1、 ICEM CFD 简明教程 I 前言 这里不涉及到ICEM CFD的任何原理，也不想涉及ICEM CFD中的诸多高级的不常用的功能。在我使用ICEM CFD长达三年的过程中，我深深感到，使用该软件的最大困难不在于对软件操作界面的熟悉程度，也不在于对软件后台运行机理的深入了解。而在于对于相似几何网格生成思路的积累。孰能生巧，当练习得多了，碰到同类型的模型，自然而然的就知道该如何去下手对付了。 很多人都说，ICEM CFD的使用核心思想在于拓扑。这句话是没错的。但是不是所有人的空间想象能力都是那么好的，也不是所有人都精通拓扑学的。我总觉得，只要我们练习足够了，对于一般工作中常见的模型结构，心中有
2、一个自然的分块策略，哪怕是再复杂的几何模型，我们能够快速的将其拆解为我们熟悉的结构，进而采用熟悉的分块策略进行网格划分，总是不错的。 ICEM CFD作为一款顶级前处理软件，想将其所有功能一网打尽几乎是不可能的。有人统计过，我们很多时候都只是使用了软件20%的功能。对于ICEM CFD，20%的功能应当是足够我们工作使用了。至于更复杂的功能，我们完全可以在工作中慢慢的总结。 当前有很多优秀的网格划分工具，很多都具有各自的优势，ICEM CFD在结构网格划分方面具有自己的特色，采用分块划分方式对于很多人来说可能比较新鲜。其他的诸如Hypermesh，GAMBIT等软件的六面体划分，都是直接对几何
3、体进行切割。有人认为ICEM CFD的入门比较耗费时间，的确是这样的。本文的目的即在如此。通过一些特征几何的分块策略讲解，力求使读者在短时间内对ICEM CFD的结构网格划分方式有一个直观的了解，同时，加深对特征几何的分网练习，可以有助于对复杂几何的分解。 杂七杂八的软件用得多了，有时候不免生出疑问：“究竟软件需不需要学？”。在汉语中，软件应当是被使用的啊。作为一款工具，如果我们花费大量的时间在其的使用操作上，是否有些顾此失彼呢？我们的目的绝非学会怎样使用软件，而在于如何利用软件为我们的工作服务。 文中有一些内容翻译自ICEM CFD帮助文档，因此可能存在部分翻译错误，不过我觉得有兴趣看这些的
4、童鞋估计都是研究生以上学历，发现错误自然轻而易举。欢迎将错误信息反馈到我的邮箱：f ，或者，不胜感激。 本文不是最终完整版，我会努力将其完成的，虽然现在忙着写博士论文，时间表一再推后，但我保证绝对会将其完成。文中的模型文件下载地址：http:/ I 目 录 前言 - I 1 ICEM CFD概述 - 1 1.1 ICEM CFD简介 - 1 1.2 总体工作流程 - 1 1.2.1 ICEM CFD的文件类型 - 2 1.2.2 创建或操作几何 - 2 1.2.3 网格创建 - 3 1.2.4 检查及编辑网格 - 4 1.3 ICEM CFD的用户界面 - 4 1.4 Blocking基础 -
5、 5 2 二维平面模型结构网格划分 - 6 2.1学习目的 - 6 2.2 几何模型及分块策略 - 6 2.3 边界命名 - 6 2.4 自顶向下划分方式 - 6 2.4.1 创建2D块 - 7 2.4.2 块的切割 - 7 2.4.3 块与几何的关联 - 8 2.4.4 设定网格尺寸 - 9 2.4.5 预览网格 - 10 2.5 自底向上划分方式 - 10 2.5.1 生成原始块 - 10 2.5.2 生成其它块 - 11 2.5.3 关联及网格尺寸设定 - 12 2.6 网格质量检查 - 12 2.7 网格的生成 - 13 2.8 网格输出 - 14 II 3 三维模型结构网格划分 -
6、15 3.1 学习目的 - 15 3.2 几何模型 - 15 3.3 生成块 - 16 3.4 块的切割 - 17 3.5 块与几何的关联 - 17 3.6 圆孔的处理 - 18 3.7 网格尺寸及质量检查 - 19 4 曲面网格划分 - 20 4.1 目的 - 20 4.2 几何模型 - 20 4.3 分块策略 - 20 4.4 建立块 - 21 4.5 块的分割及关联 - 21 4.6 块的删除 - 22 4.7 设定网格尺寸及预览网格 - 22 4.8 另一种方式 - 23 5 三角形的处理方式 - 24 5.1 三角形Y型剖分方案 - 24 5.2 三棱柱Y型剖分方案 - 26 5.3
