icem-cfd 四面体网格模块tetra介绍
门主ICEM非结构网格1--四面体网格
四面体网格生成一般流程1、建立body2、Global Mesh Setup（全局网格设定）●全局网格尺寸●体网格尺寸：设定体网格类型及生成方法3、Mesh Size for Parts（Part网格尺寸设定）4、Surface Mesh Setup(面网格尺寸设定)5、Curve Mesh Parameters（曲线网格参数设定）6、Create Mesh Density（设定网格加密区）7、Compute Mesh（计算生成网格）8、Smooth Mesh Globally（网格光顺）9、检查网格质量示例1、运动体倾斜入水几何模型如下图所示步骤1建立body选择介于运动体与大圆柱之间屏幕的任意两个位置，单击中键确定。
（说明：在想要生成非结构网格的计算域建立Body，ICEM会根据这个点搜索包围它的最小闭合区域作为一个计算域。
）步骤2 定义全局网格尺寸本例中定义为32（说明：1、最大网格尺寸最好取值为2的指数幂（帮助文档建议）2、实际网格生成的最大尺寸等于Scale factor与Max element的乘积）步骤3 定义网格类型及生成方法选择网格类型Tetra/Mixed,生成方法为Robust(Octree)。
(说明:1、Tetra/Mixed默认情况下生成四面体网格，通过设定可以创建三棱柱边界层网格（Prism）,也可以生成以六面体为主的体网格（Hexcore）2、Robust(Octree)方法使用八叉树方法生成四面体网格，是一种自上而下的网格生成方法，即先生成体网格，后生成面网格。
一般保持默认。
）步骤4 定义Part网格尺寸本例中将弹体表面分别定义为三个part，最大网格尺寸分别定义为2、2、1。
（说明；由于本例中Part所定义的内容即为面，所以省略下一步的“表面网格设定”）步骤．．5 ．建立加密区．．．．．本例中运动体尾部和头部X方向坐标分别为160、200，半径为4，要对运动体周围进行加密。
ICEM-CFD 四面体网格模块tetra介绍
z 运行Tetra网格器 z 运行Cutter
z 运行Smoother z 运行Coarsener
从ICEM CFD GUI中运行， 网格菜单
Tetra 11
2 July 2008
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Tetra处理每个节点需要更多的 计算时间
Tetra 25
2 July 2008
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ICEM CFD四面体网 格模块Tetra介绍
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Tetra程序综述
z 运行Tetra网格器
−产生未切割的区域
z 运行Cutter
−从材料点处实现填充（ flood fill）
−产生切割区域
z 运行Smoother z 运行Coarsener
单独执行，可以交互模式 或批处理模式运行
Tetra 9
2 July 2008
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Tetra 19
2 July 2008
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机翼例子：网格参数
z 细化
− integer, number of cells in 360 degrees of an arc
Tetra 12
2 July 2008
第四节 ICEM-四面体网格
Inventory #002277
9/9/05
ANSYS ICEMCFD V10
C1-16
Natural Size – 网格细分
Refinement
– 沿圆上布置的网格数量 – 避免网格细分达到global minimum 这会造成网格数 量极其大
– 沿圆布置的网格数量达到 设定值后即停止增长 Prescribed size Natural size
Inventory #002277
9/9/05
ANSYS ICEMCFD V10
C1-21
从几何和部分表面网格生成网格
From Geometry and Surface Mesh
– 部分几何表面是三角形网格 – Octree 划分新网格，并于原部分 网格一致 – 可以在两个模型的公用界面保持 网格不变，两模型单独划分 – 可以对不修改的几何保持不变， 其他更改几何部分重新网格划分 – 选项: 同 From geometry 一样 • 需要选择 Existing Mesh Parts
Prescribed size Natural size (1/5th smaller)
Cells in Gap = 5
Inventory #002277
9/9/05
ANSYS ICEMCFD V10
C1-18
尝试 ValveNatural 练习
其他全局网格参数选项
定义 thin Cuts
– 避免薄的固体表面上网格大于厚度时容易在表面形成洞 – 可以通过分别定义固体上下两表面为两个part,并在定义框中选择 这两个part，完成ThinCut
– 要单独设定面或线的参数，
–
9/9/05
可先选Surface 或 Curve Mesh Size，再使用Part选择
ANSYS ICEM-CFD网格划分学习
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
Autodyn中 网格的合并
