ICEM网格划分原理

数值仿真属性参量本构关系，状态方程，失效模式动量守恒，质量守恒，能量守恒......时间离散化:时变偏微分方程-定常偏微分方程空间离散化:......有限差分法有限元法定常偏微分方程代数方程组有限体积法属性性质+作用机理离散化+求解显示分析结果+修正实践是检验别真理的唯一标准数学建模数学描述（微分方程组）环境开放系统物质能量信息整体非线性—离散，局部应用线性模拟数解析解值解主流空间离散化：划分网格•边线用组合直线段模拟•表面用组合平面区域模拟•实体用网格单元填充•几何离散化的实质:确定网格节点的空间分布•网格节点实质：一次（线性）插值点ANSYSICEMCFD网格划分1.简介2.非结构网格3.结构网格4.ICEM网格的导出与Autodyn中网格的导入简介几何实体网格ICEMSolidworksAutoCADProEUG……AutodynLs_dynaAnsys……通用的前处理软件输出结构与非结构网格AutodynLs_dyna............ICEM两大类网格划分方法•1.按预设方法自动划分（求解节点）：特点：操作简单，输出非结构网格，能应付很复杂的实体，网格质量不能保证，大多需要进行网格修补。•2.基于附加块的网格划分：方法：创建反映实体特征的块，确定块上的节点分布，关联块与实体的点线面，把块的节点投影到实体上。特点：需大量人工操作，可输出结构和非结构网格，网格质量高，主要应用于简单模型。修改几何非结构网格划分构造块非结构网格修补非结构网格输出结构网格输出几何显示控制块显示控制part显示控制几何体视角控制块的索引控制认识界面ANSYSICEMCFD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）；•ComputeMesh-SurfaceMeshOnly（可更改划分方法），检查网格质量EditMesh-DisplayMeshQuality；::::GlobalMeshSetupPartMeshSetupSurfaceMeshSetupCurveMeshSetup全局参数和方法设定局部参数设定面参数设定线参数设定:::()::2PatchDependentPatchIndependentShrinkWrapDelanneybetaAutoBlockD能较好捕捉细节忽略小特征自动化消除特征从表面到内部逐渐粗化正交,网格贴近几何表面四种方法划分的网格Quadw/oneTriAllTriAllQuadQuadDominant四边形边界层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-CreatBody-MaterialPoint，选体上两点，使其中心在体中）；•生成网格，检查质量，修补网格；Cartesian需要修补网格Hexa-DominantTetra/MixedRobust(Octree)ANSYSICEMCFD结构网格能以非结构的形式输出基于块1.几何实体2.反应特征的块3点线关联4设置节点生成网格基本划分步骤5.网格后处理x/iy/jz/k认识结构网格原理：一一映射•一一映射：即是满射又是单射；y=f(x)原像规则像点线面的关联线上节点分布规则几何拓扑1.几何实体2.反应特征的块3点线关联4设置节点生成网格原理：构造块，关联实体与块的点线面，实现块节点的一一映射。网格拓扑：关联块与实体的点线面，把对基本块划分的网格节点投影到实体中。（相对空间位置（节点）的一一映射。）构造块：把实体划分成能反应实体特征的基本块的组合。四边形块基本块六面体块2D:3D:安心+耐心块实体//..................................................................................|PointCurveBlGeometrySuaeockrfc点/Vertex块直边/Edge平面/点实体曲线曲面辅助操作对象Face(主要操作对象):劈分/合并)实体;:删除简化(;拉伸旋块|转;对称;|||;OgridCgridLgrid;平移:劈分/合并;移动;关增加辅助点增加辅助联:劈分;关联:劈分/合并;线增点线面加辅助面自上而下:块的切+除构造方法自下而上:块的堆积综合运用增加插值元素减少输出的块映射详细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）1导入几何实体5设置节点生成网格7输出网格3创建辅助点/线4关联点线面2构造块6合并块整理块8网格后处理安心+耐心+恒心原理示例_2D（正三角形）块-关联-设置节点数-网格L-grid关联设置节点数建块××原理示例_球壳构造块关联点、线映射M2映射M1原始建块方法原理示例_圆柱点、线的关联建块映射O-grid建块方法原理示例_球M1M2L-grid方法原始方法网格察看方法：Premesh-cutplane/scanplane不合适的块造成低质量的的扁平网格网格察看拓扑:在线能伸缩和扭曲的情况下，几何图形的保持不变的性质成块与实体：拓扑分析-T成块与实体：拓扑分析-L三个块L_grid实体成块与实体：拓扑分析基本块衍生块实体几何分解_组合块几何分解_组合块此处复制的每块的节点都是独立的，要进行节点的合并构思块举例-找到最优块等分内圆周减少网格数量O-grid2D基本块O-gridC-grid（二分之一O-grid)L-grid(四分之一O-grrid)构思块举例优化网格质量：少+饱满构思块举例2D网格1M1M22D网格2M1M2O-grid2D网格3M2M13D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-模仿块网格122D增块补分析块索引空间/xi/yj结构网格的索引与合并-减少总块数，加速求解关键：统一索引索引空间结构网格的索引与合并Autodyn中网格的合并ICEM中块的合并索引空间结构网格的索引与合并结构网格的索引与合并•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-ChangeWorkingDirectory）。