ICEMCFD(The Integrated Computer Engineering and Manufacturing code for Computational Fluid Dynamics)是一种专业的CAE前处理软件。作为专业的前处理软件ICEMCFD为所有世界流行的CAE软件提供高效可靠的分析模型。它拥有强大的CAD模型修复能力、自动中面抽取、独特的网格“雕塑”技术、网格编辑技术以及广泛的求解器支持能力。同时作为ANSYS家族的一款专业分析环境,还可以集成于ANSYS Workbench平台, 获得Workbench的所有优势。ICEM作为fluent和CFX标配的网格划分软件,取代了GAMBIT的地位。
文件格式介绍
ICEM文件格式主要有prj、tin、blk、uns、fbc、par、rpl、jrf八种。
- prj文件为工程文件,所有其他文件都与它相关联,可以通过打开prj文件打开所有与之相关的文件。
- tin文件为几何文件,包含有几何模型信息、材料点的定义、全局以及局部网格尺寸定义。
- blk文件为块文件,保存着块的拓扑结构。
- uns文件为网格文件。
- fbc文件保存有边界条件、局部参数等信息。
- par文件保存有模型参数等信息。
- rpl文件用于记录用户的操作信息。
- jrf为ICEM的脚本文件,可用于批处理和二次开发。
主界面
ICEM主界面如图:
主要功能栏
ICEM主要功能栏如图:
主要工作流程
ICEM主要工作流程如图:
ICEM网格生成基本流程:
- 设定工作目录,打开或创建新的工程;
- 导入几何模型,修改并简化,定义part名称;
- 对于非结构化网格需要定义网格尺寸,设定网格的类型和生成方法及其他参数,计算生成网格;对于结构化网格,创建并划分block,建立映射关系,设定节点参数,生成网格;
- 检查并编辑网格;
- 输出网格。
其中,block是几何模型对应的拓扑结构,是生成结构化网格的基础。而什么是拓扑结构呢?
首先我们来解释一下拓扑的含义,所谓“拓扑”就是把实体抽象成与其大小、形状无关的“点”,而把连接实体的线路抽象成“线”,进而以图的形式来表示这些点与线之间关系的方法,其目的在于研究这些点、线之间的相连关系。表示点和线之间关系的图被称为拓扑结构图。拓扑结构与几何结构属于两个不同的数学概念。在几何结构中, 我们要考察的是点、线之间的位置关系,或者说几何结构强调的是点与线所构成的形状及大小。如梯形、正方形、平行四边形及圆都属于不同的几何结构,但从拓扑结构的角度去看,由于点、线间的连接关系相同,从而具有相同的拓扑结构即环型结构。也就是说,不同的几何结构可能具有相同的拓扑结构。
壳/面网格生成方法
Mesh Method,网格生成方法,壳网格生成方法主要有以下四种: - AutoBlock,自动块方法,自动地在每个面上生成二维的Block然后生成网格; - Patch Dependent,根据面的轮廓线来生成网格,该方法能够较好地捕捉几何特征,创建以四边形为主的高质量网格; - Patch Independent,网格生成过程中不严格按照轮廓线,使用稳定的八叉树方法,生成网格过程中能够忽略小的几何特征、缝隙,洞等; - Shrinkwrap,是一种笛卡尔网格生成方法,会忽略大的几何特征,沟,洞等,不适合薄板类实体网格的生成。
遇到的一些问题
在《ANSYS ICEM CFD网格划分技术实例详解 》一书中有一例:三维自动体网格生成——弯管流动实例中,创建圆柱的入口端面时,右边的出口端面可以创建,但是左边的入口端面用相同的方法却不能创建。
试了很多次之后然后去网上搜解决方法,发现可以用以下方法解决:
- 在创建完curve后,先不要创建弯管的侧面,而是首先创建入口和出口的surface,就不会出现无法创建的情况了。
- 随便在圆面上点一个点,打断圆圈线,就可以生产面了。
打断线的命令:
进入选择状态时怎样旋转被选择体
按F9,就可以对几何体进行旋转和拖动,再按F9就退出这个模式,可以对几何体进行选择。
网格组装
ICEM划分网格,对于简单的几何模型能够简单的处理,但是对于稍微复杂的模型或者没办法一次性划分高质量的网格的情况下,我们希望能够对模型进行分解,对单独的块进行网格划分,然后在ICEM中对网格进行重新组装,当然这是可以实现的。
网格划分完成后必须要保存,确认不要覆盖。例如,一个保存为“prt0001.prj”另一个保为“prt0002.prj”,这样对应的也就生成了“prt0001.uns”和“prt0002.uns”两个网格。(同时打开两个网格打开,或者分别在一个工程中打开模型,会出现如下提示:
这时需要选择“merge files”或者“merge”按钮,注意不要选择“replace”,这样ICEM就完成了对网格的装配。
网格组装时的交界面设置
如模型是由2部分组成,如果2部分是用同样的方式划的网格,那么在FLUENT里其交接面设置为interior,如果2个部分分别用不同的方式划网格,那么在fluent里其交接面设置为interface。
网格组装完成后,在拼接处会存在两个面,这时候需要对两个交界面进行配对,可以在fluent里面的mesh interface里面创建。若不进行交界面配对,在fluent计算中可能会出现“unassigned interface zone detected for inrerface 4”字眼的提示错误。
参考链接
写给刚接触Fluent的新手 ICEM使用经验与网格划分错误分析 结构化网格中各种类型的Block创建攻略 如何正确选择湍流 CFD 模型? ICEM网格装配 利用6DOF模型计算小球自空气中跌落水中 FLUENT小球落水浮起模拟 Fluent 动网格实例具体操作 Fluent中动网格负体积成因