ICEMCFD基础学习资料PPT课件.ppt

数数值仿真仿真属性参量属性参量本构关系，状本构关系，状态方程，失效模式方程，失效模式动量守恒，量守恒，质量守恒，能量守恒量守恒，能量守恒.属性性属性性质+作用机理作用机理离散化离散化+求解求解显示示分析分析结果果+修正修正实践是践是检验别真理的唯一真理的唯一标准准数学建模数学建模数学描述数学描述（微分方程（微分方程组）环境境开放开放系系统物物质能量能量信息信息整体非整体非线性性离散，局部离散，局部应用用线性模性模拟1主流空主流空间离散化：划分网格离散化：划分网格边线用组合直线段模拟表面用组合平面区域模拟实体用网格单元填充几何离散化的几何离散化的实质:确定网格确定网格节点的空点的空间分布分布网格节点实质：一次（线性）插值点2 ANSYS ICEM CFD 网格划分网格划分1.简介 2.非结构网格 3.结构网格构网格4.ICEM4.ICEM网格的网格的导出与出与AutodynAutodyn中网格的中网格的导入入3简简介介几何几何实体体网格网格 ICEMSolidworksAutoCADProEUGAutodynLs_dynaAnsys通用的通用的前前处理理软件件输出出结构与非构与非结构网格构网格AutodynLs_dyna.4ICEM两大两大类网格划分方法网格划分方法1.1.按按预设方法自方法自动划分（求解划分（求解节点）：点）：特点：特点：操作操作简单，输出非出非结构网格，能构网格，能应付很复付很复杂的的实体，网格体，网格质量不能保量不能保证，大多需要，大多需要进行网格修行网格修补。2.2.基于附加基于附加块的网格划分：的网格划分：方法：方法：创建反映建反映实体特征的体特征的块，确定，确定块上的上的节点分布，点分布，关关联块与与实体的点体的点线面，把面，把块的的节点投影到点投影到实体上。体上。特点：特点：需大量人工操作，可需大量人工操作，可输出出结构和非构和非结构网格，网构网格，网格格质量高，主要量高，主要应用于用于简单模型。模型。5修修改改几几何何非非结结构构网网格格划划分分构构造造块块非非结构构网网格格修修补非非结结构构网网格格输输出出结结构构网网格格输输出出几何几何显示控制示控制块显示控制示控制part显示控制示控制几何体几何体视角控制角控制块的索引控制的索引控制认识界面界面6 ANSYS ICEM CFD 非非结构网格构网格（Mesh）划分步划分步骤设置参数选择方法自动划分大多需网格修补7认识认识非非结结构网格构网格网格网格单元元2D2D：三角形：三角形 四四边形形3D3D：四面体：四面体 五面体五面体 六面体六面体 三棱柱三棱柱自自动化程度高，能化程度高，能应对复复杂的几何体的几何体8非非结构面网格操作步构面网格操作步骤设定线面网格参数值（局部设置为准）；Compute Mesh-Surface Mesh Only（可更改划分方法），检查网格质量Edit Mesh-Display Mesh Quality；9四种方法划分的网格四种方法划分的网格Quad w/one TriAll TriAll QuadQuad Dominant四边形边界层10非非结构体网格操作步构体网格操作步骤设定线面网格参数值；定义体区域（Geomerty-Creat Body-Material Point，选体上两点，使其中心在体中）；生成网格，检查质量，修补网格；11Cartesian需要修需要修补补网格网格Hexa-DominantTetra/MixedRobust(Octree)12ANSYS ICEM CFD 结构构网格网格 能以非结构的形式输出 基于块1.几何实体2.反应特征的块3点线关联4设置节点 生成网格基本划分步基本划分步骤5.网格后网格后处理理x/iy/jz/k13认识结认识结构网格构网格14151617原理：一一映射原理：一一映射一一映射：即是满射又是单射；y=f(x)原像原像 规则 像像点点线面面的关的关联线上上节点分布点分布规则几何拓扑1.几何实体2.反应特征的块3点线关联4设置节点 生成网格18原理原理：构造块，关联实体与块的点线面，实现块节点的一一映射。