结构网格的索引与合并
索引空间
结构网格的索引与合并
详细步骤
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
ANSYS ICEM CFD
网格划分 for Autodyn
1.简介 2.非结构网格 3.结构网格
简介
丰富的几何接口；Solidworks, AutoCAD, ProE, UG……
能输出网格到100多个求解器；
功能强大，能输出结构和非结构网格；
主窗口
修非构 网
改结造 格
几构块 修
何网
只适用于几何相关 Pactch depen层数
非结构体网格
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；
Tetra/MixedRobust (Octree)
实体 Geometry
(主要操作对象)
|(辅助操作对象)
自上而下:块的雕刻
构造方法 自下而上:块的累加 综合运用
块:劈分/合并;删除;拉伸| 旋转;对称;平移
实体:简化
O grid;C grid; L grid
点:劈分/合并;移动;关联| 增加辅助点
线:造型;关联 面:劈分/合并;
Compute Mesh-Surface Mesh Only（可更
ICEM中的问题
ICEM中的问题1.ICEM中的tolerance的作用tolerance代表容差，就是说小于这个值的点、线、面等将新生成为一个。
值得大小，在进行几何修复的时候，是有区别的，对一些细节的几何，应尽量设置的小一些，体现在精度的方面。
2.equivalence 用法“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。
缺省情况下，在经过消除重复节点而保留了唯一节点的位置，会用一个小红圆来表示。
在消除节点后，被消除节点原来所具有的与其它对象的关系转移到保留节点上，保留节点代替了被消除节点的作用。
“Equivalence”对组的影响是这样的，假如原来有两个节点node1和n ode2重合存在于一点处，但两个节点分别属于两个组group1和grou p2，经过“Equivalence”处理，node2将被消除，只保留node1，则no de1既属于group1，又属于group2。
“Equivalence”不会在单元的边上造成裂纹，也不会把多点约束等式删除掉，也不会把零长度单元删除掉（如弹簧单元和质量单元）。
一般来说，“Equivalence”应该在载荷和边界条件施加之前进行，也应该在进行单元优化和生成中间输出文件.lj、.kflj、.fds之前进行。
3、Maximum mesh Expansion Factor=36.5! 其不合理会对结果产生什么样的影响？它的值过大，是由于Icem中的哪个或哪些参数对应引起的？解答：1)几个参数的含义：Minimum Orthogonality Angle [degrees] =67.9 O KMaximum Aspect Ratio =5.0 OKMaximum Mesh Expansion Factor =36.5!●Minimum Orthogonality Angle：最小的网格正交角度，一般要求大于10度小于170度。
ICEM-CFD 曲面网格划分
Surface Meshing 8
2010年11月28日 星期日
Quad—— ——创建闭环 ICEM CFD Quad——创建闭环
Geometry, Loop, Create
− Screen select • 在所选曲线的基础上创建闭环 − From surfaces • 为所选择的一组曲面创建一个闭环 • Select by family (‘f ’ hotkey) is often useful − From each surface
Surface Meshing 10
2010年11月28日 星期日
Quad – Meshing to Existing Mesh
Mesh to existing mesh or combination of mesh and geometry
− Example: 2-D blower meshed in Hexa, housing meshed with Quad
Surface Meshing 4
2010年11月28日 星期日
三角网格到四边形网格的转化
将三角曲面网格转化为四边形曲面网格
− 菜单：Edit mesh, Change Type Tri->Quad
− 选项： • Quadrization On:
– All-Quad – Finer mesh results
Surface Meshing 11
2010年11月28日 星期日
Quad——为所选单元重新划分网格 Quad——为所选单元重新划分网格 ——
要提高局部网格质量，我们可以为所选单元重 新划分网格
Surface Meshing 12
2010年11月28日 星期日
ICEM-CFD 四面体网格模块tetra介绍
z Use batch mode with ‘clean’ geometry
− no leakage expected
z 交互模式允许用户察看和修复问题
− 如果Tetra找到封闭体，Tetra就会显示曲面网格 − leakage indicated when a jagged line appears in display
Tetra 20
2 July 2008
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自然尺寸和细化
z Example, two rods in close proximity z 网格参数：:
