ICEM 基础学习
icem相关知识点
ICEM相关知识点什么是ICEMICEM（Integrated Computer Engineering and Manufacturing）是一种计算机辅助工程和制造软件。
它是由Ansys公司开发的一套全球领先的CAE（Computer-Aided Engineering）软件，广泛应用于航空航天、汽车、工业设备等领域的产品设计和开发过程中。
ICEM的应用领域ICEM主要应用于以下几个领域：1.航空航天工程：ICEM能够辅助设计和优化飞机、卫星、火箭等航空航天器的结构。
它可以进行复杂的流体力学和热力学分析，帮助工程师确定最佳的材料和构造，提高产品性能。
2.汽车工程：ICEM在汽车设计和制造过程中起着重要的作用。
它可以帮助工程师进行车辆的结构优化和碰撞仿真，提高汽车的安全性能和燃油效率。
3.工业设备工程：ICEM还可以用于设计和优化各种工业设备，如液压机械、化工设备等。
它可以进行材料强度和疲劳分析，提高设备的使用寿命和可靠性。
ICEM的功能和特点ICEM具有以下几个重要的功能和特点：1.几何建模：ICEM可以进行复杂几何模型的建立和编辑。
它支持多种几何构造，如曲线、曲面和体积，可以方便地创建复杂的产品模型。
2.网格划分：ICEM可以将几何模型划分成小的网格单元，以便进行后续的数值分析。
它支持多种网格划分算法，可以根据分析的要求进行不同程度的细化。
3.数值分析：ICEM可以对划分好的网格进行数值分析。
它支持多种物理模拟，如结构力学、流体力学和热力学等，可以帮助工程师进行产品性能的评估和优化。
4.后处理：ICEM可以对数值分析结果进行后处理和可视化。
它能够生成各种图表和动画，帮助工程师直观地了解产品的性能和行为。
ICEM的学习和应用要学习和应用ICEM，可以按照以下步骤进行：1.学习几何建模：首先，需要学习ICEM的几何建模功能。
可以通过阅读官方文档、参加培训课程或在线教程来掌握几何建模的基本操作和技巧。
ICEM 基础学习ppt课件
几何图形定义
创建几何图形
在CAD系统中：如Pro/E，UG，CATIA，Solidworks 在DDN中 对于简单的几何图形可以用ICEM CFD图形用户界
面快速创建
读入几何图形
IGES，VDA等读入到DDN（或者你自己的CAD系 统）
triangulated surfaces (STL, mesh) into ICEM CFD GUI • 可以提取曲面、曲线和点
整理几何图形
洞，缝隙
ICEMCFD介绍 16
2020年1月9日星期四
西北工业大学
模型的设定
将实体分配到几何图形数据 库：点、曲线、表面
成组的实体分配到族中
分配网格尺寸
全局的 在个别实体上
定义体
材料点
处理平台： ICEM CFD GUI 直接CAD界面
结果：Tetin文件
ICEMCFD介绍 17
2020年1月9日星期四
西北工业大学
Tetin File
ICEM自己的几何图形文件 包含了几何图形和网格参数 由下面几种程序写入：
ICEM CFD图形用户界面 直接CAD界面 DDN网格器界面
输入到Tetra，Hexa，Global和AutoHexa模块中
ICEM CFD智能化的处理方法使CAD与 CAE分析的集成发生了彻底变革。边界条 件和网格尺寸可在CAD环境中设定。在对 设计进行修正时，此类信息可保留下来 ，这样参数化建模就变得十分简单
ICEMCFD介绍 5
2020年1月9日星期四
西北工业大学
ICEM CFD 产品功能
几何模型工具 网格生成 专用模块 后处理 网格优化与自适应
ICEM入门教程