n 网格拓扑：关联块与实体的点线 面，把对基本块划分的网格节点投影到实体中。（相相对空空间位置（位置（节点）的一一映射。点）的一一映射。）n构造块：把实体划分成能反应实体特征的基本块的组合。19安心安心+耐心耐心20块 实体体增加插增加插值元素元素减少减少输出的出的块映射映射21详细操作流程操作流程核心核心流程流程构思构思块+创建建块（经验+创造）造）惟一捷径惟一捷径:长期不期不间断断练习（恒心）（恒心）1 导入几何实体5设置节点生成网格7输出网格3创建辅助点/线 4关联点线面2构造块6合并块整理块8网格后处理安心安心+耐心耐心+恒心恒心22原理示例原理示例_2D（正三角形正三角形）块-关关联-设置置节点数点数-网格网格 L-gridL-grid关关联设置置节点数点数建建块23原理示例原理示例_球壳球壳 构造构造块块关关联联点、点、线线映射M2映射M124原始建原始建块块方法方法原理示例原理示例_圆柱柱点、线的关联建块映射 O-gridO-grid建建块方法方法25原理示例原理示例_球球M1M2 L-grid方法方法原始方法原始方法26网格察看方法：Premesh-cut plane/scan plane 不合适的块造成低 质量的的扁平网格网格察看网格察看27 拓扑拓扑:在在线能伸能伸缩和扭曲的情况下，和扭曲的情况下，几何几何图形的保持不形的保持不变的性的性质成成块与与实体：拓扑分析体：拓扑分析-T28成成块与与实体：拓扑分析体：拓扑分析-LL_grid29成成块与与实体：拓扑分析体：拓扑分析30几何分解几何分解_组合合块31几何分解几何分解_组合合块此此处复制的每复制的每块的的节点都是独立的，点都是独立的，要要进行行节点的合并点的合并32构思构思块举块举例例-找到最找到最优块优块等分内等分内圆圆周周减少减少网格网格数量数量O-grid2D基基本本块O-grid C-grid（二分之一O-grid)L-grid(四分之一O-grrid)33构思构思块举块举例例优优化网格化网格质质量：少量：少+饱满饱满34构思构思块举块举例例352D网格网格1M1M2362D网格网格2M1M2O-grid372D网格网格3M2M1383D网格网格_正四面体正四面体L-grid一步即可一步即可393D网格网格2 自下而上（堆自下而上（堆积）建）建块403D网格网格3_管道管道413D网格网格4-等效模型特征，抽象等效模型特征，抽象块4243分析分析块-模仿模仿块块 网格网格122D2D增增块补44分析分析块块45索引索引空空间间结构网格的索引与合并-减少减少总块总块数，加速求解数，加速求解关关键键：统统一索引一索引索引索引空空间间46结结构网格的构网格的索引与合并索引与合并Autodyn中中网格的合并网格的合并ICEM中中块的合并的合并47索引空索引空间间结结构网格的索引与合并构网格的索引与合并48索引空索引空间间结结构网格的索引与合并构网格的索引与合并491.1.准准备几何模型（几何模型（.X_T.X_T，.dwg.dwg等等），建立工作文件），建立工作文件夹（路径及文件名全英文路径及文件名全英文）。）。2.2.启启动软件，定位工作路径（件，定位工作路径（File-Change Working DirectoryFile-Change Working Directory）。）。3.3.导入几何文件（入几何文件（File-Import GeometryFile-Import Geometry）。）。4.4.（Blocking-Creat Block/Split BlockBlocking-Creat Block/Split Block）5.5.关关联点和点和线。(Blocking-Associate)(Blocking-Associate)6.6.设置网格参量（置网格参量（设置网格尺寸或置网格尺寸或设置置EdgeEdge的的节点数点数Blocking-Pre_Mesh Params-Blocking-Pre_Mesh Params-Edge Params/Mesh-(Part Mesh Setup+Surface Mesh SetupEdge Params/Mesh-(Part Mesh Setup+Surface Mesh Setup），并），并Pre_Mesh Pre_Mesh（预网格）网格）(model tree-Blocking-pre_mesh)(model tree-Blocking-pre_mesh)7.7.