ICEM-CFD基础教程与实例

ICEMCFD/AI*Environment5.0入门课程ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/282参与者•你的名字–背景•CFD?FEA?•熟悉ICEMCFD和其它软件–CAD经验•用来划分网格的几何体的来源–用来分析的软件–你对这个教程的期待ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/283课程概要•第1天–ICEMCFD5.0介绍•主要特征回顾•ICEMCFD布局•实例1–划分四面体网格•实例2•实例3•第2天–划分六面体网格•综述及步骤•实例3•实例4•第3天–六面体网格高级特征•实例5–四面体网格修复•实例6–添加棱柱网格层•实例7–*附加专题（用户兴趣）•第4天–选择创建适当类型的工程以此为基础进行操作ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/284ICEMCFD1990-2004•控制数据•ICEM:整合计算工程及制造•ArminWolf,创办ICEMEngineering–Mulcad•2000年被ANSYS收购–Ansys网格划分工具•ICEMCFD/AI*Environment2004–CFD–FEA–FSI(CFD+FEA)–CFX–WorkbenchICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/285不同应用•FEA版本–前后处理包括加载,约束和属性标签栏,与FEA求解器例如ANSYS,ABAQUS,LS-DYNA和NASTRAN协同工作.•CFD版本–前后处理但不包括加载,约束和属性标签栏，包含棱柱网格生成工具.为100多种CFD求解器输出网格.•FSI–FEA和CFD特性的联合•Workbench–Workbench中高级网格划分模块ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/286什么是ICEMCFD/AI*Environment?WorkbenchAI*E5.0ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/287ICEMCFD/AI*Environment特性?•集成化用户界面•广泛的CAD支持•中面抽取/延伸•几何创建/修复/简化•强大的网格工具–从CAD模型、带网格的CAD模型、网格模型生成四面体网格–面网格,patch依赖,patch不依赖,映射,结构/非结构–六面体网格雕塑,非结构,结构,四边形网格拉伸•网格编辑•六面体网格雕塑非结构/结构•边界条件•输出支持100多种求解器•后处理•…其它…ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/288广泛的CAD支持I-DEASSolidWorksPro/EngineerUnigraphicsSolidEdgeCATIA•三维实体–IGES–ACIS–Parasolid–DWG/DXF–GEMS•小平面（三角面）数据–STL–VRML–NASTRAN,PATRAN,ANSYS,LS-DYNAICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/289特性:四面体网格划分•自动划分面网格和体网格•跨越补丁•单独划分面网格而不划分体网格–面网格可以单独保存•对不完整的几何体有容错能力ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2810特性:六面体网格划分•强大的六面体网格生成能力•自顶向下或自底向上分块方法•复杂模型网格的快速生成•快速重复操作–弹性分块适合相似几何模型–对几何尺寸改变后的几何模型自动重划分网格ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2811特性:面网格•Patchdependent•QuadDominant（四边形为主）:–允许几个三角形过渡–适用于复杂面网格划分生成全四边形网格质量低时•AllTri（全三角形）:–允许全部生成三角形网格–如果几何模型好，用其生成面网格有效率•Tri(STL-like):–生成三角面面网格–没有内部点ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2812特性:混合网格•棱柱层–在四面体网格中提高边界层计算结果•六面体和四面体区域交界处采用棱锥体网格ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2813FunctionIconsTransient,Cut&IsoSurfaces,Streams,Animation,probing,Integration,1D&2Dwindows,Annotation,ComparisonwithExperimentalData,andmuchmore…ModelTree(BranchforResult)Variable&ColorKeyViewTriad特性:后处理–Visual3ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2814ICEMCFD5.0布局&工具ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2815用户界面布局图形窗口数据录入面板模型树消息窗口工具图标功能标签栏直方图窗口撤销/恢复ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2816主菜单FileMenu文件EditMenu编辑ViewMenu视图InfoMenu信息SettingsMenu设置HelpMenu帮助ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2817功能标签Mesh网格设置网格尺寸,选择生成面网格,四面体,六面体,棱柱体网格Block块初始化块,分割/修改块,生成结构化网格EditMesh编辑网格检查,平滑,细化,粗化,合并,移动Geometry几何创建/修改几何,创建质点Properties属性设定密度,杨氏弹性模量,泊松比（FEA网格）.ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2818功能标签Loads加载设定压强、压力和温度（FEA网格）SolveOptions求解选项设置求解参数,控制变量,运行选项和结果文件Output输出设置边界条件并为多种求解器输出网格Constraints约束设定约束（FEA网格）PostProcessing后处理可视化结果:切面,流线,动画,积分及其他.ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2819鼠标使用•‘动态’视图模式(单击并拖动)–左:旋转–中:平移–右:放大(上-下)/2-D旋转(向一侧)•选择模式(单击)–左:选择(单击或拖动框选)–中:应用操作–右:放弃选择ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2820选择管理器•前后关系•过滤实体•通过实体选择Part（部分）•改进subsets（子集）–简便的限制数据显示–更易于使用•消隐特定的实体选择全部多边形选择可见部分取消在选择模式,按F9切换到动态模式;再按F9切换回来ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2821热键选择实体（点、线、面、体、网格）时,可以使用热键:–a–选择全部–v–所有可见–m–切换框选择和多变形选择区域模式，在如下两种模式间切换:–选择完全处于区域中的实体–包括部分处于区域中的实体–p–多边形选择–P–通过part（部分）选择–S–通过subset（子集）选择–x–取消–..–?热键列表,在消息窗口中显示在选择模式下,按F9切换到动态模式;再按F9切换回来ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2822视图操作使用键盘:H–主视图ShiftX-+X视图ShiftY-+Y视图ShiftZ-+Z视图123单击视图中坐标图标保存视图ViewViewControl例如:单击Y轴使Y轴垂直屏幕ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2823模型树•设定窗口显示的图形•包含5个主要项目;Geometry几何,Mesh网格,Properties属性,Parts部分andSubsets子集•单击模型树分枝上的眼镜图标控制可见与否–红X图标表示这一分枝(包含所有子分枝)不显示–整个眼镜图标表示这一分枝下所有可显示项均可见–半个眼镜图标表示这一分枝下部分子分枝显示，部分不显示ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2824模型树•右击显示树中的分枝弹出子菜单控制这一分枝显示•单击勾选或取消相应的显示选项•许多分支允许通过双击获取选项ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2825模型树:Parts•Parts分枝包含加载的文件中所有的parts列表•对于活动的parts所有的网格单元和几何类型将显示在图形窗口–除非“Subsets”（子集）激活(见下一节）•CreatePart（创建）:右击弹出选项:–CreatePartbySelection（通过选择）–CreatePartnearPosition（附近位置）–CreatePartinRegion（在区域内）•DeleteEmptyParts:删除没有分配几何和网格的空partsICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2826帮助浏览器•超链接文档•单击图标展开相应主题的分枝ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2827文件和目录结构•所有的文件位于Project工作目录下–打开project建立工作目录–同时打开project设置文件(.prj)•主要文件类型:–Tetin文件(.tin)–几何及网格参数–Domain文件(.uns)–网格文件–Attribute文件(.fbc)–网格参数和边界–Parameter文件(.par)–参数.fbc.par.uns.tin.prj.jrf.blk.rplICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2828TETIN文件:“TETraINput”（TETra输入）•指定实体(点,线,面)到几何数据库:–聚合实体到Parts•指定网格尺寸–模型网格参数(全局)–单独实体网格参数•定义体–质点任务:ICEMCFDGUI或通过CAD接口结果:Tetin文件Tetin文件是ICEMCFD自有几何文件可以输入到所有ICEMCFD划分网格模块ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2829ICEMCFD/AI*Environment工作流程典型ICEMCFD/AI*Environment工作流程:Createanewproject（创建新的工程）Import/Creategeometry（导入/创建几何）Buildtopology（创建拓扑）Meshmodel(PossiblyHexBlocking)（网格模型）Check/editmesh（检查/编辑网格）Setproperties（设置属性）Applyconstraints（添加约束）Applyloads（添加负载）Solve（求解）Postprocess（后处理）工作流程ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2830新工程12ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2831读入/导入几何•如果几何是其它CAD或neutral格式选择“FileImportGeometry...“选择相应的CADFile(ICEM自动创建*.tin文件)•如果几何已转为ICEM格式(*.tin),choose“FileGeometryOpenGeometry...“选择.tin文件ImportCAD文件或Open*.tin文件ICEMCFD/AI*Environment5.02014/3/2832工具概述•输入修改几何•在AI*Environment/ICEMCFD5.0创建简单几何Create/ModifyGeometry创建/修改几何•Points点•Curves线•Surfaces面•Bodies体Repair/Transform修复/移动DeleteGeometry删除几何•Points点•