ICEM入门教程ICEM是一种用于三维几何建模和网格生成的软件工具，被广泛应用于流体力学和结构分析等领域。
本教程将介绍ICEM的基础知识和操作技巧，帮助读者快速入门。
一、ICEM的界面和基本操作1.启动ICEM后，会显示出主界面。
主界面由菜单栏、工具栏、工具箱和3D图形窗口组成。
2.菜单栏包含了所有的命令选项，工具栏提供了一些常用命令的快捷方式，工具箱包含了各种网格生成工具。
1.可以通过菜单栏的“文件-导入”命令将几何模型导入到ICEM中。
支持的导入格式包括STL、STEP和IGES等。
3.使用选择工具可以选择几何体的边、面和体。
选择后，可以进行操作，如移动、旋转、缩放或删除。
三、网格生成的基本步骤1.网格生成的第一步是创建一个空的网格。
可以通过菜单栏的“几何-新建”命令创建一个新的几何体。
2.创建几何体后，可以使用绘图工具创建网格。
在创建网格之前，可以设置网格的边界条件和约束条件。
3.使用边界条件工具可以定义网格的边界条件，如壁面、进口和出口等。
约束条件工具可以定义网格的约束条件，如网格密度和网格尺寸等。
4.在设置完边界条件和约束条件后，可以使用生成工具生成网格。
生成工具会根据边界条件和约束条件自动生成网格。
5.生成网格后，可以使用检查工具检查网格的质量。
质量低的网格可能会影响数值计算的准确性，需要进行调整或修复。
6.调整或修复网格后，可以输出网格文件。
输出格式可以是CGNS、FLUENT或ANSYS等。
四、ICEM的进阶技巧2.使用网格生成辅助工具可以更高效地生成网格，如等间距法、背景网格法和缝合法等。
3.使用ICEM提供的优化工具可以优化网格的质量和结构，以提高数值计算的准确性和效率。
4.在处理大型模型时，可以使用ICEM的并行处理功能，以提高处理速度和效率。
5.学习和掌握ICEM的宏命令和脚本语言可以自动化网格生成过程，提高工作效率。
五、常见问题解决方法1.如果导入的几何模型存在错误，可以使用修复工具进行修复。
ICEM 基础学习
旋转
中键：
平移
右键：
缩放（上下移动）/ 2-D旋转（向一旁拖拉）
选择模式（点击）
左键：
选择（点击并拖拉实现框选）
中键：
完成操作
右键
取消选择
可以改变鼠标的捆绑方式
File > Options > Mouse bindings
在使用选择模式时，按F9捆绑到动态模式，再按一 次，返回到选择模式。
ICEM CFD GUI
主菜单
文件 几何图形 网格 编辑网格 输出
处理过程
一般说来，处理过程是在主菜单中从左至右进 行的
文件菜单
文件和工程管理 几何图形的输入和输出 环境的设定 Misc. utilities and tools
几何图形菜单
使用DDN工具 CAD修复 表面，曲线，点等的处理
网格划分概念
网格划分概念
单元类型 网格类型
单元类型
网格生成的过程就是用节点连成的单元填充 区域的过程
零维：节点
一维：线段
二维：三角形和四边形
三维：四面体，六面体，棱柱，金字塔
为什么使用四面体单元？
优点：
可以自动生成 适用于复杂外形 在解的基础上适应网格
缺点：
填充体积效率不高 • 每一个节点属于更多的单元 • 各向同性细化（对于边界层来说不是很好）
ICEM CFD Visual3
后处理
网格优化与自适应
独特的自适应网格自动划分模块。可 对非结构化四面体网格或四面体与棱柱体 网格的混合网格进行网格自适应调整，可 用于激波的捕捉和分离流位置的确定。
ICEM CFD环境
处理步骤
几何图形的定义 模型的设定 网格的生成 网格编辑（光滑，等） 翻译为分析代码
icem基础学习资料
构思块举例
优化网格质量：少+饱满
构思块举例
2D网格1
