ICEM CFD 常見問題 附ICEM_CFD簡明教程-流沙下載

1、用 ICEM CFD 導入三維實體后,在 Part 部分出現(xiàn) part_1,創(chuàng)建邊界如入口、出口、壁面后,進行網(wǎng)格劃分,該part_1 是刪除好,還是留著好?對網(wǎng)格劃分有影響嗎?


沒用的一般要刪除,不過在 ICEM CFD 中,不刪除,一般也沒啥影響,只要把需要的邊界,關(guān)心的部分都單獨做成 Part 即可。


2、結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和 非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的優(yōu)缺點是什么?

非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成相對簡單,四面體網(wǎng)格基本就是簡單的填充,非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格的生成還是有些復雜的,但仍然比結(jié)構(gòu)化的建立拓撲簡單多。比如 Gambit 的非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格是建立在從一個面到另外一個面掃描(Sweep)的基礎(chǔ)上的。 Numeca 公司的 Hexpress 的非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格是用一種吸附的方法,反正你還是要花點功夫。

另外要說的一點就是,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格可以直接應(yīng)用于各種非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的 CFD 軟件,比如你在 Gridgen 里面生成了一個結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,用 Fluent 讀入就可以了。Fluent 是非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格CFD 軟件,它會忽略那些結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)信息(也就是 B,I,J,K),當成簡單的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格讀入, 但非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格就不能用在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的 CFD 求解器了。

結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格仍然是 CFD 工程師的首選,非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格也還湊合,四面體網(wǎng)格我就不喜歡了(數(shù)量多,計算慢,后處理難看)。簡單說,如果非結(jié)構(gòu)化即快又好,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格早就被淘汰了。

結(jié)構(gòu)化六面體:建立拓撲,再生成網(wǎng)格,所有生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的軟件(Gridgen/ICEM)都是一種拓撲概念(界面不一樣罷了),都需要你去建立拓撲,也就是結(jié)構(gòu),然后軟件好根據(jù)你的結(jié)構(gòu)來建立網(wǎng)格或者砌磚頭。

非結(jié)構(gòu)化六面體:Gambit 用掃描方法,Hexpress 用吸附方法,按照步驟就行了。非結(jié)構(gòu)化四面體:簡單,看兩頁教程,搞定,就是簡單填充,沒什么技術(shù)含量!

其他非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格(棱形等):學習軟件,按照步驟,很容易。不管用什么網(wǎng)格軟件,我們最好有比較扎實的CAD(PROE、UG 等)基礎(chǔ),熟練的 CAD 技術(shù)太重要了。

3、結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的計算結(jié)果區(qū)別如何?


在 Fluent 中,對同一個幾何模型,如果既可以生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,也可生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格, 當然前者要比后者的生成復雜的多,那么應(yīng)該選擇哪種網(wǎng)格,兩者計算結(jié)果是否相同,哪個的計算結(jié)果更好些呢?另外,如果一個幾何模型中既有結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,也有非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,分塊完成的,那么分別生成網(wǎng)格后,是否可以直接就調(diào)入 Fluent 中計算,還是需要進行一些處理?

一般來說,結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的計算結(jié)果比非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格更容易收斂,也更準確,但后者更容易做, 可以用 TGrid 把兩種網(wǎng)格結(jié)合起來。影響精度主要是網(wǎng)格質(zhì)量,和你是用那種網(wǎng)格形式關(guān)系并不是很大,如果結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的質(zhì)量很差,結(jié)果同樣不可靠,相對而言,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格更有利于計算機存儲數(shù)據(jù)和加快計算速度。


結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格據(jù)說計算速度快一些,但是網(wǎng)格劃分需要技巧和耐心。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格容易生成, 但相對來說速度要差一些。不過應(yīng)該影響最大的是網(wǎng)格質(zhì)量和網(wǎng)格數(shù)。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的最大優(yōu)勢便在于適應(yīng)性強。

關(guān)于結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,各有應(yīng)用場合,個人比較喜歡結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。通過觀察 IDEAS 中結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成的步驟及要求,我覺得對于復雜的幾何體,生成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格也是可以的,前提是采用適當?shù)?partition 方法,將幾何體分解成規(guī)則的基本幾何體,而分解幾何體是幾何建模的任務(wù)。

個人感覺:生成網(wǎng)格的軟件名目繁多,但是網(wǎng)格生成基本原理和算法可以歸成下列所述的類別,主要差別可能在于輔助的幾何建模方法不同。網(wǎng)格生成應(yīng)當輔以幾何建模,只有與幾何建模結(jié)合,才可以對復雜幾何體生成高質(zhì)量的網(wǎng)格。

