《前处理初步》PPT课件.ppt

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1、,CFD前处理初步,陈鹏,网格划分软件初步,建模软件简介,建模软件简介,建 模 软 件,独立,内嵌,CATIA，UG NX，Pro/Engineer，SolidWork,ICEM CFD，Gambit，GridPro，StarCCM+,网格划分软件,解算器,高级造型CAD/CAM/CAE一体化,中级造型,建模软件简介,CATIA,UG NX,法国达索公司(mirage 2000),曲面造型,航空航天(Boeing 777)汽车制造(Benz,BMW),美国麦道飞机公司开发(F15)现属西门子公司,加工仿真机床库、刀具库,汽车制造模具制造,建模软件简介,SolidWorks,美国参数技术公司,参

2、数化建模,机械制造模具制造,法国达索公司,界面友好易学易用,Pro/Engineer,建模软件简介,数据结构简单,网格划分软初步,非结构网格,结构网格,网格区域内的内部点不具有相同的毗邻单元,网格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元,四边形or六面体,三角形,四面体.,收敛快 精度高,收敛慢 精度低,数据结构复杂,网格划分软件初步,网 格 软 件,ICEM CFD，Gridpro，GambitANSA，Pointwise(Gridgen),StarCCM+，Numeca，PumplinxHyperMesh，通用软件内定制,网格划分软件初步,ICEM CFD,作为专业的前处理软件，ANSYS

3、ICEM CFD为所有世界流行的CFD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。,网格划分软件初步,丰富的几何接口 iges(igs)，step(stp)Catia(model)，UG NX(prt)，Pro-E(prt,asm)，SolidWork(sldprt,sldasm)完善的几何模型导入、修复及自动抽取中面四/六面体混合网格：在连接处自动生成金字塔单元方便的网格雕塑技术

4、实现任意复杂的几何体纯六面体网格划分自动检查网格质量,自动进行整体平滑处理,可视化修改网格质量丰富可靠的求解器接口 Ansys、CFX、Nastran、Abaqus、LS-Dyna,网格划分软件初步,ICEM主要的网格类型,Hexahedral Tetrahedral+Prismatic,网格划分软件初步,Utility Menu,UtilityIcons,Function Tabs,Selection Toolbar,Display Triad,MessageWindow,HistogramWindow,Data EntryPanel,ModelTree,网格划分软件初步,ICEM结构网格划

5、分理念,几何,拓扑,点线面体,point,curve,surface,volume,vertex,edge,face,block,F9 快捷键能在选择模式下进行动态浏览与选择状态的切换转轮即使在选择模式下也能缩放视图,鼠标使用,动态 浏览模式(单击并拖动)鼠标左键:旋转鼠标中键:移动变换鼠标右键:缩放(上下移动)/2-D 旋转(水平移动)转轮缩放选择模式(单击)左键选择(单击并拖动形成方形选择框)中键确认选择右键取消选择,网格划分软件初步,方腔流网格划分展示,(4,0),(0,0),(1,3),(5,3),(0,3),(0,0),(2,3),(2,0),(3,2),(3,1),(2,2),(2

6、,1),文件与目录结构,.prj,Project Dir,各种类型文件数据没有放在一个公用文件快速输入/输出所有文件应存放在同一个项目名称的目录下打开 一个项目建立一个目录还需打开*.prj的项目文件主要文件类型:Tetin(.tin)文件:几何包括几何实体和材料点 几何元素的Part归类全局和实体网格参数该文件由AI.E或 Direct Cad Interface中生成Domain file(.uns)网格文件非结构化网格Blocking file(.blk)块文件保存有块的拓扑结构数据 Attribute file(.fbc)属性文件（详见file/attribute的说明）边界条件、局部

7、参数&单元类型Parameter file(.par)参数文件（详见file/Parameter的说明）求解器参数、单元类型Journal file(.jrf)操作过程记录文件(echo file),功能菜单,File Menu(file i/o),Edit Menu,View Menu,Info Menu,Settings Menu(preferences),Help Menu,文件菜单,Open Project,Save Project,Open/Save/CloseGeometry,Open/Save/CloseMesh,Open/Save/CloseBlocking,Save freq

8、uently!,open/save/closeProjects打开保存关闭相关文件 几何(*.tin)网格属性任何类型的文件都可独立保存打开还可以读入结果文件输入/输出几何或网格文件调用脚本文件Exit,大多数图标和功能菜单的意义相同,其他常用功能,局部坐标右图显示选择位置测量网格节点，几何点创建/移动对齐加载移动几何/网格表面显示框线实体透明,Edit Undo/Redo查看Fit把实体全屏显示局部放大标准视角顶,俯视，左,等等.可以通过右下角的坐标符号选择 X,Y,Z 轴”Isometric 选择坐标符号中间的蓝点测量距离角度位置,帮助,菜单驱动搜索包括例子编程指南(for ICEM/Tc