M1 M2
2D网格2
M1
M2
O-grid
2D网格3
M1
M2
3D网格_正四面体
L-grid一步即可
3D网格2
自下而上（堆积）建块
3D网格3_管道
3D网格4 ->等效模型特征，抽象块
分析块 ->模仿
1
块
2
网格
2D增 块补
分析块
结构网格的索引与合并->减少总块数，加速求解
认识非结构网格
网格单元 2D：三角形 四边形 3D：四面体 五面体 六面体 三棱柱
自动化程度高，能应对复杂的几何体
非结构面网格操作步骤
• 设定线面网格参数值（局部设置为准）；
Global Mesh Setup : 全局参数和方法设定 Patch Dependent : 能较好捕捉细节 Part Mesh Setup : 局部参数设定 Surface Mesh Setup : 面参数设定 Curve Mesh Setup : 线参数设定
认识界面
修 改 几 何 非 构 结 造 构 块 网 格 划 分 非 结 构 网 格 修 补 非 结 构 网 格 输 出 结 构 网 格 输 出
几何体视角控制 几何显示控制 块显示控制 块的索引控制
part显示控制
ANSYS ICEM CFD
非结构网格（Mesh）
划分步骤
设置参数 选择方法 自动划分 大多需网格修补
关键：统一索引
y/ j
索引 空间
索引 空间
x/i
结构网格的索引与合并
ICEM中 块的合并
ICEM_CFD基础入门教程操作界面中文
ICEM_CFD基础入门教程操作界面中文ICEM_CFD是一款常用的计算流体力学（CFD）前处理软件，它可以用来进行几何建模、网格生成以及网格质量改进等操作。
本教程将介绍ICEM_CFD软件的基础入门操作界面，并详细说明其主要功能和使用方法。
1.工作窗口：-图层窗口：用于管理不同的几何元素和网格单元。
可以将几何模型和网格分别分配到不同的图层中，便于管理和操作。
2.工具栏：-文件操作：包括新建、打开、保存和导出等文件操作。
-网格操作：包括网格划分、网格改进、网格质量检查和网格参数设置等操作。
-显示选项：可以选择显示几何模型、网格和图层等，方便用户对模型进行观察和分析。
-操作模式：设置不同的操作模式，如选择模式、移动模式、旋转模式和缩放模式等，方便用户进行几何模型和网格的操作和调整。
3.属性窗口：-几何模型属性：可以设置几何模型的名称、颜色和透明度等属性。
-网格生成属性：可以设置网格单元类型、边界条件和网格参数等属性。
-网格质量属性：可以设置网格质量检查和改进的参数和标准。
-显示属性：可以设置几何模型和网格的显示方式、颜色和透明度等属性。
4.建模流程：在ICEM_CFD中，进行建模和网格生成的一般流程如下：-导入CAD几何模型：可以通过导入现有的CAD几何模型文件，如STEP、IGES或者CATIA等文件格式，或者直接在ICEM_CFD中手动创建几何模型。
-网格划分：在几何模型的基础上进行网格划分，可以使用不同的网格划分算法和参数设置，生成合适的网格。
-网格改进：对生成的网格进行质量检查和改进，可以使用网格质量检查工具来查看和修复网格质量问题，并采用网格平滑和网格形变等操作来改进网格质量。
-边界条件设置：在网格上设置边界条件，包括流动边界条件、壁面边界条件和入出口边界条件等。
- 导出网格：将生成的网格导出为适用于CFD计算的文件格式，如ANSYS Fluent、OpenFOAM等格式。
通过上述步骤，可以完成几何建模和网格生成的基本操作和流程。
ICEM 基础学习PPT
洞，缝隙
ICEMCFD介绍 16
2020年3月25日星期三
西北工业大学
模型的设定
将实体分配到几何图形数据 库：点、曲线、表面
