三种网格生成程序生成结构网格的比较

三种网格生成程序生成结构网格的比较pointwise篇pointwise16也许有些人还比较陌生，但是提到gridgen，相信很多人还是比较熟悉的吧。pointwise16的前身就是gridgen，gridgen版本从16开始就改为pointwise了，不知是否因为gridgen16的界面改动太大，以致pointwise公司认为gridgen16完全可以认为是另一种软件了，所以干脆改个名字算了。pointwise16的改进是多方面的。首先，用户界面变得更加亲和，快捷操作也设置的比原来方便多了，感觉风格像icem了。其次，有了撤销操作。想当初在gridgen中误操作之后，只能重新删除，然后再生成，非常不方便，简直就有“一失足成千古恨”的感觉，不过这一切在pointwise中得到了彻底的改善。pointwise的生成网格的特点是参考于实体，但是并不依附于实体之上。也许有的人听不明白，别急，让我慢慢道来。不知有多少人在gambit中遇到过导入复杂一点的实体，结果体不见了，只剩下众多的碎面，这样要划分体网格就必须先修补实体，生成一个体才行。在gambit中，所有的节点，网格都是建立在实体之上的，这样做的局限性就在于如果没有实体，就不能生成网格。而在pointwise中，实体只是一个参考，你需在参考实体生成connectors（边），domains（面）和blocks（体），这样做的好处就是当导入的没有体的时候，你依然能够参考导入的面和线生成connectors和domains，然后再将domain组装成block。当然，pointwise也有缺点，它生成结构网格的时候严格遵循6个面组成一个体，所以分区划分网格的时候其工作量就比较多。废话就说这么多，现在开始讲解步骤：1.导入实体（每个操作命令都有很多实现方式，比如通过右键、通过工具栏或者命令栏等等，请读者根据个人喜好选择），在defaults中将dimensions定义为50。另，如果看不清图片，请直接点击图片，然后进入相册查看原图就行了。2.选择所有database，将其转化成connector3.选择如图示的connector，将其split4.选择两圆柱的相交线，将其split，split结果如下图所示5.选择大圆柱两端面的connector，同样split（呵呵，是不是觉得有好多重复劳动啊？）6.在yz平面建四个点，坐标分别为（0，1，0）（0，-1，0）（0，0，1）（0，0，-1）7.选择2pointcurves，将这四个点连成4个connector8.选择这4个connector，点击右键，选择copy，然后再点击右键，选择paste，弹出如图所示的对话框，然后选择translate，将其沿x负方向移动59.同样将这四个connector沿x正方向移动5。然后生成如图的connector10.split两端面的connector，结果如图所示11.生成如图所示的4条connector12.选择如图所示的connector，将其dimensions定义为10.（dimensions相当于gambit的节点数）13.选择如图所示的connector，将其dimensions定义为19.20.选择如图所示的connector，将其dimensions定义为11721.选择如图所示的connector，将其dimensions定义为21.22.选择如图所示的connector，将其dimensions定义为3023.选择如图所示的connector，将其dimensions定义为2024.选择相交线的connector，组成domain，如图所示25.选择相应边，组成domain，结果如图26.选择端面的domain，点击工具栏的startslove进行广顺，下图是广顺之后的对比27.选择相应的connector，生成domain，最后如图所示28.选择相应的domain，组成block。上面教程做完之后，我在组装block的时候才发现，因为pointwise严格遵循一个block六个面的原则，所以想小圆柱是没办法生成体网格的，必须再把侧面的domain分成四个才行，。另外，pointwise中由domaine拉升成block的功能很有用，能非常方便的生成附面层网格和其他规则网格，由于本文主要讲述了pointwise中由connector组成domaine，然后由domaine组成block的思想，故关于拉伸这一部分没有涉及，大家可以自己摸索摸索。icem-cfd篇从ansys收购fluent后，ansys已经决定不再开发gambit，而将icem作为fluent的御用前处理软件，从中可以看出icem的重要性。icem划分的思想跟pointwise类似，也是以实体为参考，然后将网格映射到实体之上。但是与pointwise不同的是，在icem中建立的线，块等不需要与实体重合，而pointwise必须将connection、domain等建立与实体之上，简单点讲，pointwise的网格是依附与实体之上的，而icem的网格式映射到实体之上的。