9、l scripting procedures)指定主题的链接,图标的鼠标提示信息,功能标签,网格,Blocking,网格编辑,几何,创建/修改几何,设置网格尺寸,选择网格生成类型 及方法自动生成面、体、三棱柱(仅CFD)网格,初始化块，劈分、修改块，产生结构化网格,网格检查，网格光滑、细化/粗化、合并，自动修复，手动编辑与变换等,输出,设置边界条件和参数；输出多达100多种求解器,基本功能菜单,后处理,可视化结果：剖面，流线，动画，计算积分等等,设置力，压力和温度载荷,设置约束，位移，定义接触，初始速度，刚性墙,设置参数，属性，创建subcase，输出input文件，运行求解器,求解器设置,加

10、载,约束,材料特征,创建，读入，输出材料属性应用到几何/单元,选择工具,在选择模式弹出选择工具条有些工具是通用的,其他的工具与选择对象类型有关与选择模式热键相关实体过滤,全选,多边形,仅选择显示部分,取消,选择填充角度下的相连实体,采用不同part选择,选择对象过滤,几何,网格,块,刻面几何 段,所有表面,整个或部分框内选择,圆形选择,模式切换(F9),选择边界线内的单元,设置填充选择的角度,选择几何表面网格,角点方式选择block,选择subset,选择刻面几何段之间单元,部分框选,目录树,控制图形内的模型显示内容主要目录为：几何、网格、块、对象名称集(Part)单元类型，接触，位移，载荷和

11、材料特征复选框 用于显示或隐藏隐藏表示没有激活显示表示激活部分显示单击“+”可以展开目录在目录树每一行上单击鼠标右键显示该项的选项,目录树（对象名称集）,Parts网格和几何实体的分组依据边界条件及属性分组依据网格尺寸（可通过Part确定网格尺寸）依据材料属性分组大模型的分割显示可以显示或隐藏在 part内所有的对象Part名字颜色与实体显示颜色相匹配在Parts上单击右键 可以:定义新的名字定义包含对象名的子集删除空的对象名在对象名称上单击鼠标右键 可以修改或删除对象对象特征在对象名称的子目录下Double Left Click 或 RMB Modify修改显示其对象特征,ICEM CFD项

12、目工作全过程,几何读入/创建,几何修改和清除,创建网格 自动定义尺寸 默认的方法/类型,设置 Parts,设置网格尺寸，方法和类型,Blocking(四边形/六面体),自动生成体网格,壳/面网格,求解器设置,查看/编辑网格,查看/编辑“Pre-Mesh”,输出到求解器,后处理,运行求解器,打开/创建 Project,工作流程,典型 ICEM CFD 工作流程:新建/打开 一个项目（注意文件存放位置）引入/生成 几何建立几何拓扑结构/几何清理网格模型(优先考虑六面体网格)检查/编辑网格 网格输出（CFD 求解器）后处理,流程,网格划分软件初步,2D管道网格划分实例,创建项目,创建工程File-N

13、ew Project浏览进入工作目录(2DPipeJunct)输入工程名(2DPipeProject)Save(将产生.prj 文件，如果原来不存在这个文件),file name 旁边的下拉文本框可以快速的定位用户最近使用的文件.Project文件 包含关于工程设置,工作文件夹及相关文件的信息.保存工程后,加载工程文件将加载文件夹下所有相关文件,网格划分软件初步,P01(32,0,0)P02(0,16,0)P03(32,16,0)P04(48,32,0)P05(48,64,0)P06(64,32,0)P07(64,64,0)P08(50,-5,0)P09(54,-5,0)P10(16,32,0

14、)P11(0,32,0)P12(50,16,0)P13(54,16,0),网格划分软件初步,初始化块,#4,#2,#3,#1,开始分块选择 Blocking Create Block Initialize Blocks设置 TYPE 为 2D PlanarApply创建一个环绕所有几何体的块曲线自动改变颜色(颜色互相独立而不是按 part分色)这样比较容易区分每条曲线的端点,切割初始化块,#1,#2,#3,潜在的拓扑型为“T”状对许多新用户来说，在一开始形成这种概念是比较困难的，但是想一想“我怎样构架块使网格线符合我想要的形状？”这需要经验，逐渐掌握。,分割块选择 Split Block Sp

15、lit Block左击要分割的边新的边垂直于选择的边左键拖动分割到合适的位置中键或Apply 完成操作,垂直切割这条边,水平切割这条边,删除blocks,#1,#2,选择 Delete Block选择如图所示下面两角的块Apply 或中键实际上并没有真正删除块.只是移到part,VORFN,因此如果需要还可重新使用想真正删除，选择 Delete permanently,点的关联,#2,#3,#1,关联块顶点到几何点:在模型树中打开 Points显示选择 Associate Associate VertexEntity 类型为 Point:可以在屏幕上直接选取选择一个顶点,中键,然后选择(左键)