網(wǎng)格生成的另外一個要素就是物體的參數(shù)化表示技術(shù),當采用適當?shù)膮?shù)化表示實體表面時,同樣的網(wǎng)格生成技術(shù)有時候可以得到非常好的網(wǎng)格。NURBS 是我所知道的 CDA/CAM中應(yīng)用較為廣泛的構(gòu)造復雜曲面的參數(shù)化表示技術(shù)。網(wǎng)格剖分技術(shù)已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史了, 到目前為止,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展得相對比較成熟,而非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)由于起步較晚,實現(xiàn)比較困難等方面的原因,現(xiàn)在正在處于逐漸走向成熟的階段。

4、用 ICEM CFD 自動生成的體網(wǎng)格(四面體網(wǎng)格質(zhì)量大于等于 0.4)與生成的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格(六面體)哪個好?如果自動生成的體網(wǎng)格質(zhì)量很好,為什么還要生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格?


這涉及到求解器的問題,專門的結(jié)構(gòu)化求解器精度是比較高的,這就是為什么要做結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,而非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格求解器的算法決定其精度要比結(jié)構(gòu)化求解器算法差一點。

但現(xiàn)在 Fluent,CFX 求解器都是非結(jié)構(gòu)化求解器,算法都已經(jīng)做了改善,如果非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格做的質(zhì)量很好,結(jié)果也應(yīng)該是很不錯的,這是肯定的。

對于做項目來說,當然簡單實用是第一的,就用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,但也需要該加密的加密, 保證精度,如果是大項目,還是推薦結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,好看嘛。

如果做學術(shù),發(fā)文章,能做結(jié)構(gòu)化絕不用非結(jié)構(gòu)化,但要把結(jié)構(gòu)化做好,加密好,這也是很不容易。

把重要部分和小尺寸部分加密,不管結(jié)構(gòu)化還是非結(jié)構(gòu)化都是可取的,非結(jié)構(gòu)化的優(yōu)勢在于快速,容易調(diào)。國外的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格往往是自編程序,做得比較有水平的,咱不比人家。

5、剛剛學了 ANSYS FLUENT,但是碰到的流體區(qū)域比較復雜,利用自動劃分網(wǎng)格的話網(wǎng)格質(zhì)量實在太差。想請教大家:(1)是否可以將復雜的流體區(qū)域劃分成幾個簡單的區(qū)域,利用不同的劃分方法來劃分網(wǎng)格?怎么操作?(2)劃分完之后怎么保證幾個區(qū)域的接觸面劃分的網(wǎng)格的方式一致,在計算時它只是流體區(qū)域的內(nèi)部,而不會是邊界?


ICEM CFD 可以實現(xiàn)多域劃分,然后合并網(wǎng)格。且 ICEM CFD 特別長于劃分(結(jié)構(gòu))六面體網(wǎng)格,相信無論是結(jié)構(gòu)或流體(當然特別是流體),都會得益于它的威力。ICEM  CFD建模的能力不敢恭維,但劃分網(wǎng)格確實有其獨到之處。

推薦用 ICEM,分塊劃分后將不同塊合并時,可以設(shè)定接觸面,不用保證兩塊接觸面網(wǎng)格分布一致,具體可以查看 Fluent 幫助中有關(guān) Interface 的介紹。而 ICEM 網(wǎng)格劃分可以查看軟件幫助和其中的教程,一步步來,上手還是比較容易的。 同時也可以優(yōu)酷搜索 ICEM 視頻教程,好像是流沙做的,相當好。

ICEM 可以將復雜幾何體分割成簡單幾何體,分別劃分網(wǎng)格后,進行網(wǎng)格拼接。在網(wǎng)格拼接的交界面上,ICEM 會使兩個面上的節(jié)點的數(shù)目相等,這樣就可以實現(xiàn)復雜幾何體網(wǎng)格劃分。

不過個人覺得網(wǎng)格的質(zhì)量有時候不是很重要,直接生成非結(jié)構(gòu)四面體網(wǎng)格,再定義下邊界層,就 Ok 啦。畢竟大家都是做工程的,只有在學校里面有時間才有時間去琢磨怎么畫網(wǎng)格, 我們畢竟還是想要效率高點的。

ICEM 做非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格也是非常強大的,非常的方便,可以設(shè)置各個面上的網(wǎng)格尺度,隨意設(shè)置網(wǎng)格疏密及分布規(guī)律, 說 ICEM 難,其實那是一種誤解,做非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格非常簡單的,處理幾何體也非常容易。GAMBIT 上手容易,但是它的體是比較難于修改的,只要體形成了,修改起來比較麻煩。

各有優(yōu)點,ICEM 能夠畫出很好的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,但是一般需要三個月才能上手,如果你學ICEM 之前對 GAMBIT 這軟件熟悉的話,一個月就學會了。 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格 GAMBIT 沒法弄, GAMBIT 只能生成非結(jié)構(gòu)化的六面體網(wǎng)格,不過非結(jié)構(gòu)化的六面體網(wǎng)格也不是在 GAMBIT 里面信手拈來。

大家真正可以互相比的是三角或者四面體網(wǎng)格,ICEM CFD 對于復雜形狀的適應(yīng)性要更強。


GAMBIT 容易上手,劃分非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格很強大,只要用的嫻熟,復雜的模型也能畫的很好結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,一般的模型基本能解決。如果時間容許可以學一下 ICEM,畢竟 ICEM 是最強大的。

6、各位大俠,ICEM 畫網(wǎng)格一定要用 BODY 嗎?如果同時里面有好幾個面的封閉圖形?是不是要分別建立 BODY?


