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登錄ICEM CFD的案例
ICEM CFD快速入門
對于ANSYS系列的CFD軟件(如FLUENT、CFX等)來講,使用ICEM CFD似乎是比較理想的選擇。從功能上來看,ICEM CFD作為一款網格生成軟件,其在外部幾何接口、幾何創建、幾何修復、網格生成方面均具有良好的表現。然而,在軟件易用性方面,眾多使用者普遍認為該軟件入門門檻較高,學習周期較長。
簡單分析一下造成ICEM CFD學習周期較長的原因,大致可歸結為以下幾類:
(1)眾多使用者是因為ICEM CFD的分塊六面體功能而轉入其陣營的。無可否認,分塊六面體網格劃分是ICEM CFD的一大特色,然而,這相對于其他網格劃分軟件的切割幾何六面體生成方式,似乎更抽象一些,入門自然也需要更多時間。
(2)ICEM CFD的功能實在太過于繁復,對于初學者來講,面對如此一款功能復雜的軟件,很容易深陷其中,難以迅速將其應用于工程中。
(3)對于大多數工程問題,其幾何往往非常復雜,難以使用分塊方式建立六面體網格,很多人本來是沖著ICEM CFD的分塊六面體網格劃分功能而來,因此糾結于使用分塊方式劃分異常復雜的工程幾何結構,結果導致工期延長或者難以完成任務,最終大失所望,轉道放棄使用ICEM CFD而返回使用以前的網格劃分軟件,最終止步于大門之前。
就個人看法,ICEM CFD入門其實沒有想象的那么復雜,有三天時間足夠了,其下是本人使用ICEM CFD的一些經驗:
首先,要明確一點,ICEM CFD的幾何創建功能比較弱,其幾何創建功能其實是為幾何修補功能做準備的,因此對于復雜的幾何,建議不要在ICEM CFD中建模,而應該使用專業的幾何建模軟件。那么哪些是專業的幾何建模軟件?學機械的童鞋可能更清楚,比如說UG、SolidWorks、Catia、Pro/E、SolidEdge等等。
展開 寫給即將踏入ICEM CFD世界的人們<1>:基礎
寫給最近老是有人以各種方式詢問:“ICEM CFD到底應該如何入門?”。這個問題其實也挺難回答的,該怎樣入門呢?回想自己走過的路,在茫然中跌跌撞撞的一路走過來。也不知道當初怎么入門的,或許到現在也沒有入門吧。呵呵。
在使用一款軟件之前,首先都要明確這些問題:這軟件主要是干什么用的?能做什么不能做什么?相對于其他同類型軟件,其優勢在什么地方?
相信準備學習ICEM CFD的童鞋都在網絡上查詢過,我在這里簡單的說明一下。
第一個問題:ICEM CFD是用于哪個方面的?
ICEM CFD是一款前后處理軟件。所謂前處理,指的是為求解器提供計算數據。計算數據包括:網格信息、邊界信息、求解控制數據。那么后處理則包括讀入計算結果文件,以直觀方便的方式向使用者展示數據。其中包括云圖、曲線圖、矢量圖等等。很多人習慣稱呼ICEM CFD為ICEM,但是其實ICEM公司還有一款軟件叫ICEM SURF的,做工業設計的,有興趣的童鞋可以百度一下。所以對于我們做流體計算來說,ICEM CFD才是我們關注的東西。
第二個問題:ICEM CFD能做什么?不能做什么?
