扫描截面: 利用这项功能,用户可以选择显示一个模型的内部或者外部边界的平面网格。如果这个网格还没有生成,hexa 将在扫描界面控制窗口显示之前首先计算网格。在一个网格受到几何或者是其他法则的限制时,此功能可以用来检查内部体网格的质量。
映射选项:当块操作完成而且用户想要重新计算网格时,可以有各种映射选择,通过在块(目录树)下右键单击预生成网格 (pre-mesh) 得到,分为:无映射,顶点映射、边映射和平面映射。如果是在网格划分过程的开始阶段或者是想快速预览网格,无映射选项将是可取的。如果模型完成后而且准备要输出到求解器,这时,边映射和面映射通常分别应用到二维和三维模型中。
VORFN:VORFN 组是一个部分,它是默认就存在的,尤其在用户想要删除某个区域时比较有用。为了输出而删除一个块等价于将这个块定义在部分列表 VORFN 里,只有在树型目录里被激活的边才可以被输出。
Blanking(透视):在块的编号变的十分混乱的时候,需要进行这项操作选择某些块是否透视。
O型网格的重要特征:生成垂直于物体边界的正交网格线;O型网格生成是完全自动化的,用户选择能容易地选择块,在所选块的内部或者外部生成O型网格,可以被完全包含在选择的区域内,也可以通过选择块的某些面;O型网格生成后尺寸的再定义:当一个O型网格生成后,它的尺寸是由 Blocking>O-grid 参数菜单下的因子确定的,用户可以利用 Blocking>Re-scale O-grid 中的选项修改O型网格的尺寸。如果这个值小于 1,得到的O型网格将比初始的小,同理,大于 1 的值将得到较大的O型网格。
平滑技术:在 ICEM CFD Hexa 中,拓扑块和网格都可以进行平滑来提高一个区域或者整个模型的全部块和网格的质量。在网格生成之前可以平滑拓扑块以改进它的形状。这个技术减少了修改拓扑块模型所需的时间。在进行拓扑块的平滑时几何构成和它所关联的平面、边、顶点全部被固定。在拓扑块的平滑完成,设置边的划分参数后,用户就可以对网格进行平滑。 平滑的准则:
Determinant(行列式):通过在影射和几何的限制下移动节点来试图提高单元的行列式值。
Laplace(拉普拉斯):通过移动节点最小化网格线的突变。
Warp(弯曲度):这种方法是基于修改两个单元之间差的角。
quality(质量):和行列式准则一样,质量准则通过重新配置受几何和影射限制的节点来提高单元的内角。
Orthogonality(正交性):以提供模型边界正交网格线为目的。
Skewss(倾斜度):体和表面的倾斜度定义是不同的。对于一个体单元,这个值是通过计算所有的相邻面的法线得到的,获得的最大值标准化,所以 0 表示正交的面而 1 表示平行的面。对于表面单元,是通过首先计算面的短对角线与张对角线之比,然后减 1 获得倾斜度, 0 表示完全的矩形,1 表示最大的倾斜度。
细化与粗化:在 Meshing >Refinement, 找到细化功能菜单,可以获得一个更细密或者更粗化的结果。细化和粗化可以被用来同步地在三个方向或者只在一个方向上进行。
细化:细化功能针对可以识别匹配块边界非正形投影节点的求解器,在高梯度的关键区域最小化模型尺寸达到合适的网格定义。
粗化:在流动特性对模型网格定义要求比较低时,粗化网格适合来包容模型尺寸。
命令流:通过 File > Replay 菜单的命令流功能可以很容易地解决几何模型参数改变的问题。长度、宽度和高度等详细的几何特征改变都归于参数的变化,尽管如此,这些改变并不影响拓扑块,因此,命令流功能可以自动为参数改变的几何体生成一个相似的块模型。
生成一个命令流文件:生成一个命令流文件首先要激活记录生成初始拓扑块模型的命令流的功能。就像上面提到的这个功能可以通过 File > Replay 调用。所有划分网格过程中的命令都被记录下来,包括块操作、网格尺寸的定义、边的划分、边界条件的设定和最终网格的生成。
接下来的第二步是改变几何体的参数,然后在变化后的几何上应用已经记录的命令流,从这时候开始所有的网格生成过程的命令将被自动执行。
命令流的优点:应用命令流,用户可以分析更多的几何变量,以此获得更多关键参数的信息,也可以在工程任务时间内得到最佳的设计方案。
周期(Periodicity):在 ICEM CFD Hexa 中允许定义周期。周期节点定义的功能可以在 Blocking > Periodic nodes 中调用,在分析旋转机械的应用中具有重要作用。典型地,用户可以只为旋转部件中的一部分建立模型,也可以是对称部件,以此最小化模型尺寸。通过定义进口和出口边界之间的周期关系,在模型中加入特定的说明——进入一个边界的流动参数必须统一于流出一个边界的流动参数。 周期关系的使用:周期关系应用于块的面,保证了在第一个边界的节点有两个和第二个边界上对应节点同样的坐标。用户被提示顺序选择两个面对应的顶点,当流动边界上所有对应的顶点都选择后,在边界之间的完整的周期关系就设定好的。
