F1ICEM连接器属性约束和加载
1-ICEM cfd 基础教程
• 在目录树每一行上单击鼠标右键显示该项的选项
ANSYS ICEMCFD V10
Inventory #002277
A1-20
目录树：对象名称集(Part)
• Parts (原来称“Families”)
– 是几何、网格和block（块）对象存放的位置，并予以 不同的名称
• 先进的网格编辑功能
• 不同求解器的设置
• 输出多达100多种求解器
• 强大的后处理能力
• 脚本语言功能（Replay) … and much more…
9/9/05
ANSYS ICEMCFD V10
Inventory #002277
A1-5
支持广泛的CAD数据接口
• 集成于CAD环境中的直接接口 - 参数化网格
A1-11
ICEM CFD V10 界面 & 工具
9/9/05
ANSYS ICEMCFD V10
Inventory #002277
A1-12
界面
主菜单 Utility Icons
数据输入区域 DEZ Help
撤消/重做 阴影/非阴影
功能 栏
图形界面
选择工具弹出框
显示控制树 9/9/05
消息框 ANSYS ICEMCFD V10
Inventory #002277
A1-22
文件与目录结构
• 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 • 对象的归类Part • 全局和实体网格参数 • 该文件由AI.E或 Direct Cad Interface中生成
icem-教程
2021/6/9
ICEM CFD / AI*Environment 5.0
Workshop
9
四面体网格质量
四面体网格质量 – 以circumsphere ratio（环绕球体比率）作为质量依据 – 质量为 1.0代表是正四面体或正三角形 – 质量接近0.0的程度意味着正四面体或正三角形网格扭曲程度
2021/6/9
ICEM CFD / AI*Environment 5.0
Workshop
A
FLUID_MATL
B
4
全局网格尺寸
2021/6/9Wor源自shop全局网格尺寸 – Mesh -> Set Global Mesh Size – 设置 Scale factor 为 0.08 – 设置 Max element 为 256.0 – 激活 Natural Size • 设置 Size 为 0.5 • 设置 Refinement 为 16 – 勾选 Display 显示刚刚设置的网格尺寸 – Natural Size 用于解决弯曲特征及接近的特征处的网格划 分问题
– Apply – 删除刚刚创建的两个点
• 保留这些点会造成对网格约束过多
– Save project
#5
#6
ICEM CFD / AI*Environment 5.0
8
划分四面体网格
四面体网格划分 – Mesh -> Mesh Tet – 选择 From geometry 作为
Method – 激活 Run as batch process – Apply – 完成后加载网格 – 观察 Natural Size 和 Mesh
ICEM CFD中常见参数和问题的解答
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。
值的大小，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-块操作技巧
ICEM CFD 块操作技巧1创建块（必选）Blocking →Create Block> Part（注意不能选择已有Part创建块，因为计算域是以块的方式进行组织的，且块必须放置在一个新的单独的Part中，所以必须重新命名创建一个新Part，比如FLUID）> Type（3D Bounding Box，三维边界盒，默认设置）> Entities（实体，默认为空）2分割块（必选）Blocking →Split Block→Split Method（Screen select，选择块的边进行切割，点选Edge（边）方框后Select edges 按钮> 在所创建的块上选择一条（黑）边，则会相切出另一条（黑）边，两条黑边必须能够相交，才能进行分割操作> 平移（黑）边到目标位置> 中键确认> 同理继续分割块）→Split Method（Prescribed point，选择几何点进行切割，先点选Edge（边）方框后的Select edges按钮> 在所创建的块上选择一条（黑）边> 再点选Point（点）方框后的Select points 按钮> 在几何上选择一个几何点> 则会相切出另一条（黑）边，这条黑边必须能够通过选定的几何点，才能进行分割操作> 中键确认> 同理继续分割块）3删除块（可选）Blocking →Delete Block →单击选择要删除的块→中键确认4块关联（必选）Blocking →Associate →Associate Edge to Curve> Edge(s)（点选块上的边，注意必须多选）> 中键确认> Curve(s)（点选几何上的曲线，注意必须多选）> 中键确认> 块上的边与几何上的曲线进行关联，关联好的块上的边会变成绿色，几何上的曲线的颜色一般不变。