成组的实体分配到族中
分配网格尺寸
全局的 在个别实体上
定义体
材料点
处理平台： ICEM CFD GUI 直接CAD界面
结果：Tetin文件
ICEMCFD介绍 17
ICEM CFD的Upput工具可以从其它程序，如：ANSYS划分的表面网格 中提取出点和线的信息，然后根据这些点和线来进行网格划分。
ICEMCFD介绍 7
2020年3月25日星期三
西北工业大学
网格生成
•结构化网格
Hexa 六面体 P-cube P立方
•非结构化网格 六面体 四面体 棱柱体 四、六面体混合
ICEMCFD介绍 13
2020年3月25日星期三
西北工业大学
ICEM CFD环境
ICEMCFD介绍 14
2020年3月25日星期三
西北工业大学
处理步骤
几何图形的定义 模型的设定 网格的生成 网格编辑（光滑，等） 翻译为分析代码
ICEMCFD介绍 15
2020年3月25日星期三
西北工业大学
几何图形定义
创建几何图形
在CAD系统中：如Pro/E，UG，CATIA，Solidworks 在DDN中 对于简单的几何图形可以用ICEM CFD图形用户界
面快速创建
读入几何图形
IGES，VDA等读入到DDN（或者你自己的CAD系 统）
triangulated surfaces (STL, mesh) into ICEM CFD GUI • 可以提取曲面、曲线和点
ICEM入门教程(基础部分整理)
ICEMCFD /AI*Environment 特性?
几何 创建/修复/简化 强大的网格工具 – – – 从CAD模型、带网格的CAD模型、网格模型生成四面体网格 面网格, patch 依赖, patch 不依赖, 射, 结构/非结构 六面体网格雕塑, 非结构, 结构, 四边形网格拉伸 映
•
网格编辑
– – – – –
2013-8-17
CFD FEA FSI (CFD + FEA) CFX Workbench
5
不同应用
• FEA 版本
– 前后处理包括加载, 约束和属性标签栏, 与 FEA 求解器例如ANSYS, ABAQUS, LS-DYNA 和NASTRAN协同工作.
• CFD 版本
– 前后处理但不包括加载, 约束和属性标签栏，包含棱柱网格生成工具. 为100多种 CFD求解器输出网格 .
•
• • •
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
六面体网格雕塑 非结构/结构
边界条件 输出支持100多种求解器 后处理
•
… 其它…
2013-8-17 8
广泛的 CAD 支持
• 三维实体
– – – – – IGES ACIS Parasolid DWG/DXF GEMS
SolidWorks
Pro/Engineer
• 小平面（三角面）数据
.prj
• 主要文件类型:
– Tetin 文件(.tin) – 几何及网 格参数 – Domain 文件(.uns) – 网格文件 – Attribute 文件(.fbc) – 网格参数 和边界 – Parameter 文件(.par) – 参数
2013-8-17 28
.tin
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ICEMCFD介绍 18
2012年9月25日星期二
西北工业大学
网格生成和编辑
区域文件由网格模块输出
ICEM格式网格 从网格模块输出
在ICEM CFD图形用户界面中提高网格质量
光滑 手工编辑
ICEMCFD介绍 19
2012年9月25日星期二
西北工业大学
处理过程综述
ICEMCFD介绍 20
整理几何图形