这样的区别，让icem分区的时候，只要生成一个一个规整的block就行了，另外，这样做的好处是当几何外形类似的实体需要划分网格时，只要将block映射一下就行了，能节省不少工作量。呵呵，做了两天的教程，发现真是个体力活啊。正好发现有个现成的icem教程，划分的实体跟我前面做例子的实体差不多，那我就偷个懒，直接拿来用了。从上面的教程中我们可以清楚的了解的icem自顶而下的划分网格思想。当然，我们也能了解到icem的操作命令繁杂，确实让新手头疼。呵呵，反正是鱼和熊掌不能兼得，就看你怎么权衡舍弃了。gambit篇目前，业界流行的网格生成程序有很多，比如gambit，pointwise（gridgen），icem，hypermesh，truegrid等等。每款软件的侧重点都不一样：gambit界面简单，上手容易，划分非结构网格迅速，但是对于导入的实体有很大的局限性，并且对于结构网格的生成能力比较弱；pointwise前处理强大，划分网格的脉络清晰，擅长结构网格的划分；icem的分块思想先进，对于外形相似的几何体来说能减少不少工作量。不过其他的网格生成软件没有接触过，就不知道其优缺点了。本系列将用一个T形管的结构网格生成过程来比较gmabit，pointwise和icem生成结构网格的优缺点。本文主要介绍了在gambit中生成T形管结构网格的具体操作过程。1.几何外形如下图所示：1.导入实体2.选中所示边，按图示参数分割（split）3.重复以上操作，将其分割为4段，参数如下图所示注意：最后一个图的参数Uvaliue应该是0.6254.将点投影到端面上。选中分割出来的第一个点，如图所示：选中端面的线，如图所示：按“apply“，将点投影到该边上。5.将其余三个点投影到端面的线上，如图所示：6.连接生成线，如图所示：7.用线分割体。选中体，如图所示：然后选择刚刚生成的第一个边：点击”apply”确认分割。8.用刚刚生成的剩下的三条边依次分割体，结果如图所示：9.连接边，选择如图示的两条边进行连接：10.选择如图示的四条边，生成一个面11.用这个面将体分割（split）12.选择如图的四条边，布置节点，节点数为20：13.选择该面，生成面网格14.选择如图所示两个边，布置节点，节点数为20.15.选择如图所示边，布置节点：16.选择一个端面，生成结构网格：17.选择大圆柱的所有侧面，生成结构网格结果如图：18.选择刚刚划分面网格的体，生成体网格，类型选择为cooper19.选择另外一个体，生成体网格，类型为cooper最终效果如图：20.检查网格，各网格截面图如下：以上某些操作步骤顺序可以颠倒。另外，很多操作（比如说切割面，切割体等等）能够通过不同的途径实现，本文的操作并不唯一，本文的主要目的就是介绍在gambit中生成结构网格需要的分区思路，具体操作可以根据个人喜好通过不同途径来实现。总结篇前面我们分别讲解了在gambit，pointwise和icem-cfd里面生成结构网格的要点。现在将各自的特点总结一下：gambit：gambit的优点就是界面清晰，划分网格的思路比较符合常规——点到线，线到边，边到面，面到体，上手快，这些对于初学者来讲非常有吸引力。就功能来讲，gambit划分非结构网格确实比较强，但是对于结构网格来说，gambit就逊色许多了，这主要是因为在gambit中分块非常麻烦，但是，gambit中的pave和cooper划分网格方式是其他软件没有的，功能强大并且快速，网格的质量也很好。比如说划分一个圆的面网格，在其他的软件中需要分区然后划分o网格，而在gambit中直接用pave生成四边形网格，简便而且网格质量也不低。gambit的缺点就是导入实体经常只剩下一些碎面，划分体网格的话必须再重新生成体，分区操作不易，难以生成高质量的附面层网格，同时支持的求解器也很有限。如果你需要尽快的学会一款生成网格的软件，或者需要生成网格的实体不是很复杂，那推荐你首选gambit。pointwise：pointwise的优点就是对导入的实体要求不高，有没有体都没关系；分区方便，网格生成方式多样（比如说旋转，复制，移动，拉伸等等），对于规则的形体能大幅度的提高工作效率，同时生成的网格质量高，支持很多cfd求解器。其缺点也很明显，组成block的时候要严格按照六个面的原则（跟cooper的方便性没办法比啊），生成一套高质量的结构网格需要的block数很多，工作量大。总体来说pointwise还是一款功能强大，上手不算难的软件，适合有一定自学能力，一定的自学时间，并且对网格质量有相当要求的同志使用。icem-cfd：icem-cfd的优点就是划分网格的思想先进，专业性强，功能强大，分区方便，网格质量高。但是，高专业性带来的缺点就是操作复杂，上手难，没个1，2个月很难上手，同时，划分一套网格的工作量也是很大的（呵呵，要划分高质量的结构网格就必须分很多区，而这必将带来工作量的提升，不可避免的啊）。该软件适合有相当自学能力，相当的自学时间，并且对网格质量有相当要求的同志使用。对于今后投身cfd界的同志来说，pointwise或者icem-cfd两者必须要会一种，否则只靠gambit去忽悠人，就太不专业了点吧！