5移动顶点（可选）Blocking →Move Vertex →Move Vertex> 分别选择块上需要移动的顶点，并移动到几何曲线上的对应位置> 中键确认（当块上的边与几何上的曲线贴合度不好时，需要通过移动块上的顶点，使块与几何尽可能贴合，这对网格质量影响很大）> 蓝色的边和顶点（这些块上的边和关联的顶点位于几何体内部，这些顶点是自由的顶点，可以选择顶点附近的边，并在其上移动）> 白色的边和顶点（这些块上的边和关联的顶点是映射到几何曲面上的，即约束到曲面Surface，这些顶点只能在附近的几何曲面上移动）> 绿色的边和顶点（这些块上的边和关联的顶点是映射到几何曲线上的，即约束到几何曲线Curve，这些顶点只能在它所映射的曲线上移动）> 红色的顶点（这些块上的顶点是映射到指定的点的几何点上的，即约束到几何点Point，除非改变关联，否则不可以移动）6自动指定（自动对齐，必选）Blocking →Associate →Snap Project Vertices> Vertex select（All Visible，所有可见，默认勾选）> Move O-Grid nodes（移动O型网格上的顶点，一般不勾选）7合并顶点（可选）Blocking →Merge Vertices> Merge Vertices（分别点选块上两个顶点，第二个顶点合并到第一个顶点的位置）> Merge Vertices by Tolerance（选择块上多个顶点，按设定容差进行合并）> Collapse Blocks（坍塌块，先选择边，再选择要坍塌的块，则边会缩至其中点）> Merge Vertex to Edge（将块上的顶点合并到块上的边上）8块编辑（可选）1）修改O型网格Blocking →Edit Block →Modify Ogrid> Method（Rescale Ogrid，默认设置）> Edge(s)（点选O型网格与几何边缘的联线）> Absolute distance（绝对距离，一般要勾选）> Offset (位移，修改O型网格径向边的长度）。
ICEM_CFD_基础教程_C2-实例-2DPipeJunction
–
–
2015/12/16
ICEM CFD/AI*Environment 5.0
2
打开几何
Workshop
打开几何 – File -> Geometry -> Open Geometry – 选择 “geometry.tin” – Open
2015/12/16
ICEM CFD/AI*Environment 5.0
2015/12/16
ICEM CFD/AI*Environment 5.0
16
复制到平行边
Workshop
复制到平行edges –
#1
单击Pre-Mesh并Recompute • 注意只有选择的边网格分布产生 变化(未选时)
–
勾选Copy to parallel edges • 复制相同的分布到相对平行的 边
– 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
Workshop
– 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 faces将project faces, edges和vertices – 如果没有显示曲面 Project faces将只 project edges和vertices
#2
选择 Replot
输入一个小Max Y height值以便可以看到 左边最小的长度条 Accept 单击左边最远的长度条, 显示这个范围内 的网格单元
– – –
#3
争取: Determinant > 0.3 Angle > 18o 在较差的Determinant范围 内
ICEM CFD 使用手册
信息：菜单包括几何信息、面的面积、最大截面积、曲线长度、网格信息、单 元体信息、节点信息、位置、距离、角度、变量、分区文件、网格报告。
设置：菜单包括常规、求解七、显示、选择、内存、远程、速度、重启、网格 划分。
帮助：启动帮助、启动用户指南、启动使用手册、启动安装指南、有关法律。
(a)几何菜单 几何菜单包括编辑、修改几何图形的功能。 功能及作用： 生成点、生成/修改线、生成/修改面、生成体、修改几何图形、转化图形、删除 点、删除线、删除面、删除体积点及删除实体。 (b)网格菜单 网格菜单包括 ANSYS ICEM CFD 网格工具的模块。 以下按钮可以导入不同 ANSYS ICEM CFD 支持和开发的网格划分模块。 设置全局网格尺寸、设置表面网格尺寸、设置曲线网格尺寸、创建加密区、创建 单元、表面网格、四面体、金字塔、六面体（旧界面）、六面体分区网格及拖拽网 格。 点击这些按钮调用网格工具模块。 (c)块操作菜单 创建块、分割块、合并顶点、编辑块、对应、移动顶点、块转换、编辑边、前期 网格参数、前期网格质量、块检查、删除块。 (d)编辑网格菜单 编辑网格菜单包括高级网格编辑必需的工具：粗化、平滑、合并网格。 通过这个菜单可执行的操作包括： 创建单元、创建中间节点、网格检查、计算和显示质量、平滑全局网格、平滑 六面体网格、修改网格、合并节点、分割网格、移动节点、偏移网格、转化网格、 网格类型转化、调整网格密度、重新编号网格、网格重新自适应、删除中间节点、 删除节点及删除单元。 (e)输出菜单 输出菜单通过装配求解器、写求解器输入文件、启动求解器来控制边界条件的 编辑。输出菜单包括以下几个功能键： 选择求解器、边界条件、编辑参数、写输入文件。 图标功能菜单： 打开工程、保存工程、打开几何文件、打开属性文件（定义在几何体中的边界条 件）、打开块文件、适合窗口、放大、测距离、当地坐标系、刷新。 回退：还原到上一步操作 前进：重返到下一步操作 框架显示：使几何图形显示框架状视图 阴影显示：使几何图形固体（不透明）显示
icem_cfd网格设置参数[指南]
![icem_cfd网格设置参数[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/16b51312e97101f69e3143323968011ca200f757.png)
一般来说，线和边单位参数设置，Height、Height Ratio和层数是常用的3个参数。
如果只设置了层数而没有设置高度和高度比的话，高度会视同等于最大单元尺寸，高度比视同为1.（1）Maximum size最大单元尺寸，真实值是该值与总体单元缩放因子的乘积。
