ICEM万能网格方法介绍
经典：ICEM---网格划分原理
建块
×
关联
设置 节点数
× L-grid
12
原理示例_球壳
映射
M1 构造块 M2 关联点、线
映射
13
原理示例_圆柱
O-grid 建块方法
建块
点、线的关联
映射
原始建块方法
14
原理示例_球
L-grid方法
M1 M2
原始方法
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网格察看
网格察看方法： Premesh-> cut plane/scan plane
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ICEM网格的导出
网格输出到Ls-dyna中，要在Properties中对各种网格的属性进行设置。这点作者不常 用。这里仅给出最后输出网格的方法。
非结构（mesh）网格：（ls-dyna） 如果四面体网格，生成网格后选择File——〉Export Mesh，选
择求解器，solver选择Ls-dyna ， 不需要的网格通过选择none进行 屏蔽，比如，不需要壳网格shell elements 选择 none，点击apply 或ok。 如果是六面体网格，生成pre-mesh后，右键点击model tree——〉 Blocking——〉pre-mesh，选择 Convert to unstruct mesh；
-Edge Params/Mesh-(Part Mesh Setup+Surface Mesh Setup），并 Pre_Mesh （预网格） (model tree-Blocking-pre_mesh) 7.检查网格质量(Blocking-Pre_mesh Quality Histograms……)，适当改变关联，优 化网格质量（移动点Blocking- Move Vertex …… 、劈分线Blocking- Edit Edge ……）。（Determinant>0.2;angle>18 °;Warpage<45°） • 8.（统一块的方向索引，）按要求输出网格（在求解器中进一步的网格操作）。
ICEM网格划分原理
ICEM网格划分原理ICEM（Icem CFD）是一种用于流体力学计算的网格生成软件，广泛应用于航空航天、汽车、能源、船舶等领域。
ICEM网格划分原理主要包括松劲网格划分、结构化网格划分和非结构化网格划分三个部分。
下面将详细介绍这些原理。
1.松劲网格划分：松劲网格划分顾名思义是指网格的单元格可以灵活地重新排列和处理。
通常用于处理比较复杂的几何形状。
计算机先将几何形状映射到一个参数空间中，然后网格划分软件根据给定的规则生成初始网格。
网格可以通过细化和简化单元格来调整，以适应不同的模拟需求。
优点是可以对复杂几何形状进行灵活处理，但由于网格的复杂性，计算效率较低。
2.结构化网格划分：结构化网格划分是指网格按照一定的规律排列，形成规则的矩形或立方体结构。
这种网格划分方法适用于较简单的几何形状，如长方体或柱体。
结构化网格划分的原理是先将几何形状划分为一定数量的网格单元，然后再根据需求进行细分或剖分，以满足数值计算的精度要求。
结构化网格划分的优点是计算效率高，但对于复杂几何形状的处理能力有限。
3.非结构化网格划分：非结构化网格划分是指网格以不规则的三角形、四面体或多边形等形式排列，适用于包含复杂流动特性的几何形状。
非结构化网格划分的原理是先根据几何形状创建一个初始网格，然后利用边界层法、代数生成法、移动网格法等技术对网格单元进行优化和调整，以满足数值计算的要求。
非结构化网格划分的优点是适用范围广，可以处理复杂的几何形状和边界条件，但计算效率相对较低。
除了以上三种基本的网格划分方法，ICEM还提供了一系列的划分技术和工具，如自适应网格划分、边界层自动生成、网格加密等。
自适应网格划分是指在计算过程中根据流动场的变化，动态地调整网格分辨率和密度，以获得更准确的计算结果。
边界层自动生成是指根据流动特性和模拟条件自动生成边界层，以精确模拟边界层流动。
网格加密则是通过增加网格单元数量来提高计算精度，适用于需要高精度模拟的流动问题。
ICEM---网格划分原理
2021/8/6
28
2021/8/6
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分析块 ->模仿
1
块
网格
2
2D增 块补
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分析块
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结构网格的索引与合并->减少总块数，加速求解
关键：统一索引
y/ j
索引
空间
