1 2 4 3:1
j
k
i
29
使用索引控制
Blocks can be turned off and on based on indices
– 使用索引控制打开或关闭块显示 – 许多操作可以只针对显示块
Select corners 通常快于复选索引箭 头
Side 1 箭头底部
Side 2 箭头顶部
Ratio 2 = 1.5 Ratio 1 = 1.5 Spacing 1 = 1.0
要求的
箭头指明 side 1 和 side 2
Side 1
实际
Spacing 1 –side 1侧前两个网格点的距离
Ratio 1 – 从side 1向中心的生长比率
网格距离可以链接到其他边
• 创建块过程将是像砖瓦匠一样逐层创建
– 创建块 – 拉伸面 – 复制拓扑
可以联合使用自顶向下/ 由底向上网格拓扑创建技术
9/9/05
3
六面体网格划分的几何要
求
可以使用与划分四面体网格相同的几何模型(tetin) – 不需要几何体结构完全封闭
块
关联 Face to Surface 到虚的family或插值 Interpolation ，结果 可等价于确实存在几何 体生成的网格