ANSYS ICEM CFD 的工程及其包含文件:ICEM CFD 在打开或者创建一个工程时,总是读入一个扩展名为 prj(project)的文件,即工程文件,其中包含了该工程的基本信息,包括工程状态及相关子文件的信息。一个工程的可能包含的子文件如下(以 “name” 代表文件名):
name.tin(tetin)文件:几何模型文件,在其中可以包含网格尺寸定义的信息;
name.blk(blocking)文件:六面体网格拓扑块文件;
name.fbc,Boundary conditions文件,包含边界条件;
name.atr,Attributes文件,包含属性、局部参数及单元信息;
name.par,Parameters文件,包含有模型参数以及单元类型信息;
domain.n 文件:结构六面体网格分区文件,n 表示分区序号;
name.uns(unstructured)文件:非结构网格文件;
multi-block 文件:结构六面体网格文件,包含各个分区的链接信息,在输出网格用它来链接各个网格分区文件。
name.jrf 文件:操作过程的记录文件,但不同于命令记录。
family.boco(boundary condition)、boco 和 name.fbc 文件:边界条件文件;
family_topo 和 top_mulcad_out.top 文件:结构六面体网格的拓扑定义文件。
name.rpl(replay)文件:命令流文件。记录 ANSYS ICEM CFD 的操作命令码,可以通过修改或编写后导入软件,自动执行相应的操作命令。对于已经划分网格的模型,当其几何参数发生改变,而几何元素的名称及所属的族名称没有发生变化,就可以通过读入命令流文件重新执行所有命令,从而很方便的再生成网格,利用这个功能通过记录一个模型网格划分的命令流而建立这类模型的操作模块将会节省大量时间(前提是这一类的模型在几何形状上不能有太大的差别,因为并不能保证同一种拓扑分块方案会适合所有仅仅是 “貌似” 的模型)。
因为在创建Surface和分割Surface的过程中会产生重合的Curve,会对生成网格有影响,因此在面相关操作前先将所有的Curve和Point删掉,然后根据几何模型的拓扑结构重新生成,而且生成的Curve和Point会被自动放进所在Surface的Part.
将ICEM CFD网格导入Fluent,生成CFD边界条件的2种方法:
迄今为止,作者总共摸索出了2种在ICEM CFD中生成CFD边界条件生成CFD边界条件的方法。在介绍之前,先说明2个基本提示:(1)ICEM输出的mesh文件只是包含了节点坐标、节点之间的连接信息以组成网格和表面(faces)、所有表面的区域类型(zonetype)和数量,并不包含几何信息;(2)mesh 文件导入后Fluent后,Fluent 自动将体单元组的内部单元和表面分成2组,体单元1个组,面单元1个组。下面继续介绍两种方法。
- 导入几何模型后,在右上角树状图中右键点击Parts,选择Creat Part项,选择对应于边界条件的面,定义一个Part,有n个边界条件面,就定义n-1个Part,生成网格后各个part就对应于边界网格面,最后一个边界条件面Fluent 会自动生成。这种方法要求在划分网格之前下定义后边界对应面Part,要是忘了怎么办呢?没关系还有第二种方法。
- 导入几何模型后,定义网格参数,划分网格,然后再来定义边界面网格。根据提示,mesh文件值输出网格信息,没有几何信息。在划分好网格后,我们可以手动选择对应的边界网格,并将其定义为Part,这样输出导入Fluent后就会保留在ICEM CFD中定义的Part。定义网格Part的方法与方法一相同,需要提示大家的是“Select geometry"工具默认显示几何模型选择界面,需要先点击最后一个图框代表的'Toggle mesh tools',转化到“Select mesh elements”界面才能选择网格,通过圆圈或者方框选项手动选择边界网格,建立对应的Part即可。这种方法的缺点是选起来比较多比较累。
edge和vertex颜色代表意义
淡蓝色edge表示edge未与几何元素关联,绿色edge表示edge与curvers关联了,黑色edge表示edge与surface关联了;淡蓝色vertex表示vertex未与几何元素关联,绿色vertex表示vertex与curvers关联了,红色vertex表示vertex与point关联了,黑色vertex表示vertex与surface关联了。