如果采用Curvature/Proximity Based Refinement or Maximum Deviation也可以突破这个限制（2）Height指定垂直表面或者曲线的第一层单元的高度，对于体单元，这个参数能够影响六面体和菱柱的初始网格高度。
对于Patch Dependent面网格，使用于曲线时，这个值能够影响沿着曲线的四边形网格的初始高度。
例如，可以用于指定沿着螺栓孔一周的四面形网格的初始高度。
（3）Height Ratio从面第一层单元开始的扩大率，这个值乘以前一层网格的高度来决定下一层网格高度。
默认值为1.5，可以从1.0~3调整。
如果值小于1.0，将会取其倒数，如果值大于3，将会忽略该设置直接采用默认值。
当用于曲线时，能影响Patch Dependent meshing，当定义了初始高度和层数后，它决定了下一层四面体单元的生长率。
当采用Adapt Mesh Interior设置后，它会影响从曲线尺寸到面尺寸过渡的快慢。
（4）Num Layers从面或者曲线开始增长的层数（5）Tetra width创建指定数目的三角形层，这些层单元尺寸由最大尺寸指定。
（6）Tetra size ratio控制三角形单元的生长率，用于三角形网格。
（7）Min size limit限定最小单元尺寸。
这个参数只用于Curvature/Proximity Based Refinement选项。
（8）Max Deviation一种基于从三角形或者四边形面单元中心和实际几何形状的差别来再次细分的方法。
如果距离大于该值，单元会自动分裂，新的节点将会投影到几何体上。
ICEMCFD边参数功能详解及设置[精选]
![ICEMCFD边参数功能详解及设置[精选]](https://img.taocdn.com/s3/m/3fe1bdc727fff705cc1755270722192e45365888.png)
在使用ICEM CFD进行分块6面体网格划分中，使用Edge Params是划分边界层的唯一途径。
以下内容翻译自ICEM CFD帮助文档。
Edge Params允许用户通过指定各种不同的变化率以及特定边的节点分布规律来详细修改网格参数。
每一条边都拥有一些参数用以决定网格沿着边的分布：节点数量、网格分布律、边的起点及终点初始长度、网格从边的起点/终点至内部的膨胀率、沿着边的最大单元长度等。
Edge Params按钮提供了一个关于所有网格参数的窗口。
一旦选取了一条边，关于该边的所有网格星系将会被现实。
出Edge ID及Edge Length这类预先定义的参数外所有的参数值均可被修改。
Note:用户可以在重放脚本中使用变量对边参数进行参数化。
Nodes指定沿着边的节点数量。
可以通过向上和向下改变数量，也可以直接在文本框中输入数量值。
Mesh law允许用户选择网格分布律中的一种Spacing指定第一个节点距离边起点的间隔（第一层网格厚度）。
当一条边被选择时，将会在边上显示一条箭头。
Spacing 1是关于从箭头末端开始的参数，而Spacing 2则是关于箭头所指的边的终点参数。
如下图所示。
用户可以针对所选择的网格分布律修改相应的参数值。
当要求的值无法满足时，实际值将会与所要求的值存在差异。
例如，当边的长度为10，用户在指定了一个间隔为6以及沿着边指定了11个节点时，系统将会设定初始间隔为1，以及间隔比率为1Ratio比率为某一单元高度到下一单元高度的增长率。
Ratio 1为从箭头末端开始的参数，而Ratio 2为箭头指向的边的末端位置参数。
图1 网格参数Max Space指定边上的最大单元间隔Spacing Ralative如果激活此选项，Spacing 1及Spacing 2将显示为边的长度的百分比Nodes Locked如果选项被激活，节点数将会被固定。
然而，Update All将会覆盖此设置，转而使用全局参数进行网格划分Parameters Locked如果激活此选项，网格分布律参数将会被固定。
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单元属性
1/10/2007 © 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
11.0 New Features ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #002382 1-7
ANSYS v11.0
创建材料属性
• 创建材料属性; 定义线弹性材料属性 – 材料属性单位应该一致
Inventory #002382 1-1
ANSYS v11.0
任意连接器
• 提供一些不同的连接器
目标 实体
Training Manual
任意
焊接缝 离散点
螺栓孔
来自文件
的离散点
源实体
• 任意连接器用线单元连接实体. 然后分配线单元属性。 • 实体可以是点、线、面,
– 通常至少一个为点 • 在这个例子中, 沿着线的每个节点 都被线单元上的点连
Inventory #002382 1-4
ANSYS v11.0
点 焊缝
• 提供不同的连接器
• 点焊缝连接确定位置的两个部件, 通常给定xyz坐标 • 两个部件可以由4种不同类型的连接器连接
– 简单的点对点 • 线单元连接部件表面 • 焊缝需要重新划分表面网格
– 网格不依赖线单元 – 网格不依赖于六面体单元
• 类型: – 下面几种材料类型可以使用 • Isotropic • Shell Element Anisotropic • Solid Element Anisotropic • Shell Element Orthotropic
2257.85
定义连接类型
这些列定义 X,Y,Z 连接坐标的位置.