− 在每个实体上指定当地尺寸 • This is ‘reference size’ times the ‘size’ specified on curves and surfaces
Tetra 3
2 July 2008
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所有程序综述
z 创建或读入几何图形 z 将实体分配到几何图形数据库 z 定义网格全局尺寸和在所选实体上的尺寸 z 产生网格 z 提高网格质量（光滑，等） z 输出到分析软件
2 July 2008
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使用点和曲线，例子
角上的点
Result with points and curves
边缘和曲面上的曲线
Tetra 7
Result without points and curves
球和立方体的例子
ICEM CFD教程
ICEM CFD教程四面体网格⏹对于复杂外形，ICEM CFD Tetra具有如下优点：✓根据用户事先规定一些关键的点和曲线基于8叉树算法的网格生成，生成速度快，大约为1500 cells/second✓无需表面的三角形划分，直接生成体网格✓四面体网格能够合并到混合网格中，并实施平滑操作✓单独区域的粗化和细化✓ICEM CFD的CAD(CATIA V4, UG, ProE, IGES, and ParaSolid, etc)接口，保留有CAD几何模型的参数化描述，网格可以在修改过的几何模型上重新生成这是生成的燃烧室四面体网格，共有660万网格，生成时间约为50分钟⏹八叉树算法Tetra网格生成是基于如下的空间划分算法：这种算法需要的区域保证必要的网格密度，但是为了快速计算尽量采用大的单元。
1.在几何模型的曲线和表面上规定网格尺寸2.构造一个初始单元来包围整个几何模型3.单元被不断细分来达到最大网格尺寸（每个维的尺寸按照1/2分割，对于三维就是1/8）4.均一化网格来消除悬挂网格现象5.构造出最初的最大尺寸单元网格来包围整个模型6.节点调整以匹配几何模型形状7.剔除材料外的单元8.进一步细分单元以满足规定的网格尺寸要求9.通过节点的合并、移动、交换和删除进行网格平滑，节点大小位于最大和最小网格尺寸之间⏹ 非结构化网格的一般步骤1. 输入几何或者网格所有几何实体，包括曲线、表面和点都放在part 中。
通过part 用户可以迅速打开/关掉所有实体，用不同颜色区分，分配网格，应用不同的边界条件。
几何被收录到通用几何文件.tin 中，.tin 文件可以被ANSYS ICEM CFD’s 所有模块1.1输入几何体Import Geometry✓ 第三方接口文件：ParaSolid 、STEP 、IGES 、DWG 、GEMS 、ACIS …✓ 直接接口：Catia 、Unigraphics 、Pro/E 、SolidWorks 、I-deas… 几何变化网格可以直接随之变化导入几何体之后，ICEM 自动生成B-spline 曲线和曲面，并在预先规定的点上设置顶点。
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z Choose Solver Input
− select desired domain(s) and click Done
z Options are specific to solver
Tetra 29
2 July 2008
Tetra 示例实践3
Tetra 19
2 July 2008
机翼例子：网格参数
z 细化
− integer, number of cells in 360 degrees of an arc
Tetra 20
2 July 2008
自然尺寸和细化
z Example, two rods in close proximity z 网格参数：:
2 July 2008
所有程序综述
z 创建或读入几何图形 z 将实体分配到几何图形数据库 z 定义网格全局尺寸和在所选实体上的尺寸 z 产生网格 z 提高网格质量（光滑，等） z 输出到分析软件
Tetra 4
2 July 2008
Tetra的几何图形
z 需要封闭的曲面模型
− 将曲面显示为实体 • 查找丢失的表面 • 查找洞或缺口
2 July 2008
机翼例子：设置
z 创建族
− 机翼 − 入口 − 出口 − Symm − 壁面
z 材料点
− live
Tetra 18
2 July 2008
机翼例子：网格参数
z Ref. size and max. size explained earlier z 自然尺寸
− factor times ref. size − represents a ‘minimum’ size
z 网格尺寸信息已经在几何图形中规定了 z 潜在的网格填满限制框 z 细分网格使其与几何图形一致
− divided in half in three dimensions , hence Octree
z Cutter程序确定边界表面单元 z 表面网格是体网格的结果 z 光滑功能实现较好的单元质量
Tetra 3
2 July 2008
Example, Using ‘Cells in gap’
z 网格参数
− Minimum size decreased from previous − 缺口间的单元设为5
Note: Cells in gap will not override minimum size. A small enough size must be specified.