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索引 空间
x /i
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结构网格的索引与合并
ICEM中 块的合并
2021/8/6
三个块
实体
L_grid
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成块与实体：拓扑分析
实体 基本块
衍生块
2021/8/6
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几何分解_组合块
2021/8/6
20
几何分解_组合块
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此处复制的每块 的节点都是独立的， 要进行节点的合并
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构思块举例->找到最优块
2D
基
本
O-grid
块
C-grid（二分之一O-grid) L-grid(四分之一O-grrid)
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块-关联-设置节点数-网格
原理示例_2D（正三角形）
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建块
×
关联
设置 节点数
× L-grid
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原理示例_球壳
映射
M1 构造块 M2 关联点、线
2021/8/6
映射
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原理示例_圆柱
O-grid 建块方法
建块
点、线的关联
映射
原始建块方法
2021/8/6
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原理示例_球
L-grid方法
ICEM网格划法的学习总结
1、ICEM学习ICEM的模型树按照几何、块、网格，局部坐标和part几部分来显示。
在几何中点线面与块中的点线面叫法不同。
如下图所示：Body 在非结构化网格生成过程中，用于定义封闭的面构成的体，定义不同区域的网格。
Part是对几何与块的详细定义。
Part中既可以包含几何，又可以包含块。
可以点、线面、块、网格，但是一条线只存在于一个part中。
网格单元类型：1.网格生成方法：1、AutoBlock2、Patch Dependent3、Patch Independent4.Shrinkwrap壳、面生成网格的过程：2.Tolerance与颜色问题：导入ICEM中的模型首先要进行模型修复。
导入到ICEM中的几何模型要可能会出现三种颜色curve，红颜色的正常，黄色的为不连续的，蓝色的为重复的。
黄色的是单个面的边界（二维），红色的是两个面的交界线，蓝色的是三个/三个以上面相交的交线。
（出现蓝线是没有问题的，表明这个线是两个面以上的共线，只要不出现黄线就可以，黄线表示这儿有裂缝。
）黄线表示出现了洞，可能是面丢失了，造成蓝线的原因是有面体重叠了，你得删除多余的面体。
黄色的线表有孔或缝隙。
绿色的线直接删除。
白色的边和顶点：这些边位于不同的材料体间，它们和被关联的顶点将被映射到这些材料体中最贴近的CAD 表面，而且这些边上的顶点只能在表面内移动。
蓝色的边和顶点：这些边位于体内部。
它们的顶点也是蓝色的，可以在选择之前沿边拖拽。
绿色的边和顶点：这些边和关联的顶点是映射到曲线的，这些顶点只能在它所映射的曲线上移动。
红色的顶点：这些顶点是映射到指定的点的。
导入的模型必须是封闭的面，线是红色的。
自动生成翼型的网格。
3.equivalence将同一空间位置的重复节点消除（通常，消除ID好较大的节点，保留ID好较小的节点），只保留一个节点，一般与“Verify”配合使用，这种方法可通过任何FEM定义（单元的相关定义、MPC等式、载荷、边界条件等）、几何定义和组等实现。
ICEM_CFD_关于-网格编辑方法
– 对于突出物, Split Spanning Edges 保证体积 内部的节点
2020/5/25
ICEMCFD/AI*Environment 5.0
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网格修复
2020/5/25
Move Nodes: 移动节点 热键: m
– 选择节点并移动鼠标
• 映射到指定的位置的节点无法移动
ICEMCFD/AI*Environment 5.0
网格编辑
