ICEM_CFD_基础教程_A1-入门课件.ppt

ICEMCFD/AI*Environment 5.0 入门课程入门课程ICEMCFD/AI*Environment 5.0参与者参与者•你的名字你的名字 –背景•CFD? FEA?•熟悉熟悉 ICEM CFD 和其它软件和其它软件–CAD 经验•用来划分网格的几何体的来源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2024/9/52ICEMCFD/AI*Environment 5.0课程概要课程概要•第第1天天–ICEMCFD 5.0介绍•主要特征回顾主要特征回顾•ICEMCFD布局布局•实例实例 1–划分四面体网格 •实例实例 2•实例实例 3•第第2天天–划分六面体网格•综述及步骤综述及步骤•实例实例 3•实例实例 4•第第3天天–六面体网格高级特征•实例实例 5–四面体网格修复•实例实例 6–添加棱柱网格层•实例实例 7–*附加专题（用户兴趣）•第第4天天–选择创建适当类型的工程以此为基础进行操作2024/9/53ICEMCFD/AI*Environment 5.0ICEMCFD 1990 -2004•控制数据控制数据•ICEM: 整合计算工程及制造整合计算工程及制造•Armin Wolf, 创办创办 ICEM Engineering–Mulcad•2000 年被年被ANSYS 收购收购– Ansys 网格划分工具•ICEMCFD/AI*Environment 2004–CFD–FEA–FSI (CFD + FEA)–CFX–Workbench2024/9/54ICEMCFD/AI*Environment 5.0不同应用不同应用•FEA 版本版本–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2024/9/55ICEMCFD/AI*Environment 5.0什么是什么是 ICEMCFD/AI*Environment?Workbench AI*E 5.02024/9/56ICEMCFD/AI*Environment 5.0ICEMCFD /AI*Environment 特性特性?•集成化用户界面集成化用户界面•广泛的广泛的CAD支持支持•中面抽取中面抽取/延伸延伸•几何几何 创建创建/修复修复/简化简化•强大的网格工具强大的网格工具–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 •网格编辑网格编辑•六面体网格雕塑六面体网格雕塑 非结构非结构/结构结构•边界条件边界条件 •输出支持输出支持100多种求解器多种求解器•后处理后处理• … 其它其它…2024/9/57ICEMCFD/AI*Environment 5.0广泛的广泛的 CAD 支持支持I-DEASI-DEASSolidWorksSolidWorksPro/EngineerPro/EngineerUnigraphicsUnigraphicsSolid EdgeSolid EdgeCATIACATIA•三维实体三维实体–IGES–ACIS–Parasolid–DWG/DXF–GEMS•小平面（三角面）数据小平面（三角面）数据–STL–VRML–NASTRAN, PATRAN, ANSYS, LS-DYNA2024/9/58ICEMCFD/AI*Environment 5.0特性特性: 四面体网格划分四面体网格划分•自动划分面网格和体网格自动划分面网格和体网格•跨越补丁跨越补丁•单独划分面网格而不划分体网格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对不完整的几何体有容错能力2024/9/59ICEMCFD/AI*Environment 5.0特性特性: 六面体网格划分六面体网格划分•强大的六面体网格生成能力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自顶向下或自底向上分块方法•复杂模型网格的快速生成复杂模型网格的快速生成•快速重复操作快速重复操作–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2024/9/510ICEMCFD/AI*Environment 5.0特性特性: 面网格面网格•Patch dependent•Quad Dominant（（四边形为主）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）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2024/9/511ICEMCFD/AI*Environment 5.0特性特性: 混合网格混合网格•棱柱层棱柱层 –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六面体和四面体区域交界处采用棱锥体 网格网格2024/9/512ICEMCFD/AI*Environment 5.0Function IconsTransient, Cut & Iso Surfaces, Streams, Animation, probing, Integration, 1D & 2D windows, Annotation, Comparison with Experimental Data, and much more…Model Tree ( Branch for Result)Variable & Color KeyView Triad特性特性: 后处理后处理 – Visual32024/9/513ICEMCFD/AI*Environment 5.0ICEMCFD 5.0布局布局& 工具工具 2024/9/514ICEMCFD/AI*Environment 5.0用户界面布局用户界面布局图形窗口图形窗口数据录入面板数据录入面板模型树模型树消息窗口消息窗口工具图标工具图标功能标签栏功能标签栏直方图窗口直方图窗口撤销撤销/恢复恢复2024/9/515ICEMCFD/AI*Environment 5.0主菜单主菜单File Menu文件文件Edit Menu编辑编辑View Menu视图视图Info Menu信息信息Settings