•3.导入几何文件（File-ImportGeometry）。•4.（Blocking-CreatBlock/SplitBlock）•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_MeshParams-EdgeParams/Mesh-(PartMeshSetup+SurfaceMeshSetup），并Pre_Mesh（预网格）(modeltree-Blocking-pre_mesh)7.检查网格质量(Blocking-Pre_meshQualityHistograms……)，适当改变关联，优化网格质量（移动点Blocking-MoveVertex……、劈分线Blocking-EditEdge……）。（Determinant0.2;angle18°;Warpage45°）•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）。切记经常存盘！详细操作步骤自上而下:块的雕刻构思并建块:两种基本方法自下而上:块的堆积ICEM网格的导出•结构六面体网格：（导出到Autodyn）生成pre-mesh后右键点击modeltree——〉Blocking——〉pre-mesh，选择converttomultiblockmesh，然后点击output——〉seletsolver，outputsolver选择multiblock-info，点击apply或ok，然后点击output——〉write/viewinput，打开multiblock文件，outputfile给出文件名，点击done。对2D的ICEM网格，再将2Dnoinput.exe文件放入文件夹中，运行产生文件info.zon。非结构（mesh）网格：（Autodyn）如果四面体网格，生成网格后选择File——〉ExportMesh，选择求解器，solver选择autodyn，autodyncompatiblefile输出filename.k不需要的网格通过选择none进行屏蔽，比如，不需要壳网格shellelements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modeltree——〉Blocking——〉pre-mesh，选择Converttounstructmesh；然后选择File——〉ExportMesh。solver选择autodyn，autodyncompatiblefile输出filename.k不需要的网格通过选择none进行屏蔽，比如，不需要壳网格shellelements选择none，点击apply或ok。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——〉ExportMesh，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shellelements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modeltree——〉Blocking——〉pre-mesh，选择Converttounstructmesh；然后点击output——〉seletsolver，outputsolver选择Ls-dyna，点击apply或ok，然后点击output——〉write/viewinput，打开uns文件，outputfile给出文件名，点击done。Autodyn中ICEM网格的导入•1、新建文件：(File-设置文件名、几何特征、单位）•2、选择填充材料：Material-Load-选材料•3、导入网格：Import-.zon(2D)/.geo,.k(3D)-Importallpart•4、填充材料：Compent-new-起名，选part,点add;按MaterialAUTODYN不支持ICEM的二维网格，可对ICEM输出的网格文件info.geo编程修改成.zon的格式再导入。.geo与.zon文件数据段的差别：同样的数据，不同的顺序)(.)(.geoICEMzonTruegrid网格ICEM几何实体SolidworksAutoCADProEUG……AutodynLs_dynaAnsys……文件接口编程处理实体参数化建模ICEM二次开发划分过程命令流集成+抽取共用操作过程制成单个命令Autodyn导入网格的二次开发通用、专用网格软件的配合•通用软件功能强，效率低；•专用软件专一，效率高；•合理分工，协调使用：优先考虑专用软件。•先作整体规化有好处左键中键右键转轮单击并拖动旋转移动上下移动：缩放缩放水平移动：2D旋转单击选择（对某些功能单击并拖动能框选）确认取消——附录1：ICEM中鼠标的使用附录2：杂例实体块点、线的关联映射原理示例_2D（正五边形）常用命令介绍非结构网格工具条网格计算线网格设置总体全局设置几何修补工具条块操作工具条结构网格输出工具条非结构网格输出：File-ExportMesh-.....曲线周围生成四边形层的设置最里一层的网格高度从里向外的增长率层数只适用于几何相关Pactchdependent方法结构网格要点提示中的网格合并网格后处理网格输出联劈导入几何体操作选择块选择实体建