某一族中的曲面
两个区面的交界曲线 在第三个族中
第二个族中的曲面
Tetra 33
2 July 2008
Using Thin Cuts
z To define Thin cut
− 选择Mesh params , Model − 选择Define thin cuts − 选择Select − select families in thin cut − select Add
Tetra 35
2 July 2008
使用子集
z 网格的灵活显示 z Cut plane, select:
− Display subset − 修改 − Cut plane, Z − 选择Live family − 选择Tetra_4 − 点击Reset − adjust location slider
Tetra 26
2 July 2008
机翼例子：在Med中进行光滑处理
z 在光滑操作之前对称平面的柱状图和网格
Tetra 27
2 July 2008
机翼例子：在Med中进行光滑处理
z 光滑操作之后对称平面的柱状图和网格
Tetra 28
2 July 2008
写入解算器输入文件
z 在Input菜单中选择Select solver
− 显示纵横比的柱状图 − actually circumsphere ratio
• ratio of inside sphere radius / outside sphere radius compared with ratio for perfect tetrahedron
− set number of iterations and value to smooth to − 点击Smooth
− 在每个实体上指定当地尺寸 • This is ‘reference size’ times the ‘size’ specified on curves and surfaces
− 最小尺寸 • This is a ‘natural size’ times the ‘reference size’
边缘和曲面上的曲线
Tetra 7
Result without points and curves
2 July 2008
Tetra程序综述
z 创建或读入几何图形 z 将实体分配到几何图形数据库 z 在所选的实体上定义网格的全局尺寸 z Generate the mesh z Improve the mesh (smoothing, etc.)
ICEM CFD四面体网 格模块Tetra介绍
Tetra 1
2 July 2008
概述
z Tetra方法 z 几何图形所要求的必备条件 z Tetra处理综述 z 示例实践 z ICEM CFD Prism介绍
Tetra 2
2 July 2008
Tetra方法，or...
...What the Heck is an Octree?
活塞阀
Tetra 30
2 July 2008
活塞阀的几何外形
z 接近真实几何外形 z Using ‘Thin cuts’ z 用子集实现网格的可视化
பைடு நூலகம்
Tetra 31
2 July 2008
活塞阀的几何外形
z 设置和上一个例子相似
z 创建族
− 入口 − port − seat −阀 − 圆柱
z 创建材料点，live z 分配网格参数
球、立方体的例子
Tetra 13
2 July 2008
球和立方体的例子
z 简单的几何图形 z 在前面练习中分配的网格参数 z 运行批处理模式，但是关闭粗化选项
Select Meshing - Tetra, Batch
Tetra 14
Result: Surface mesh shown
2 July 2008
− 对于这个练习，使用显示实体参数不使用自然尺寸 。
Tetra 32
2 July 2008
Using Thin Cuts
z 为两个曲面之间较薄区域划分网格
− 所谓的薄是相对指定的四面体尺寸而言的 − define thin cut, two surfaces in different families − 如果曲面相交，曲线应该在第三个族中
− Tetra允许有较小的缺口（与当地单元尺寸比较）
z 关键特征处的点和曲线 z 用材料点定义体
Missing inlet surface
Tetra 5
2 July 2008
点和曲线的使用
z 在尖角处包括点 z 包括曲线以限制节点能够放在关键特征处
− 在表面交叉处 − at ‘kinks’ in surfaces
Tetra 34
2 July 2008
网格编辑
z 对于局部有问题的区域，Tetra有很多进行交互 网格编辑的功能
− 编辑节点
− 编辑单元 − 编辑边缘 z 例子 − 改变族
Element assigned to wrong family, change family from ‘valve’ to ‘port’
Tetra 22
2 July 2008
自然尺寸例子
z 网格参数
− 可前面的参数一样 − Separation changed in parametric model
Note: automatic refinement in gap, down to specified minimum size
Tetra 23
Tetra 36
2 July 2008
使用子集
z Local areas can be examined
− Use Restrict to display selected element − Use Layers: Add to show adjacent elements
• by family and type: use All F, all T
Tetra程序，批处理模式
z 运行Tetra网格器 z 运行Cutter
z 运行Smoother z 运行Coarsener
从ICEM CFD GUI中运行， 网格菜单
Tetra 11
2 July 2008
Tetra，批处理和交互模式比较
z Use batch mode with ‘clean’ geometry
Tetra 37
2 July 2008
ICEM CFD Prism介绍
Tetra 38
2 July 2008
Prism程序
z 从ICEM CFD Tetra网格开始 z 批处理程序 z 在边界界面产生棱柱（五面体）单元 z 通过拉伸曲面网格产生棱柱
z Prisms are made conformal with tetrahedral volume mesh
网格显示选项
z 使用族和类型控制显示
<-族 <-几何图形显示选项 <-网格显示选项 <-子集