网格编辑
• 强大易于使用的网格编辑工具
– 操控网格 – 检查网格 – 改进网格质量
• 拥有自动和手动工具 • 编辑导入或创建的网格
2020/5/25
ICEMCFD/AI*Environment 5.0
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2020/5/25
检查网格
热键: Ctrl-d
?angle网格?aspectratio纵横比?skew歪斜?surfacedeviation曲面偏差?distortion扭曲?maxwarp最大歪曲?minedge最小边icemcfdaienvironment502012389控制质量直方图?在直方图左击选择相应直方条变成粉红色如果show被选中这些单元在显示窗口高亮显示??如果solid被选中这些单元显示为实体轮廓即使有其它单元以框架形式显示?可以选中多个直方条高亮显示一定质量范围的网格单元icemcfdaienvironment5020123810控制质量直方图?y轴拥有很大的刻度范围因为对其小的柱状体感兴趣使用replot按钮重新设置直方图的范围
• 映射到曲线/曲面的节点只能在曲线/曲面上移动
• 内部的体积点可以在屏幕确定的平面上移动
– Move nodes Type-move multiple 类型
ICEM网格划分原理
2021/10/10
5
认识界面
修 非构 非
改 结造 结
几 构块 构
何网
网
格
格
划
修
分
补
几何显示控制 块显示控制 part显示控制
2021/10/10
非结 结构 构网 网格 格输 输出 出
几何体视角控制
块的索引控制
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ANSYS ICEM CFD
2021/10/10
Autodyn中
网格的合并
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结构网格的索引与合并
2021/10/10
索引空间
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结构网格的索引与合并
2021/10/10
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详细操作步骤
• 1.准备几何模型（.X_T，.dwg等），建立工作文件夹（路径及文件名全英文）。 • 2.启动软件，定位工作路径（File-Change Working Directory）。 • 3.导入几何文件（File-Import Geometry）。
数值仿真
时 间 离 散 化 :时 变 偏 微 分 方 程 ->定 常 偏 微 分 方 程
属性参量 本构关系，状态方程，失效模式 动量守恒，质量守恒，能量守恒
......
有限差分法
空 间 离 散 化有 有 限 限 体 元 积 法 法:定常偏微分方程代数方程组
......
环境
物质 能量 信息
Quad Dominant
非结构体网格操作步骤
• 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）；
ICEM网格划分原理
• 5.关联点和线。 (Blocking-Associate……)
• 6.设置网格参量〔设置网格尺寸或设置Edge的节点数Blocking- Pre_Mesh Params -Edge Params/Mesh-(Part Mesh Setup+Surface Mesh Setup〕，并 Pre_Mesh 〔预网格〕 (model tree-Blocking-pre_mesh)
面 :劈 分 /合 并 ;
| 增加辅助面
具体操作流程
核心 流程
构思块+创建块 （经验+创造）
惟一捷径:长期不间断练习（恒心）
2构造块
4关联 点线面
6合并块 整理块
8网格后处理
1 导入 几何实体
3创建辅助点/线
5设置节点 生成网格
7输出网格
安心 + 急躁 + 恒心
块-关联-设置节点数-网格
原理例如_2D〔正三角形〕
构造方法自下而上:块的堆积块 : 劈 分 / 合 并 ; 删 除 ; 拉 伸 | 实 体 : 简 化
综合运用
旋 转 ;对 称 ;平 移
增加插值元素
O grid ;C grid ; L grid
点 :劈 分 /合 并 ;移 动 ;关 联 | 增 加 辅 助 点
线 :劈 分 ;关 联
| 增加辅助线
数值仿真
时 间 离 散 化 :时 变 偏 微 分 方 程 ->定 常 偏 微 分 方 程
属性参量 本构关系，状态方程，失效模式 动量守恒，质量守恒，能量守恒
......
有限差分法
空 间 离 散 化有 有 限 限 体 元 积 法 法:定常偏微分方程代数方程组
......