检查网格网格质量量(Blocking-Pre_mesh Quality Histograms)(Blocking-Pre_mesh Quality Histograms)，适当改，适当改变关关联，优化化网格网格质量（移量（移动点点Blocking-Move Vertex Blocking-Move Vertex 、劈分、劈分线Blocking-Edit Edge Blocking-Edit Edge ）。（）。（Determinant0.2;angle18;Warpage0.2;angle18;Warpage设置文件名、几何特征、单位）2、选择填充材料：Material-Load-选材料 3、导入网格：Import-.zon(2D)/.geo,.k(3D)-Import all part4、填充材料：Compent-new-起名，选part,点add;按MaterialAUTODYN不支持不支持ICEM的二的二维网格，可网格，可对ICEM输出的网格出的网格文件文件info.geo编程修改成程修改成.zon的格式再的格式再导入。入。.geo与与.zon文件数据段的差文件数据段的差别：同：同样的数据，不同的的数据，不同的顺序序53网格网格 ICEM几何几何实体体SolidworksAutoCADProEUGAutodynLs_dynaAnsys文件接口文件接口编程程处理理实体参数化建模体参数化建模ICEM二次开二次开发划分划分过程命令流集成程命令流集成+抽取共用操作抽取共用操作过程制成程制成单个命令个命令Autodyn导入网格的二次开入网格的二次开发54通用、通用、专用网格用网格软件的配合件的配合通用软件功能强，效率低；专用软件专一，效率高；合理分工，协调使用：优先考虑专用软件。先作整体规化有好处55左键中键右键转轮单击并拖动旋转移动上下移动：缩放缩放水平移动：2D旋转单击选择（对某些功能单击并拖动能框选）确认取消附录1：ICEM中鼠标的使用56附录2：杂例57点、线的关联映射原理示例原理示例_2D（正五正五边形形）58常用命令介常用命令介绍 非非结构网格工具条构网格工具条网格计算线网格网格设置置总体体全局全局设置置几何修几何修补工具条工具条块操作工具条操作工具条结构网格构网格输出工具条出工具条非非结构网格构网格输出：出：File-Export Mesh-.59曲线周围生成四边形层的设置最里一层的网格高度从里向外的增长率层数只适用于几何相关只适用于几何相关Pactch dependent 方法方法60结构网格要点提示几何操作增加增加辅助点助点辅助助线甚至甚至辅助面助面块操作块、面、点、面、点、线劈分、合并劈分、合并61o-grid建模方法建模方法选块都离；都离；对点点线面，面，选谁不离不离谁2D如此，如此，3D亦然亦然选整整块选1点点选1边2D块的增的增补：按按顺序序选已知已知3点点 +未知未知1点（依次点中点（依次点中键，左，左键，中，中键）新建的新建的块622D网格6：外O-grid的应用实体1、建建块块：选选中高亮的中高亮的块块，勾，勾选选around blockaround block；最后；最后删除中除中间块2、关关联联点点线线；3、设设置置边边上上节节点数点数63多块的索引控制-方便方便选选出特定出特定块进块进行操作行操作64Index-control（块的方向索引控制）的方向索引控制）两次两次O-gridO-grid操作操作常常规方向索引，沿方向索引，沿xyz方向方向变大大O-grid方向索引，向内方向索引，向内变大大65(对Autodyn)ICEM中正确的方向索引YXijiiijjj顺时针662D网格672D网格682D网格5实体块网格GeometryPre_Mesh遇折则劈初始块Blockingo-grid693D网格1M1M270Cup71网格结果72聚能装药73 74