所有列需如下定义.
Training Manual
5
Z
343.78 574.05 -13.00
6
PID1
64173 66375 74511
7
PID2
64113 66314 76457
8
PID3
64133 0 0
9
Diameter
0 8.00 0
六面体单元 线单元 (RBE3)
Inventory #002382 1-5
ANSYS v11.0
点焊缝文件输入
• 下面就是标准的点焊缝输入文件格式
Column #
1
2
3
4
Description
No.
X
Y
WSPOT MASTIC
WSPOT
1
614.70
-471.00
2
821.60
655.47
3
737.80
接。
• 在部件网格划分前后都可以使用连接器
线连接器
源实体
1/10/2007 © 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
11.0 New Features ANSYS, Inc. Proprietary
目标 实体
Inventory #002382 1-2
ANSYS v11.0
– 用过定义焊缝间距可以 确定网格尺度, 通过定义 焊缝过渡段的半径来决 定网格层数和增长率。
Training Manual
窗帘式四边形焊缝
点对点焊缝连接
1/10/2007 © 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
连接四边形焊缝
11.0 New Features ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #002382 1-3
ANSYS v11.0
焊缝
• 焊缝 可以点对点, Curtain Tris/Quads or Quad Tent Welds (Glinka)
• Tent Welds 将表面延伸到需 要连接的面上并与其结点对应 。
– 在一侧或两侧都可以增 加对角线连接
– No. Layers 是沿着焊缝 方向的网格节点层数
连接器
Training Manual
• 螺栓创建中心点并连接线单元到周边的线上 – 为了模拟垫圈的刚性，选择的垫圈也能连接中心节 点到第一层网格单元的外围
1/10/2007 © 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
螺栓三脚架 w/ 垫圈
11.0 New Features ANSYS, Inc. Proprietary
• 属性
– 分配材料属性给几何/网格
• 约束
– 约束和位移 – 直角方向和旋转方向 – 应用到点、线、面或几何/网格的子集
Training Manual
1/10/2007 © 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
11.0 New Features ANSYS, Inc. Proprietary
点对点 焊缝
Inventory #002382 1-6
ANSYS v11.0
属性标签
Training Manual
材料属性
• 完成网格后, 用户定使用属性栏定义材料和单元属性 • 材料属性:
– 读取存在的材料文件 (*.mat) – 写一个材料文件作以后使用 (*.mat) – 创建新的材料属性 – 创建材料属性工具条 • 单元属性: – 0d (Point) elements (MASS elements) – 1d (Line) elements Bars, Beams, Rigids, Dampers, Springs, etc. – 2d (Shell) elements Thin Shells Shear Panels – 3d (Elastic Solid) elements
• 六面体单元由面上的线元素连接 – 面焊缝
• 线网连接两个面之间所有的元素
点对点的 焊缝
Training Manual
1/10/2007 © 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
11.0 New Features ANSYS, Inc. Proprietary
定义连接的部件.
这列对于 “MASTIC” 连接很重要 如果第一列有 “WSPOT”, 第9列应该空白.网格独立Fra bibliotek六面体焊缝
1/10/2007
“Mastics”
© 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
点对点 焊缝
11.0 New Features ANSYS, Inc. Proprietary
ANSYS v11.0
Connectors, Properties, Constraints and Loads
• 为有限元分析准备模型
– 在AI*Environment 图形界面上进行 – 可以从 AI*Environment 后台运行求解器
• 连接器
– 两点连接杆单元 – 提供 梁, 杆, 刚体, 焊接, 弹簧, 等.