畫四面體網(wǎng)格最好建立一下 BODY,六面體網(wǎng)格就不需要了。如果你用 Block 劃分六面體網(wǎng)格的話,是不用建立BODY 的,對仿真沒有任何影響!

四面體網(wǎng)格是需要建立 BODY 的,因為四面體網(wǎng)格在生成過程中是將 BODY 包含在內(nèi)的封閉空間為依據(jù)的, 以 Block 的方式建立六面體網(wǎng)格就不需要了,計算域的屬性可以通過 Block 設(shè)定的。

ICEM 畫三維網(wǎng)格一定要用 BODY,是為了劃分不同的計算域,可以定義域的屬性!BODY是為了之后定義材料屬性用的。

7 、ICEM CFD 如何對多個part 進行網(wǎng)格劃分


方法一:一個一個 part 地畫,畫好后打開導入網(wǎng)格,選擇 merge 就可以了;
方法二:一塊一塊地畫,畫的時候選擇 visual part,讓畫的那一部分可見,其余部分隱藏, 就可以了,畫好把這一部分保存,然后再畫另一部分,再保存,最后導入到一起。

這個問題比較籠統(tǒng),你的 part 是面還是體?如果是面的話,建議用 block,對于二維模型, 無論你是多么復雜的二維模型,都可以用 block 切出質(zhì)量非常高的四邊形結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。如果是體,比較規(guī)則,沒有尖角,沒有線與面的接觸,也不存在一個大空間中出現(xiàn)很多偏折方向不同的幾何體,則也可以用 block 進行切分,質(zhì)量不會低。如果是特別特別復雜的三維模型,這個就有學問了,方法非常多,要靈活運用,而且存在節(jié)點 merge 問題,可以把最復雜的那一部分離出來,單獨畫四面體網(wǎng)格,其他地方則可以通過拉伸,delaucy 等方面進行網(wǎng)格補充,總之要靈活運用。總的來說就是,把最不規(guī)則最復雜的部分分離出來,畫四面體網(wǎng)格,其他規(guī)則的地方則盡可能畫出規(guī)則的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,然后合并。這樣網(wǎng)格質(zhì)量最高, 數(shù)量最少。

8、對于復雜模型生成四面體邊界層網(wǎng)格有哪些注意事項,因為生成模型的網(wǎng)格質(zhì)量不是很高,尤其是邊界層,老是控制不夠好?


對于復雜模型四面體邊界層控制確實比較難,沒有統(tǒng)一的原則,但是可以根據(jù)網(wǎng)格質(zhì)量,調(diào)節(jié)比較差的地方的控制參數(shù),如網(wǎng)格尺寸及尺寸變化比率。在進行網(wǎng)格光順時, 可以嘗試先凍結(jié)棱柱層,只光順四面體,四面體光順好了再一起光順。可以先生成一層棱柱層,然后 劈分棱柱層,這種情況對于那種小角度生成邊界層情況比較適合。以上操作相對都比較麻煩, 尤其是對于復雜模型,需要自己平時的經(jīng)驗積累和

ICEM CFD 常見問題

多交流。

9 在進行幾何修復時,顯示的線的顏色的意義?


一般情況下,在修復從其他 CAD 軟件導入的幾何模型時,會出現(xiàn)紅藍黃三種顏色的 curve,  紅顏色的正常,黃色的為不連續(xù)的,藍色的為重復的。黃色的是單個面的邊界,紅色的是兩個面的交界線,藍色的是三個/三個以上面相交的交線。

10、網(wǎng)格劃分的密疏問題


對于網(wǎng)格局部加密的作用從根本上說是為了減少計算量,對于你的模型,如果模型本身較大, 而你只對于模型的一部分或某一處的流場的精密度要求高,那么在保證精度而又盡可能保證計算量的前提下,就采用局部加密,這樣,對于你不感興趣的部分,可以用粗網(wǎng)格計算,對于你感興趣的部分,采用加密網(wǎng)格可以得到較清晰完整的數(shù)據(jù)。 網(wǎng)格的加密是一個很重要的技術(shù),加密做不好,容易引起網(wǎng)格質(zhì)量的降低,而使得計算發(fā)散,甚至無法導入 fluent 進行計算。

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