洞，缝隙
西北工业大学
ICEMCFD介绍 16
2012年9月25日星期二
模型的设定
将实体分配到几何图形数据 库：点、曲线、表面
成组的实体分配到族中
分配网格尺寸
全局的 在个别实体上
处理平台： ICEM CFD GUI 直接CAD界面 结果：Tetin文件
定义体
材料点
几何模型工具 网格生成 专用模块 后处理 网格优化与自适应
ICEMCFD介绍 6
2012年9月25日星期二
西北工业大学
几何模型工具
ICEM CFD通过几何模型工具得到要划分网格的几何模型。有三种方 式： •标准接口 ICEM CFD中有专用的CAD工具ICEM DDN，既可建立几何模型，又能处 理多种格式的几何模型，如：IGES, DXF, VDAFS, SET, Pro-STEP以及点 数据等等。 •直接CAD接口 ICEM CFD 直接CAD接口是作为CAD系统的插件，在用户的CAD系统中 运行。用户可在自己的CAD系统中进行ICEM CFD的网格划分操作，如：用 户可在CAD中选择面、线并分配网格大小属性等等，网格设定以及ICEM CFD的相关定义可储存在CAD的原始数据库中，这样用户在对几何模型进 行修改时也不会丢失相关的ICEM CFD设定信息。 •非结构表面数据输入 ICEM CFD的Upput工具可以从其它程序，如：ANSYS划分的表面网格 中提取出点和线的信息，然后根据这些点和线来进行网格划分。
西北工业大学
网格编辑器示例
球、立方体例子
ICEMCFD介绍 35
2012年9月25日星期二
西北工业大学
开始ICEM CFD
在开始菜单，桌面图标或者（在工作目录的）命令行进 入主程序 选择已有工程或者新建工程 在已有的tetin文件中选择 从已有的区域文件中选择
ICEMCFD介绍 36
? -l在消息窗口中列出所有热键功能 a - 所有实体 v - 可见实体 b -空白的实体 x -退出操作 m- 捆绑选择模式(entirely/partially within) p - 多边形选择 l - flood fill f - 在某一族中 c - with a color
ICEMCFD介绍 25 2012年9月25日星期二
介
绍
ICEMCFD介绍 1
2012年9月25日星期二
西北工业大学
提纲
简介 ICEM CFD 产品功能 ICEM CFD环境 网格划分概念 网格编辑器示例 ICEM CFD应用 Cart3D简介
ICEMCFD介绍 2
2012年9月25日星期二
西北工业大学
ICEM CFD就是一个高度智能化的工程 数值计算CFD软件包，其强大的网格划分 功能可满足CFD对网格划分的严格要求： 边界层网格自动加密、流场变化大的区域 网格局部加密、网格自适应（可用于激波 捕捉、分离流模拟等）、高质量的六面体 网格（可提高计算速度和精度）、复杂外 形空间的四、六面体混合网格……
ICEMCFD介绍 17
2012年9月25日星期二
西北工业大学
Tetin File
ICEM自己的几何图形文件 包含了几何图形和网格参数 由下面几种程序写入：
ICEM CFD图形用户界面 直接CAD界面 DDN网格器界面
输入到Tetra，Hexa，Global和AutoHexa模块中
西北工业大学
ICEMCFD介绍 30
2012年9月25日星期二
混合单元网格
棱柱层
为四面体网格提高边界层的 分辨力
六面体和四面体区域由金字 塔层连接
ICEMCFD介绍 31
2012年9月25日星期二
西北工业大学
网格类型——非结构
对于所有类型的网格，解点位置由物理坐标确定
• (X, Y, Z), (R, theta, Z)等等.