Menu设置设置Help Menu帮助帮助2024/9/516ICEMCFD/AI*Environment 5.0功能标签功能标签Mesh网格网格 设置网格尺寸设置网格尺寸, 选择生成面网格选择生成面网格, 四面体四面体,六面体六面体 , 棱柱体网格棱柱体网格Block块块 初始化块初始化块, 分割分割/修改块修改块, 生成结构化网格生成结构化网格Edit Mesh编辑网格编辑网格 检查检查 , 平滑平滑, 细化细化, 粗化粗化, 合并合并, 移动移动Geometry几何几何 创建创建/修改几何修改几何, 创建质点创建质点Properties属性属性 设定密度设定密度, 杨氏弹性模量杨氏弹性模量, 泊松比泊松比 （（ FEA 网格）网格）.2024/9/517ICEMCFD/AI*Environment 5.0功能标签功能标签Loads加载加载 设定压强、压力和温度设定压强、压力和温度 （（ FEA 网格）网格）SolveOptions求解选项求解选项 设置求解参数设置求解参数, 控制变量控制变量, 运行选项和运行选项和 结果文件结果文件Output输出输出 设置边界条件并为多种求解器输出网格设置边界条件并为多种求解器输出网格Constraints约束约束 设定约束（设定约束（ FEA 网格）网格）PostProcessing 后处理后处理 可视化结果可视化结果: 切面切面, 流线流线, 动画动画, 积分及其他积分及其他.2024/9/518ICEMCFD/AI*Environment 5.0鼠标使用鼠标使用•‘动态动态’ 视图模式视图模式(单击并拖动单击并拖动)–左:旋转–中:平移–右:放大(上-下) / 2-D 旋转(向一侧)•选择模式选择模式 (单击单击)–左:选择 (单击 或拖动框选)–中:应用操作–右:放弃选择2024/9/519ICEMCFD/AI*Environment 5.0选择管理器选择管理器•前后关系前后关系•过滤实体过滤实体•通过实体选择通过实体选择Part（（部分）部分） •改进改进subsets（（子集）子集）–简便的限制数据显示–更易于使用•消隐特定的实体消隐特定的实体选择全部选择全部多边形多边形选择可见部分选择可见部分取消取消在选择模式在选择模式, 按按F9F9 切换到动态切换到动态模式模式; 再按再按 F9F9 切换回来切换回来 2024/9/520ICEMCFD/AI*Environment 5.0热键热键选择实体（点、线、面、体、网格）时选择实体（点、线、面、体、网格）时, 可以使用热键可以使用热键:–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在选择模式下, 按按 F9F9 切换到动态模式切换到动态模式; 再按再按 F9F9 切换回来切换回来 2024/9/521ICEMCFD/AI*Environment 5.0视图操作视图操作使用键盘使用键盘: H – 主视图主视图 Shift X - +X视图视图 Shift Y - +Y视图视图Shift Z - +Z视图视图123单击视图中坐标图标单击视图中坐标图标保存视图保存视图View > View Control例如例如: 单击单击 Y 轴轴 使使Y 轴轴 垂直屏垂直屏幕幕2024/9/522ICEMCFD/AI*Environment 5.0模型树模型树•设定窗口显示的图形设定窗口显示的图形•包含包含5个主要项目个主要项目; Geometry几何几何, Mesh网格网格, Properties属性属性, Parts部分部分 and Subsets子集子集•单击模型树分枝上的眼镜图标控制可见与否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2024/9/523ICEMCFD/AI*Environment 5.0模型树模型树•右击显示树中的分枝弹出右击显示树中的分枝弹出 子菜单控制这一分枝显示子菜单控制这一分枝显示•单击勾选或取消相应的显单击勾选或取消相应的显示选项示选项•许多分支允许通过双击获许多分支允许通过双击获取选项取选项2024/9/524ICEMCFD/AI*Environment 5.0模型树模型树: Parts•Parts 分枝包含加载的文件中所有的分枝包含加载的文件中所有的parts 列表列表•对于活动的对于活动的parts 所有的网格单元和几何类型将显示在图所有的网格单元和几何类型将显示在图形窗口形窗口–除非 “Subsets” （子集）激活 (见下一节）•Create Part（（创建）创建）: 右击弹出选项右击弹出选项:–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删除没有分配几何和网格的 空空 parts 2024/9/525ICEMCFD/AI*Environment 5.0帮助浏览器帮助浏览器•超链接文档超链接文档•单击图标展开相应主题的分枝单击图标展开相应主题的分枝2024/9/526ICEMCFD/AI*Environment 5.0文件和目录结构文件和目录结构•所有的文件位于所有的文件位于 Project工作目录下工作目录下–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.prjProject Dir.jrf.blk.rpl2024/9/527ICEMCFD/AI*Environment 5.0TETIN 文件文件: “TETra INput”（（ TETra 输入）输入）•指定实体指定实体 (点点, 线线, 面面) 到到 几何数据库几何数据库:–聚合实体到 Parts•指定网格尺寸指定网格尺寸–模型网格参数 (全局)–单独实体网格参数•定义体定义体–质点任务:ICEM CFD GUI 或通过CAD 接口结果: Tetin 文件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2024/9/528ICEMCFD/AI*Environment 5.0ICEMCFD/AI*Environment 工作流程工作流程典型典型 ICEMCFD/AI*Environment工作流程工作流程: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）工作流程2024/9/529ICEMCFD/AI*Environment 