16、几何点,顶点会自动移到相应位置注意顶点颜色的改变白(边界)到红(固定 约束到点),线的关联,#1,#2,#3,选择 Associate Associate Edge to Curve选择如图所示的3个边选择左图所示的3条曲线中键或Apply曲线自动组成一组注意同组曲线颜色相同注意边颜色的变化白(边界)到绿(约束到曲线)对图示左下角的3条边及3条曲线进行同样的操作,显示关联,RMB,显示关联可视化验证关联是否合适诊断网格投影问题的第一个步骤在模型树中右击 Edges选择Show association,显示:从每个非蓝色边中心引出一个箭头,从每个非蓝色顶点位置引出一个箭头，垂直于关联实体指向最近

17、的一点当边或顶点位于关联的几何实体之上时，不显示。（长度为零）如果边/顶点投影错误，不需要使用undo.只需选择正确的边和曲线重新执行边到曲线关联操作.,曲线分组,1,2,3,也可以:在关联边之前组合曲线(这个练习不是必要步骤)选择 Blocking-Associate-Group Curves选择曲线 并右击中键或 Apply首先选择曲线颜色用作Group Curves的颜色并没有连接曲线，只是在保存的block文件中分组，一旦block文件关闭，分组无效.可尝试用 group all tangent 来自动分组模型中的所有曲线,完成线的关联,关联剩下的edges可选的关闭Curves显示只

18、观察Edges在如图所示直线上的边不需要再进行关联（顶点和曲线点已关联）完全可以实现网格投影。然而,边界单元只能创建于与曲线相关联的边上,你需要关联这些边以便创建单元设置边界条件对于位于曲线上的边,由于曲线和边重合无法区分辨别.只要记住第一次只选择边,然后单击右键,第二次选择曲线,你可以在同一位置点击两次选择不同对象.,移动顶点到几何上,#1,#2,移动剩余的顶点选择Move Vertex Move Vertex左击、按住左键拖动顶点到理想的位置单击中键完成操作单击右键会取消前面的移动;不会退出操作移动顶点，使蓝色边尽可能的垂直于里面的曲线,定义网格尺寸,#1,设置curves上的网格尺寸选择

19、 Mesh Set Curve Mesh Size键入“a”选择所有曲线 设置Maximum element size=3,Height=1且 Ratio=1.5Maximum element size=任意网格单元边的最大尺寸Height 第一层的高度(垂直于边界)Ratio=层间的高度比率(垂直于边界)Apply显示Curve Hexa Sizes在模型树中右击Curves弹出选项,计算显示网格,选择Pre-Mesh in the model tree选择Yes以“recompute”网格右击Pre-mesh,显示4种映射方法在列表中选定的映射方法以上的映射方法同时执行例如 Project

20、 faces将project faces,edges和vertices如果没有显示曲面 Project faces将只project edges和vertices在2D模型中Project edges 原理相同,转为非结构化网格,网格划分软件初步,Determinant 0.2Angle 18,ICEM CFD网格质量评判指标,negative volume！,网格划分软件初步,再看：ICEM结构网格划分理念,几何,拓扑,规则或不规则,四边形或六面体的拓扑结构,网格划分软件初步,O网格介绍,网格划分软件初步,网格划分软件初步,O网格两个变种,O型,C型,L型,网格划分软件初步,Note:int

21、ernal block has all internal(blue)edges and vertices,7 blocks in 3D,5 blocks in 2D,Select specific blocks or around face,edge,or vertex,为 O-grid选择块可以通过visible（可视）,all（全部）,part,around face（环绕面）,around edge（环绕边）,around vertex（环绕点）,2 corner method（对角点）选择,网格划分软件初步,O-grid 通过这个面,Half O-grid(C-grid),在创建O-g

22、rid过程中添加面O-grid“穿过”选定的块的面一般情况下,在“flat parts”“平坦部分”添加面增加一个面实际上等价于增加了面两侧的block块,使用例子管道末端对称平面,O-grid 通过这个面,网格划分软件初步,O型网格应用,网格划分软件初步,C型网格应用,等径圆柱相交,网格划分软件初步,网格划分软件初步,网格划分软件初步,L型网格应用,四分之一 O-grid(L-grid),三角形（三棱柱）,网格划分软件初步,网格划分软件初步,ICEM CFD学习方法,1.Refer to tutorialmanual,2.Refer to Simwe.马术教室，魔法教室 forcfd 123456,3.熟悉常见几何的分块策略，多练习,Thank You!,