在一些使用過ICEM CFD的人的眼中,ICEM CFD似乎只是一個網格生成器。其實不然,ICEM CFD除了能將導入的幾何離散成高質量的網格之外,其還具有以下一些功能:1、幾何修補與幾何創建;2、在13.0以前的版本中還帶有一個名為CART3D的無粘流體求解器,不過到了14.0后被摘掉了。3、能做固體有限元前處理。除了網格外還能對模型進行載荷設定、邊界約束、單元屬性設置、計算求解控制設置等等。4、其具有后處理功能,雖然用的比較少,不過的確擁有這些功能。
ICEM CFD14.0取消了CART3D之后,從此ICEM徹底變成了一款前后處理軟件,也就是說其不具備任何計算求解功能。計算文件輸出是它的最后一道工序。
展開 Workbench中直接調用ICEM CFD進行網格劃分
圖9 最終生成的網格
這時候可以關閉ICEM CFD了。
ICEM CFD中合并多個網格
在這里要提醒的是,為了在FLUENT中正常使用這些網格,需要在ICEM CFD中確定好邊界名稱、域名稱等相應的Part,可以以將網格單元添加至part的方式進行創建。
OK,大功告成,就是這么簡單。其實能進行網格合并的軟件很多,比如TGrid,比如HyperMesh。這種方法主要是用在復雜模型上,可以將復雜模型分成多個部分,由多人獨自完成一部分。也算是并行工作的一種吧,呵呵。
ICEM CFD處理混合網格劃分中低質量的問題
所謂的混合網格,指的是模型中同時存在結構網格與非結構網格的情況。
采用混合網格的主要優勢在于:對于復雜的幾何,我們可以將其分解成多個幾何,對于適合劃分結構網格的采用結構網格劃分方式,而對于非常復雜的部分,可以使用非結構方式進行劃分。
然而采用混合網格也有一些缺點:交接面位置網格質量會非常差。因此我們需要采用一些方式對網格質量進行改善。另外對于交界面的處理也存在一些問題。
我們先說說在ICEM CFD中進行混合網格劃分的一般步驟。通常分為以下三步:
(1)幾何準備。對于本身就是多個幾何的情況,因為處理方式簡單,這里不做討論。這里要說的是一個連續的幾何,我們需要在ICEM CFD中將其進行分割成多個部分。這里可以運用的部分主要在于ICEM CFD的幾何創建功能,包括點、線生成以及面切割。
(2)part創建。這一步其實挺重要的。如果這一步工作沒做好,后面有的是糾結。在這一步中需要將體分解成多個部分分別放入不同的part中。同時畫四面體區域創建body。注意,這里我們需要創建面將四面體部分封閉,同時要將創建的面放到一個獨立的part中,因為后面的節點合并中需要使用到它。
(3)創建block。注意這里創建block的時候要選擇劃分結構網格的幾何。
展開 
ICEM CFD14.5新功能(1):參數化網格設置
ICEM CFD 14.5版本的ICEM CFD提供了參數化功能,這對于利用DX進行流體結構優化的人來說,無疑是一個好消息。在這之前,只能使用mesh模塊進行參數化網格劃分。在流體計算領域,可能更多的人習慣使用ICEM CFD進行網格劃分而不是利用mesh模塊。
在ANSYS14.5中,ICEM CFD可以作為一個模塊運行。如圖1所示。本例利用DM創建模型,ICEM CFD進行網格劃分,之后將網格模型導入至FLUENT或CFX進行計算。為方便演示,本例使用的模型較為簡單。
圖1 模塊連接關系
1、DM中創建模型
這個沒什么特別的地方,我們創建的幾何模型如圖2所示。模型進行了參數化處理,初始參數H2=100mm,R3=40mm,V1=40mm。掃描圓截面直徑D1=20mm(圖中未顯示)。
圖2 原始幾何
關閉DM返回工程窗口,可以看到項目窗口中多出了parameter set項,如圖3所示。雙擊打開parameter set,可以看到前面所定義的所有參數。如圖4所示。
圖3 參數化幾何后的project窗口
其中包括前面定義的H2,R3,V1及D1。
圖4 參數列表
2、進入ICEM CFD操作
雙擊B2進入ICEM CFD模塊,ICEM CFD會自動讀入幾何模型。新版本的ICEM CFD增加了一些新的功能,這些后面再介紹。
按照以前的方法生成塊,進行邊界指定、塊切分、關聯。本例幾何簡單,劃分過程不再贅述。最終生成的塊如圖5所示。
圖5 生成的最終塊
我們在兩個地方進行網格參數化:(1)全局尺寸參數,(2)邊界層尺寸參數
點擊mesh標簽頁下的global mesh setup按鈕,進入全局網格尺寸設置。
展開 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 part_1,創建邊界如入口、出口、壁面后,進行網格劃分,該part_1 是刪除好,還是留著好?對網格劃分有影響嗎?
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,關心的部分都單獨做成 Part 即可。
2、結構化網格和非結構化網格的優缺點是什么?