7、 三角形几何体的扩展 - 28 5.4 综合实例解析 - 29 5.5 思考 - 31 6 O型块的特殊应用- 32 6.1 圆弧几何遇到的问题 - 32 6.1.1 网格映射 - 32 6.1.2 圆弧的映射 - 33 III 6.1.3 铜钱的启示 - 33 6.2 O型块及其变型 - 34 6.3 O型块剖分实例 - 34 6.3.1 圆柱相贯网格划分 - 34 6.3.2 圆柱沟槽网格划分 - 37 7 Edge参数 - 39 7.1 参数设置对话框及各参数含义 - 39 7.2 节点分布律 - 40 7.3边界层网格 - 42 7.3.1 边界层网格的一些特征 - 43 7.4 实例
8、训练 - 43 7.4.1 分叉管网格划分 - 43 7.4.2 外流场实例 - 48 8 块的创建 - 52 8.1 自顶向下块的构建 - 52 8.1.1 初始块的创建 - 52 8.1.2 块的切割 - 53 8.1.3 顶点合并 - 55 8.2 自底向上块的构建 - 56 8.2.1 由顶点形成块 - 56 8.2.2 Face的拉伸 - 58 8.2.3 由2D块形成3D块 - 59 8.3 实例分析 - 60 8.3.1 实例1：弹簧 - 60 8.3.2 实例2：三棱柱 - 63 9 块操作的应用 - 67 9.1 块的编辑 - 67 9.1.1 块的合并 - 67 9.1.2
9、 O型块修改 - 67 9.1.3 块类型转换 - 68 IV 9.2 块的变换 - 69 9.2.1 块的平移 - 70 9.2.2 块的旋转 - 70 9.2.3 块的镜像 - 71 9.2.4 块的缩放 - 71 9.2.5 复制周期块 - 71 9.3 实例分析 - 71 9.3.1 实例1：法兰盘 - 71 9.3.2 实例2：机架 - 75 10 周期网格 - 81 10.1 ICEM CFD中生成周期网格的一般步骤 - 81 10.2 ICEM CFD中周期网格生成按钮解释 - 81 10.3 实例分析 - 82 10.3.1 实例1：结构周期网格 - 82 10.3.2 实例2
10、：非结构周期网格 - 87 11 几何创建及修改- 89 11.1 基本几何创建 - 89 11.1.1 点的创建 - 89 11.1.2 线的创建 - 91 11.1.3 面的创建 - 93 11.2 几何修改 - 93 11.2.1 几何拓扑构建 - 93 11.2.2 特征修补 - 93 12 构建辅助几何 - 94 13 非结构网格划分 - 95 13.1 非结构网格的一些概念 - 95 13.2 非结构网格划分一般流程 - 95 13.3 ICEM CFD划分非结构网格 - 95 14 混合网格与多区域 - 96 V 11.1 一些概念 - 96 15 网格编辑 - 97 16 综合
11、实例 - 98 16.1 实例1：子弹外流场 - 98 1 1 ICEM CFD概述 ICEM CFD是一款计算前后处理软件，包括从几何创建、网格划分、前处理条件设置、后处理等功能。在CFD网格生成领域，优势更为突出。 1.1 ICEM CFD简介 ANSYS ICEM CFD提供了高级几何获取、网格生成、网格优化以及后处理工具以满足当今复杂分析对集成网格生成与后处理工具的需求。 为了在网格生成与后处理中与几何保持紧密的联系，ANSYS ICEM CFD被用于在诸如计算流体动力学与结构分析中。 ANSYS ICEM CFD的网格生成工具提供了参数化创建网格的能力，包括许多不同格式： （1） Multiblock structured（多块结构网格） （2） Unstructured hexahedral（非结构六面体网格） （3） Unstructured tetrahedral（非结构四面体网格） （4） Cartesian with H-grid refinement（带H型细化的笛卡尔网格） （5） Hybird meshed comprising h
