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第一章
介绍
ICEM CFD
工程
Tutorials
目录中每个工程是一个次级子目录。每个工程的目录下
有下列子目录：
import, parts, domains, mesh,
和
transfer
。他们分别代表：
?
import/
:
要导入到
ICEMCFD
中的集合模型交换文件，比如
i
gs
，
STL
等；
?
parts/
:
CAD
模型
?
domains/
:
非结构六面体网格文件
(ct),
结构六面体网格分区文件
(domain.n),
非结构四面体网格文件
(cut_domain.1)
?
mesh
/:
边界条件文件
(family_boco, boco)
，结构网格的拓扑定
义文件
(family_topo, topo_mulcad_out),
和
Tetin
几何
文件
(tetin1).
?
transfer/
:
求解器输入文件
(),
用于
Mom3d
.
的分析数据
mesh
目录中
Tetin
文件代表将要划分网格的几何体。包含
B-
spline
曲面定义和曲线信息，以及分组定义
Replay
文件是
六面体网格划分的分块的脚本
鼠标和键盘操作
鼠标或键盘
鼠标左键
鼠标中键
鼠标右键
鼠标右键
F9
F10
操作
点击和拖动
点击和拖动
点击和上下拖动
点击和左右拖动
按住
F9
，
然后点击任意鼠标键
按
F10
功能
旋转模型
平移模型
缩放模型
绕屏幕
Z
轴旋转模型
进行操作的时候进行模型运动
紧急图象
Reset
第二章
ICEM CFD Mesh
Editor
界面
The Mesh
Editor,
创建修改网格的集成环境，包含三个窗口
? The
ICEM CFD
主窗口
?
显示窗口
? The
ICEM CFD
消息窗口
主窗口
主窗口中除了图形显示区域，
外，还有
6
个
radio
按钮：
File
,
Geometry
,
Meshing
,
Edit
Mesh
and
Output
.
The File Menu
The
File
menu
包含
?
Open
,
Save, Save
as, Close, Quit, Project dir, Tetin file,
Domain file, B.C file, Import geo,
Export geo, Options, Utilities,
Scripting, Annotations, Import mesh,
DDN part.
The Geometry Menu
The
Geometry
menu
模型修补和编辑，边界条件的设置，调用
ICEM CFD
DDN
。它包含
?
DDN tools
,
Bound
conds
,
Repair
,
Utilities
,
Global
setup.
模型编辑模式，由
一排彩色
radiobuttons
控制
?
Surface
,
Curve
,
Point
,
Material
,
Density
,
Loop
.
它们又分别具有次级菜单
?
Create
,
Delete
,
Modify
,
Mesh
params
,
Change
family
,
Copy/move
.
The Meshing
Menu
The meshing menu
包含
ICEM CFD
各种网格划分模
块。只有用户拥有楼阁模块的
license
，他才可以使用这
个模
块。目前
ICEMCFD
提供下列
模块：
?
Hexa
,
Tetra
,
Global
,
Prism
,
Quad
,
AutoHexa
,
Mulcad/Padamm
,
P-Cube
按不同的按钮会调用不同的模块。
The Edit Mesh Menu
The
Edit Mesh
menu
包含必要的网格编辑功能
,
粗化、平滑合并等。具体的操作有：
?
Copy/move
,
Smooth
,
Refine
,
Coarsen
,
Merge
,
Extrude
,
Diagnostics
,
Uncouple
,
Bandwidth
,
Change
type
,
Change
family
,
Utilities
,
Edit
nodes
,
Edit
elements
,
Edit
edges
,
Edit
Blocks
,
Edit
subfaces
,
Repair
The Output Menu
The
Output
menu
针对不同求解
器进行边界条件的设置。
此外用户可以调用
Mom3d
和
Visual3
进行网格自适应
和可视化。
可使用的功能有：
?
Select
solver
,
Bound
conds
,
Solver
params
,
Solver
input
,
Run
solver
,
Visual3
,
Mom3d
,
RAMM-ICE
Note:
The
ICEM
CFD
后处理模块
Visual3
,
网格优化模块
Mom3d
,
以及与
RAMM-ICE
的内燃机网格
接口必须
有另外的
license
The Utilities Cluster
这些功能都位于主窗口的右上角：
?
Help
: connects
the user to the
ICEM CFD
on-
line help
?
Orient
:
控制显示坐标
?
View
:
定制显示属性
?
Undo
:
操作反悔
?
Redo
:
撤销反悔
?
Print
:
打印
?
Shell
:
调用一个
X-Term
命令窗口
显示窗口
The display
window,
处于屏幕右边
,
允许控制按照
family, geometric
entity, element
type and user-defined
subsets
来显示
.
Important:
Since some
functions are performed only on the entities
shown, the Display window is a very
important feature to use when
isolating
the particular entities to be modified.
Families
Color-coded and
customizable, display by family, as defined in the
mesher interface, is available in this
window.
Geometry
When this
button is toggled on, the user has control over
the
display of geometric entities. The
Opts button beside for each
entity type
allows control over the display characteristics.
Note:
Based on the domain
file chosen, this toggle button will
either be labeled “unstructured” or
“structured,” or be absent
altogether if no domain file is
specified.
?