ICEMCFD介绍 10
2012年9月25日星期二
西北工业大学
后处理
•ICEM CFD Visual3 用于稳态、瞬态，结构化、非结构化、混合 网格计算结果的后处理； 丰富的可视化工具使结果显示更直观、更生 动； 主要功能有：等值线、矢量、网格、扭曲、 流线、切面、等值面、XY 图、函数计算、实验数 据比较、注释、动画等等； ICEM CFD Visual3为CAD几何模型、ICEM CFD 计算网格以及流场计算结果提供了集成环境。
ICEMCFD介绍 3
2012年9月25日星期二
西北工业大学
ICEM CFD的网格生成工具可集成在 CAD的核心中。因此CAD软件中的参数化 几何造型工具可与ICEM CFD中的网格生 成、后处理以及网格优化等模块直接联 接，大大缩短了生成网格的时间。
ICEMCFD介绍 4
2012年9月25日星期二
ICEMCFD介绍 22
2012年9月25日星期二
西北工业大学
ICEM CFD在线帮助
所有的文档都是在线的 如果需要的话，用户可以从浏览器中打印相关章节
ICEMCFD介绍 23
2012年9月25日星期二
西北工业大学
鼠标的使用
动态模式（点击和拖放）
左键： 中键： 右键： 旋转 平移 缩放（上下移动）/ 2-D旋转（向一旁拖拉） 选择（点击并拖拉实现框选） 完成操作 取消选择
ICEMCFD介绍 28
2012年9月25日星期二
西北工业大学
为什么使用四面体单元？
优点：
可以自动生成 适用于复杂外形 在解的基础上适应网格
缺点：
填充体积效率不高 • 每一个节点属于更多的单元 • 各向同性细化（对于边界层来说不是很好） 与六面体网格相比一般质量较差（内角）
西北工业大学
ICEM CFD智能化的处理方法使CAD与 CAE分析的集成发生了彻底变革。边界条 件和网格尺寸可在CAD环境中设定。在对 设计进行修正时，此类信息可保留下来 ，这样参数化建模就变得十分简单
ICEMCFD介绍 5
2012年9月25日星期二
西北工业大学
ICEM CFD 产品功能
2012年9月25日星期二
西北工业大学
网格类型——多块结构
多块
hex elements are locally structured into grid blocks 由许多网格块填充的体 提高了几何图形的灵活性 提高网格质量
所有类型都可以写为非结构的
ICEMCFD介绍 34
2012年9月25日星期二
非结构性
节点不是按顺序保存 常用的单元是四面体 分析代码通过结点数来查找节点
ICEMCFD介绍 32
20
结构性
六面体单元规则的排列 节点根据下标来查找：x(i,j), y(i,j) 网格块被扭曲来适应几何图形（体适应）
ICEMCFD介绍 33
2012年9月25日星期二
西北工业大学
几何图形菜单
使用DDN工具 CAD修复 表面，曲线，点等的处理
创建，删除，修改，网格参数，改变族
ICEMCFD介绍 41
2012年9月25日星期二
西北工业大学
网格划分概念
ICEMCFD介绍 26
2012年9月25日星期二
西北工业大学
网格划分概念
单元类型 网格类型
ICEMCFD介绍 27
2012年9月25日星期二
西北工业大学
单元类型
网格生成的过程就是用节点连成的单元填充 区域的过程
零维：节点 一维：线段 二维：三角形和四边形 三维：四面体，六面体，棱柱，金字塔
2012年9月25日星期二
西北工业大学
ICEM CFD图形用户界面（网格编辑器 ）
主菜单 GUI控制 显示控制 显示区域 消息窗口
ICEMCFD介绍 37
2012年9月25日星期二
西北工业大学
ICEM CFD GUI
主菜单
文件 几何图形 网格 编辑网格 输出
ICEMCFD介绍 38
2012年9月25日星期二
西北工业大学
处理过程
一般说来，处理过程是在主菜单中从左至右进 行的
ICEMCFD介绍 39
2012年9月25日星期二
西北工业大学
文件菜单
文件和工程管理 几何图形的输入和输出 环境的设定 Misc. utilities and tools
ICEMCFD介绍 40
非结构
Cartesian 表面网格 自动六面体
AUTOHEXA ICEPak
ICEMCFD介绍 9
2012年9月25日星期二
西北工业大学
9
专用模块
•IC3M：内燃机汽缸内流动分网工具 •Aeroblock：汽车风洞自动分网工具 •ICEM CFD Comak：生成参数化几何模型 •Duct_modeler：进排气管道网格自动生成模块 •Passenger Cabin：客舱通风参数化模块 •UH3D：汽车发动机冷却分析专业模块 •Register：空调出风口流动分析（格栅运动）模块 •Cart3D: 空气动力学分析专业模块 •Optimesh：网格优化（自适应网格）