非結構化網格的生成相對簡單,四面體網格基本就是簡單的填充,非結構化六面體網格的生成還是有些復雜的,但仍然比結構化的建立拓撲簡單多。比如 Gambit 的非結構化六面體網格是建立在從一個面到另外一個面掃描(Sweep)的基礎上的。Numeca 公司的 Hexpress 的非結構化六面體網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,結構化網格可以直接應用于各種非結構化網格的 CFD 軟件,比如你在 Gridgen 里面生成了一個結構化網格,用 Fluent 讀入就可以了。Fluent 是非結構化網格CFD 軟件,它會忽略那些結構化網格的結構信息(也就是 B,I,J,K),當成簡單的非結構網格讀入,
但非結構化六面體網格就不能用在結構化網格的 CFD 求解器了。
結構化網格仍然是 CFD 工程師的首選,非結構化六面體網格也還湊合,四面體網格我就不喜歡了(數量多,計算慢,后處理難看)。簡單說,如果非結構化即快又好,結構化網格早就被淘汰了。
展開 ICEM CFD為ANSYS APDL進行前處理
雖然說ICEM CFD可以無縫輸出至ANSYS APDL中,但是很多人還是不適應ICEM CFD的前處理方式(事實上我也不適應)。但是利用ICEM CFD劃分的網格導出至ANSYS APDL中是不會保留幾何信息的,所導出的信息只包含網格節點及單元信息。因此,若想在APDL中施加邊界條件的話,則需要在ICEM CFD中進行額外的設置。
實際上,ICEM CFD提供了一些功能以幫助我們進行邊界定義,最主要的方式是利用part的分組功能。
利用part可以將劃分的網格進行分組處理。放置于part中的單元導出至APDL中會被識別為component,這樣在施加載荷時可以通過選擇component的方式進行加載。
本例使用ICEM CFD進行模型網格劃分、載荷施加,然后導出計算文件至APDL中進行計算。
1、導入模型并創建PART
簡單起見,本例使用一個非常簡單的幾何模型。幾何模型尺寸(1x2x12),幾何約束等如下圖所示。
圖1 幾何描述
2、創建part
創建3個part放置幾何體的面,固定約束面的part為fixed,壓力面pres,其他面walls。
3、創建網格
這里由于幾何簡單,我們使用六面體網格進行劃分。詳細網格劃分過程不再累述。分塊完畢后通過file> mesh > load from blocking生成網格。生成網格如下圖所示。
圖2 網格
4、定義材料屬性
進入Properties標簽頁,選擇create material property按鈕,本處計算線彈性,只需要輸入彈性模量與泊松比即可。設置彈性模量2.1e11Pa,泊松比0.3,如下圖所示。
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寫給即將踏入ICEM CFD世界的人們<3>:一些誤區
3、ICEM CFD、GAMBIT、Mesh
ICEM CFD取代了GAMBIT嗎?ICEM CFD是否會消失,最終被Mesh取代?
這個問題實在不好說,可能只有ANSYS公司才能回答了。但是我要說的是,這些軟件都是工具,被取代是很正常的事情,我們要做的是熟悉網格生成流程以及網格質量判斷方法,使用何種網格生成工具應該是次要的事情,不是嗎?
gambit其實并未消失,其網格生成算法已經被集成至mesh模塊中。ICEM CFD應該不會消失,因為在14.5版本中將其作為一個模塊放入了workbench。
其實用哪一款軟件并不重要,所有網格被求解器讀取之后在計算機中的反映都是一堆數據,所不同的是這堆數據表現的網格質量。因此我們需要學習的是如何提高網格質量,以及判別什么樣的網格才是好的網格。
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后面將普及一些ICEM CFD的基本操作。。
展開 ICEM-CFD 11.0tutorials
ICEM-CFD 11.0tutorials中的例子的步驟在12里面能夠對應上,請放心使用……
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ICEM-CFD Engneering(Ansys的全資子公司)產品:
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ICEM CFD 動畫教學 2CD
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ICEM CFD 網格劃分教程
MAGNA產品:
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FEMFAT 4.5 官方培訓教程中文版
Algor系列軟件:
Algor v18.0 中文版-ISO 1CD