Structured
or
Unstructured
:
Aside from display of the mesh
based on
element type, for even greater power, ICEM CFD
allows the user to create custom
subsets; the careful display of
which
allows a great deal of control in the mesh
operations.
?
Display
Subset
: This toggle button allows you
to define subset
of your model based on
a set of numerous attributes, including
element type, screen selection,
coordinate position, etc.
第三章
ICEM CFD
Tetra
四面体网格划分器
自动对
CAD
模型或者
STL
模型生成四面体网格，无需先生成表面网格
这是
Tetra
生成的棱拄和四面体混合网格，
包含
55
万四面
体网格和
12
层
33
万棱拄网格
介绍
Te
tra
采用
8
叉树算法来对体积进行四
面体填充并生成表面网格。
用户必须事先规定一些关键的点和曲线。
Tetra
具有强大的网格平滑算法，以及局部适应性加密和粗化算法。
对于复杂模型，
ICEM CFD
Tetra
具有如下优点
:
?
基于
8
叉树算法的网格生成
?
快速模型
set-
up
?
网格与表面拓扑独立
?
无需表面的三角形划分
?
可以直接从
CAD
模型和
STL
数据进行网格生成
?
对
CAD surfaces and/or STL
Representation
定义网格尺寸
?
控制体积内部的网格尺寸
?
四面体的节点和曲线与事先的规定匹配
?
采用
Natural size
单独的
决定几何特征上的四面体网格尺寸
?
体积网格和表面网格的平滑、节点合并和边交换
?
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
? Enforcement of mes
h
periodicity, both
rotational
and
translational
?
表面网格编辑和诊断工具
?
局部细化和粗化
?
为多种材料提供一个统一的网格
?
快速算法
:
1500 cells/second
ICEM CFD
Tetra
的输入
ICEM CFD
Tetra
的输入方法有：
?
Sets of B
-Spline curves and trimmed
B-Spline surfaces with
prescribed
points
? Triangular surfac
e
meshes as geometry definition
当
< br>B-spline
曲线和曲面输入后，
采用线段和三角形
对曲面和曲线进
B-Spline
曲线和曲面
< br>
行近似，并在预先规定的点上设置顶点。
B-Spline
曲线允许
Tetra
处理表面上的间断。
如果在表面的边
界
上没有定义曲线，
Tetra
划分的三角形会自由的越过间断。
而预先规定的点会使得它认出曲线上尖锐的拐弯。
Tetra
中
有工具来自动的在尖锐
的特征上获取点和曲线。
三角形表面网格
< br>对于三角形表面网格，
关键点和曲线能够自动的被识别。
虽然
Tetra
生成的网格上的节点不完全和原始的网格重合，
但是它会符合模
型的形状。这对于从别的网格数据或者立体扫描数据中导入几何
模型是很有用处的。
ICEM CFD
Tetra
中的智能几何
ICEM
CFD
的
CAD
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。
在
CAD<
/p>
中选中被导入的模型带有附加的信息，它们与主几何模型一起存储，几何模型的参数改变后
，用户要重新生成
网格只需简单的
File >
Save
，就可以立即进行非结构四面体网格重新计算。
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.
进一步细分单元以满足规定的网格尺寸要求
9.
通过节点的合并、移动、交换和删除进行网格平滑
Family
设置
,
Material Points,
预先规定
Points
在
ICEMCFD
中可以对几何模型中的各种几何元
素进行分组，
形成不通的
families
。
这样允许用户对不通的
families
进行不同的参数设置。除了对不通
families
设
置边界条件，用户还可以对每个
family
定义控制网格尺寸
的参数：
maximum length, initial height, and
height ratio
。
此外还可以对单独的曲线和表面定
义网格尺寸参数。
这样通过预
先规定的网格尺寸参数，用户可以
控制四面体节点和关键区域的边的位置。
如上面的八叉树算法
已经描述的，当网格划分器调整网格节点以匹配几何模型外形时，它首先匹配预先规定点
和曲线。
在单元剔除步骤，
Tetra
要求在每个需要进行分析的不同材料内定义一个
material point
。对于
CFD
，
material point
可以
来定义流体区域；对于结构有限元分析，可以来定义固体区域；或者对于耦合传热问题，用来
定义两种区域。
ICEM CFD
Tetra
重要特性
Natural
Size
Tetrahedral Mesh
Smoother
如果对一个
family
定义的最大四面体尺寸比某
个成员几何元素大，用户必须使用
natural
size
限制。
The user can specify
a
natural size
that is
proportional to the reference tetra size; it
should be assigned
a value that is
slightly smaller than the smallest gap in the
model,
so that the mesher will further
subdivide the tetrahedra to match
this
geometric feature.
The
natural size limit
将是整个网格中的最小尺寸。
Only if the
user defines a smaller
max size on a
geometry entity will
Tetra
continue to subdivide until meeting
the maximum size request. The effect of
the natural size limit is a
geometry-
based adaptation of the mesh.
the tetrahedral smoother
计算每个单元的质量。然后根据用户指定的质量要求进行平滑。
Smoother
修改所有不符合标准的单元——节点被移动、合并
，边被交换，或者单元
被删除。如此重复直到满足要求或者达到一定的迭代次数。
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