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ICEM


ICEMCFD/AI*Environment 5.0 入门课程

参与者

? 你的名字
– 背景
? CFD? FEA? ? 熟悉 ICEM CFD 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

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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课程概要
? 第1天
– ICEMCFD 5.0介绍
? 主要特征回顾
? ICEMCFD布局 ? 实例 1

? 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

– 划分四面体网格
? 实例 2

– 添加棱柱网格层
? 实例 7
– *附加专题(用户兴趣)

? 实例 3

? 第2天
– 划分六面体网格
? 综述及步骤

? 第4天
– 选择创建适当类型的工程以此为基础进行操 作

? 实例 3
? 实例 4

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

3

ICEMCFD 1990 -2004
? 控制数据 ? ICEM: 整合计算工程及制造 ? Armin Wolf, 创办 ICEM Engineering
– Mulcad

? 2000 年被ANSYS 收购
– Ansys 网格划分工具

? ICEMCFD/AI*Environment 2004
– – – CFD FEA FSI (CFD + FEA)




CFX
Workbench

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

4

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

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

5

什么是 ICEMCFD/AI*Environment?

Workbench AI*E 5.0

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

6

ICEMCFD /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*Environment 5.0

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广泛的 CAD 支持
? 三维实体
– – – – – IGES ACIS Parasolid DWG/DXF GEMS

SolidWorks

Pro/Engineer

? 小平面(三角面)数据

Solid Edge
I-DEAS

– STL – VRML – NASTRAN, PATRAN ANSYS, LS-DYNA

Unigraphics
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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

CATIA

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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

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

9

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

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

10

特性: 面网格
?
?

Patch dependent
Quad Dominant(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

?

All Tri(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

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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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

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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特性: 后处理 – Visual3
Function Icons View Triad

Variable & Color Key Model Tree ( Branch for Result)

Transient, Cut & Iso Surfaces, Streams, Animation, probing, Integration, 1D & 2D windows, Annotation, Comparison with Experimental Data, and much more…

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

13

ICEMCFD 5.0

布局& 工具

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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用户界面布局
撤销/恢复 工具图标 功能标签栏

数据录入面板

图形窗口

模型树

直方图窗口 消息窗口

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

15

主菜单

Help Menu

帮助
Edit Menu

编辑

Settings Menu

设置

Info Menu

信息
File Menu View Menu
ICEMCFD/AI*Environment 5.0 视图

文件 2013-8-28

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功能标签
Geometry 几何
创建/修改几何, 创建质点

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

Edit Mesh 编辑网格
检查 , 平滑, 细化, 粗化, 合并, 移动

Properties 属性
设定密度, 杨氏弹性模量, 泊松比 ( FEA 网格).

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

17

功能标签
Constraints 约束
设定约束( FEA 网格)

Loads 加载
设定压强、压力和温度 ( FEA 网格)

Solve Options 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

Post Processing 后处理
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可视化结果: 切面, 流线, 动画, 积分及其他. ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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鼠标使用
? ‘动态’ 视图模式(单击并拖动)
– 左: – 中: – 右: 旋转 平移 放大(上-下) / 2-D 旋转(向一侧)
选择 (单击 或拖动框选) 应用操作 放弃选择

?

选择模式 (单击)
– 左: – 中: – 右:

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

19

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
取消

在选择模式, 按 F9 切换到动态 模式; 再按 F9 切换回来

多边形
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选择全部

选择可见部分
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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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视图操作

1

使用键盘: H – 主视图 Shift Z - +Z视图

Shift X - +X视图 Shift Y - +Y视图

2
3

单击视图中坐标图标

View > View Control

例如: 单击 Y 轴 使Y 轴 垂直屏幕

保存视图
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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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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 and Subsets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

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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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

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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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)

?

Create Part(创建): 右击弹出选项:
– Create Part by Selection(通过选择)

– Create Part near Position(附近位置)
– Create Part in Region (在区域内)

?

Delete Empty Parts: 删除没有分配几何和网格的 空 parts

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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帮助浏览器
? ? 超链接文档 单击图标展开相应主题的分枝

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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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) Domain 文件(.uns) Attribute 文件(.fbc) Parameter 文件(.par) – 几何及网格参数 – 网格文件 – 网格参数和边界 – 参数
.prj

.tin

.uns

.blk

.fbc .rpl .par .jrf

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TETIN 文件: “TETra INput”

( TETra 输入)

Tetin 文件是ICEM CFD自有几何文件可以输 入到所有 ICEM CFD 划分网格模块
? 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

任务: ICEM CFD GUI 或通过 CAD 接口
结果: Tetin 文件

– 质点

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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ICEMCFD/AI*Environment 工作流程
典型 ICEMCFD/AI*Environment工作流程: Create a new project (创建新的工程) Import/Create geometry(导入/创建几何) Build topology (创建拓扑) Mesh model (Possibly Hex Blocking)(网格模型) Check/edit mesh (检查/编辑网格) Set properties(设置属性) Apply constraints(添加约束) Apply loads (添加负载) Solve (求解) Postprocess(后处理)

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

工作流程

29

新工程
1

2

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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读入/导入几何
? 如果几何是其它 CAD或neutral 格式 选择 “File > Import Geometry > . . . “ 选择相应的 CAD File (ICEM 自动创建*.tin 文件) 如果几何已转为ICEM 格式 (*.tin), choose “File > Geometry > Open Geometry . . . “ 选择 .tin 文 件

?