Algor Designcheck v20.4 SP1 Multilanguage 1CD(多物理場耦合分析工具,多語言版)
Algor 12 (super sap93的windows版)
Algor 96
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寫給即將踏入ICEM CFD世界的人們<2>:術語
4、Block
ICEM CFD利用拓撲塊的方式創建六面體網格。每一個拓撲塊均為六面體。有兩種創建塊的方式:自頂向下及自底向上方式。兩種方式均有其優缺點,在實際應用過程中,常常混合使用。
5、Block中的一些術語
Face:塊上的面。
edge:塊上的邊。
vertices:塊的頂點。
注意這些概念與幾何模型中的特征的區別。
6、associate
通常翻譯為“關聯”,當然也可以解釋為映射。主要目的是將塊信息與幾何信息聯系起來。由于我們要創建的是貼體網格,而創建的塊是規則的六面體塊,所以如果沒有將塊與幾何相關聯的話,軟件是不會識別幾何的。
關聯這個概念非常重要,通常六面體網格質量差或者出現負網格,九成九是關聯不當造成的。
7、ICEM CFD中的各種塊剖分
O型剖分:一個block切分方式,將四邊形塊切成五個四邊形塊,或將六面體塊切成7個六面體塊。
L型剖分:O型切分的變種
C型剖分:O型切分的變種
Y型剖分:主要用于三棱柱塊或三角形塊。將一個三棱柱塊切分成三個六面體塊,將三角形塊切分成三個四邊形塊。
注意:上面的切分方式是ICEM CFD提供的便利,你完全可以采用普通的切割方式,然后通過定點合并等方式構建。
這些塊切分方式也是ICEM CFD的一個特色。
圖片上傳還是存在問題,同時上傳兩張以上的圖片就沒法操作,不知道怎么回事兒。
展開 【年終系列實例EX2】基于ICEM CFD的旋風分離器全六面體模型創建
實例說明
本實例主要描述利用ICEM CFD進行旋風分離器網格的劃分。在上個實例中,我們描述了如何在ANSYS Workbench中創建旋風分離器幾何模型的詳細步驟。在本例中,我們將采用step by step的方式描述如何采用ANSYS ICEM CFD對旋風分離器進行全六面體網格劃分。
問題說明及策略
本實例要進行網格劃分的幾何模型如圖1所示。
圖1 幾何模型
總體上講,旋風分離器的幾何模型較為簡單,可以當作是一個圓筒狀結構將大部分幾何塊先創建出來,剩下的入口部分可以采用面拉伸的方式進行塊的構建。
詳細步驟
Step 1:加載ICEM CFD模塊
利用上一實例創建的幾何模型,添加ICEM CFD模塊,如圖2所示。
圖2加載ICEM CFD模塊
Step 2:進入ICEM CFD模塊,創建Part
鼠標雙擊B2單元格,進入ICEM CFD模塊。創建三個Part,如圖3所示。將其他的surface歸入walls邊界下。
圖3 創建part
Step 3:創建Block
點擊Blocking標簽頁下創建塊按鈕 ,進行初始塊創建。如圖4所示。
圖4創建初始塊
在數據屬性窗口中進行如圖5所示設置。設置Part名稱為FLUID,這樣導入到FLUENT中后的計算域自動采用流體域。
圖5創建塊
Step 4:進行塊切割
從軸向粗切塊,如圖6所示。
圖6切分塊
Step 5:關聯并對齊
刪掉多余的塊,并將粗切后的塊與幾何進行關聯并對齊。需要注意的地方包括:(1)創建輔助幾何以保證塊的形狀;(2)溢流管位置的塊可以在關聯后進行切分。注意切分順序。最終關聯對齊后的塊如圖7所示。
展開 [轉貼]SW的ICEM CFD DCI很好用!
成功的男人背后要有一個偉大的女人,ICEM CFD身后卻有兩個垃圾:DDN和EZ-CAD,真是叫人深惡痛絕。
直到有一天,我發現DCI才是ICEM CFD身后偉大的!$^$!$%^!#$^^&*&#
安裝簡便、使用方便。
不止界面漂亮、功能也不賴,人生得如此知己足矣!
如果你的ICEM CFD仍然眷戀DDN、EZCAD或者ACIS、IGES之類的!##%$#^,強烈推薦——DCI——舊的不去新的不來。
Direct CAD Interface估計很多人都會用的。
不過很多人用的是ProE接口,我發現Solidworks得更好用就向大家推薦啦
如果有技術問題我可以鐵一個詳細的安裝和使用方法!
具體使用就是在Solidworks里畫圖,然后直接分配族與網格的參數,最后保存成Tetin文件,到ICEM CFD中唯一需要做的就是劃分網格。
這樣就完全的避免了中立格式的麻煩,對于中立數據格式很多時候要修補漏洞,在這里根本就沒有這些問題。
另外,對于并不復雜的模型,用Solidworks建模極其方便,我們完全可以拋棄DDN和EZ-CAD呵呵。
如果有什么問題可以告訴我,我來告訴需要這方面的朋友!
展開 ANSYS ICEM CFD v5.1 Tutorial Manual
這是英文版的資料,其實就是幫助文件里面的內容,希望能對大家有用
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