ICEM网格划分教程
課程內容大綱:壹、ICEM CFD產品介紹。
貳、DDN介面介紹。
一、Pipe-Junction Geometry。
二、Sphere-Cube Geometry。
參、Tetra（非結構化四面體）網格操作步驟。
一、Pipe-Junction Geometry。
二、Sphere-Cube Geometry。
肆、Prism（邊界薄層）網格操作步驟。
一、Pipe-Junction Geometry。
二、Sphere-Cube Geometry。
伍、Hexa（結構化六面體）網格操作步驟。
一、Pipe-Junction Geometry。
二、Sphere-Cube Geometry。
陸、練習壹、ICEM CFD產品介紹。
一、前言：網格的產生一直是計算流體力學（CFD）分析工程師一大困難，往往在先期的開發中，投入相當大的人力及時間在網格的建置，而一不良的網格往往影響後續計算的時間與收斂性的可否。
針對此一困境，本公司特別由美國（ICEMCFD）引進一套具強大功能的網格產生器，透過簡單的指令操作與極佳的輸出性，讓網格的產生在分秒必爭的工業競爭下，能夠迅速完成。
二、網格類型：ICEMCFD所支援的網格格式包含：六面體（Hexa）及四面體（Tetra）等兩種通用之網格，此外針對物體表面分佈層問題，特別加入了Prism正交性網格。
透過內部品質（Quality）的平滑性（Smooth）運算，能夠迅速產生良好之連續性格點。
三、支援軟體：ICEMCFD之套裝軟體為計算流體力學之網格前處理產生器，可提供搭配結合之計算程式，包含現下工業界常用專業分析軟體，如Ansys、CFD、CFX、Fluent、IDEAS、LS-DYNA、Nastran、PHOENICS、及STAR-CD等將近九十種之CFD軟體之網格。
此外，對產品先期開發上，ICEMCFD可直接接受CAD/CAM繪圖軟體Pre-E 所產生幾何外型之圖檔，另外，亦可接受如stl及igs等常用格式之圖檔，使設計與分析能有一貫性之介面接受度，減少開發上不同檔案的轉換。
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ICEM万能网格方法
众所周知，ICEM CFD以其强大的网格划分能力闻名于世，同其他类似网格划分软件一样，ICEM提供了结构网格和非结构网格划分功能。
结构网格质量一般较高，有利于提高数值分析精度，但是对于过于复杂的几何体，其缺点也是显而易见的：需要耗费大量人力思考块的划分方式，且经常造成局部网格质量偏低的局面。
而非结构网格因其快速、智能化划分方式获得了人们的青睐，但其网格形式一般呈四面体或三角形，不易于流动方向垂直，进而经常造成数值扩散。
那么有没有更好的网格划分方式，能够将结构网格和非结构网格的优点结合在一起，既能又快又好的生成网格、又提高计算精度呢？答案是肯定的。
CFD资料专营店老板在研究所搞数值计算多年，对于网格划分更是非常熟悉，在这里总结了ICEM CFD中两种核心技术----六面体核心网格和混合网格技术的使用方法，这两种办法可以说适用于所有复杂几何体，是万能的！希望能够为因几何结构过于复杂、苦于无法做出较高质量结构网格、却又不想使用非结构网格的同仁们提供新的思路，帮你们打通网格难关！
一、六面体核心网格技术
ICEM CFD中有一种新技术，即六面体核心网格技术，其原理是首先生成四面体网格，然后通过先进算法，将大部分区域内的四面体网格破碎、整合成六面体网格，只有在几何非常复杂或者边缘地带才会保留四面体网格。
这样生成的网格集合了四面体网格和六面体网格的优势，既节省时间；因为大部分区域是结构网格、完全可以与流
动方向垂直，因而能够保证计算精度。
除此之外，六面体核心网格还能在四面体网格的基础上减少约60%-80%的网格数量，非常有利于充分利用计算机资源，加快计算时间。
效果如图所示：
(图1)未使用六面体核心网格技术的网格截面
（图2）使用六面体核心网格技术后的网格截面
操作过程和过程讲解请见文件夹“六面体核心网格范例1”及“六面体核心网格范例2”。
二、混合网格技术
对于一些工程或学术问题，几何具有如下特征：部分区域非常规则、简单，适合使用结构网格划分；另外的区域几何形状很复杂，使用非结构网格划分更容易。
比如下面两个几何：
这两个几何的就非常适用于混合网格进行分区划分---原理就是建立辅助面（即interface交界面），将几何划分成不同的区域，然后分别在各个区域使用结构化或非结构化网格，最后将各个部分的网格节点对齐。
详细过程请见文件夹“混合网格范例”。