Open *.tin 文 件
Import CAD 文 件

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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工具概述
? ? 输入修改几何 在 AI*Environment/ICEMCFD 5.0创建简单几 何

Create/Modify Geometry 创建/修改几何
?Points 点

Delete Geometry Repair/Transform 删除几何
?Points 点 ?Curves 线 ?Surfaces 面 ?Bodies 体
ICEMCFD/AI*Environment 5.0

修复/移动

?Curves 线
?Surfaces 面 ?Bodies 体

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?All Types 所有类型

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工具概述
? 拓扑修复后mesh标签栏所有可用工具,用来准备和 生成网格

Extrude Mesh Merge Mesh 拉伸网格

Mesh Generation
Mesh Size Controls 生成网格
Shell, Tet, Prism, Hexa (old gui) 面、四面体、棱柱体、六面体(老界面)

网格尺寸控制

Create Connectors Create Elements 创建单元 创建连接
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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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工具
? 检查网格质量
– 质量直方图 – 平滑/改进网格

– 检查问题

? 移动网格
– 镜像, 平移, 旋转

? 更多 …

Check Mesh 检查网格 Quality Histogram Smooth Mesh
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Transform Mesh
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质量直方图

平滑网格 ICEMCFD/AI*Environment 5.0 移动网格

设置参数
? ? 设置参数: 主菜单 > Settings 7个基本选项控制程序运作:
– General 通用: 处理器和文本编辑器 – Solver 求解器: 选择求解器 – Display 显示: 图形设置 – Selection 选择: 图形选择参数

– Memory 内存: 对不同程序设置内存
– Remote 远程: 配置远程机器 – Speed 速度: 调整显示速度

?

Reset 重置: 设定所有参数为缺省值

我们建议打开: Settings => Selection => “Auto Pick mode”

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35

算例 1 Mount Project

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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Mount 实例, 目标
? 打开 project Mount

?
? ? ? ? ?

File > Import Geo > ACIS=>tetin
– 包括线和面 创建新线和点 创建新Parts 创建质点 设置网格尺寸 划分网格

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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Mount 实例, 导入
? ? ? ? ? 在mount 目录下创建新 工程 “Project1.prj” File > Import > Acis
– 导入mount.sat 文件.

显示从 SAT 文件导入的 线和面 输出窗口显示 34 面 模型树包含parts

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自动曲线和点
? 创建新线和点
– Geometry > Repair geometry > topology

– 采用缺省设置
? 基于公差

– 探测缝隙和丢失的面
? 自动变色

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红: 实体完整, 曲线间隙小于公差

ICEMCFD/AI*Environment 5.0

39

Mount 实例, 工具
? 花一些时间熟悉用户界 面
– 3 鼠标键
? 定位模型

– 标签栏及处于活动状态 图标

?

查找及使用
– 帮助 – 测量工具 – View > View Control >Edit/Save Views

?

显示 (模型树)
– 右击 Curves 或 surfaces – 改变显示选项 – 单击眼镜图标打开或关 闭surface显示

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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Mount 实例, 新 parts
? Parts (模型树中)
– 右击 Parts – 创建新 part
? 名称:BASE

– 移动表面到新part. – 创建另一个part
? 名称:HOLES

– 移动孔表面到part

?

模型树其它注意事项:
– 颜色匹配 – 通过change color改变 Part颜色

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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Mount 实例, 划分网格
? 网格参数
– 左击 Mesh => Surface Params – 选择所有Surface – 设置
Element Sizes to 0.25 Max Deviation to 0.0625

Activate select mode

– Apply

?

选择模式下热键操作
– a for “全部”

– v for “可见”
– p for “多边形”

?

使用鼠标选择/取消选择 曲面或曲线

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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Mount 实例, 保存 project
? ? File => Save project 生成四面体网格
– Mesh => Mesh Tet – 采用缺省设置 – apply

?

其它划分网格选项可用

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ICEMCFD/AI*Environment 5.0

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Mount 实例
? ? 在几分钟内进行如下操 作 练习网格显示
– Solid Wire – Color by quality – Dot nodes – Cut planes

?

察看Edit mesh 标签栏
– Smooth?

– Check mesh?

? ?

也可以返回重新设置网 格参数 休息一会

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