5.0新工程新工程122024/9/530ICEMCFD/AI*Environment 5.0读入读入/导入几何导入几何•如果几何是其它如果几何是其它 CAD或或neutral 格式格式 选择选择 “File > Import Geometry > . . . “ 选择相应的选择相应的 CAD File (ICEM 自动创建自动创建*.tin 文件文件)•如果几何已转为如果几何已转为ICEM 格式格式 (*.tin), choose “File > Geometry > Open Geometry . . . “ 选择选择 .tin 文件文件Import CAD 文文件件或或Open *.tin 文文件件2024/9/531ICEMCFD/AI*Environment 5.0工具概述工具概述•输入修改几何输入修改几何•在在 AI*Environment/ICEMCFD 5.0创建简单几创建简单几何何Create/Modify Geometry 创建创建/修改几何修改几何•Points 点点 •Curves 线线•Surfaces 面面•Bodies 体体Repair/Transform 修复修复/移动移动Delete Geometry 删除几何删除几何•Points 点点 •Curves 线线•Surfaces 面面•Bodies 体体•All Types 所有类型所有类型2024/9/532ICEMCFD/AI*Environment 5.0工具概述工具概述•拓扑修复后拓扑修复后mesh标签栏所有可用工具，用来准备和生标签栏所有可用工具，用来准备和生成网格成网格Mesh Size Controls 网格尺寸控制网格尺寸控制Mesh Generation 生成网格生成网格Shell, Tet, Prism, Hexa (old gui)面、四面体、棱柱体、六面体（老界面）面、四面体、棱柱体、六面体（老界面）Create Elements 创建单元创建单元Merge MeshExtrude Mesh 拉伸网格拉伸网格Create Connectors 创建连接创建连接2024/9/533ICEMCFD/AI*Environment 5.0工具工具•检查网格质量检查网格质量–质量直方图–平滑/改进网格–检查问题•移动网格移动网格–镜像, 平移, 旋转•更多更多 …Smooth Mesh 平滑网格平滑网格Check Mesh 检查网格检查网格Quality Histogram 质量直方图质量直方图Transform Mesh 移动网格移动网格2024/9/534ICEMCFD/AI*Environment 5.0设置参数设置参数•设置参数设置参数: 主菜单主菜单 > Settings•7个基本选项控制程序运作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 重置重置: 设定所有参数为缺省值设定所有参数为缺省值我们建议打开： Settings => Selection =>Settings => Selection => “Auto Pick modeAuto Pick mode”2024/9/535ICEMCFD/AI*Environment 5.0算例 1Mount Project2024/9/536ICEMCFD/AI*Environment 5.0Mount 实例实例, 目标目标•打开打开 project Mount•File > Import Geo > ACIS=>tetin–包括线和面•创建新线和点创建新线和点•创建新创建新Parts•创建质点创建质点•设置网格尺寸设置网格尺寸•划分网格划分网格2024/9/537ICEMCFD/AI*Environment 5.0Mount 实例实例, 导入导入•在在mount 目录下创建新目录下创建新工程工程 “Project1.prj”•File > Import > Acis –导入mount.sat 文件.•显示从显示从 SAT 文件导入的文件导入的线和面线和面•输出窗口显示输出窗口显示 34 面面•模型树包含模型树包含parts2024/9/538ICEMCFD/AI*Environment 5.0自动曲线和点自动曲线和点•创建新线和点创建新线和点–Geometry > Repair geometry > topology–采用缺省设置•基于公差基于公差–探测缝隙和丢失的面•自动变色自动变色红红: 实体完整实体完整, 曲线间隙小于公差曲线间隙小于公差2024/9/539ICEMCFD/AI*Environment 5.0Mount 实例实例, 工具工具•花一些时间熟悉用户界花一些时间熟悉用户界面面–3 鼠标键•定位模型定位模型–标签栏及处于活动状态图标•查找及使用查找及使用–帮助–测量工具–View > View Control >Edit/Save Views•显示显示 (模型树模型树)–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2024/9/540ICEMCFD/AI*Environment 5.0Mount 实例实例, 新新 parts•Parts (模型树中模型树中)–右击 Parts–创建新 part•名称：名称：BASE–移动表面到新part.–创建另一个part•名称：名称：HOLES–移动孔表面到part•模型树其它注意事项：模型树其它注意事项：–颜色匹配–通过change color改变Part颜色2024/9/541ICEMCFD/AI*Environment 5.0Mount 实例实例, 划分网格划分网格•网格参数网格参数–左击 Mesh => Surface Params–选择所有Surface–设置Element Sizes to 0.25Max Deviation to 0.0625 –Apply•选择模式下热键操作选择模式下热键操作–a for “全部”–v for “可见”–p for “多边形”•使用鼠标选择使用鼠标选择/取消选择取消选择曲面或曲线曲面或曲线Activate select mode2024/9/542ICEMCFD/AI*Environment 5.0Mount 实例实例, 保存保存 project•File => Save project•生成四面体网格生成四面体网格–Mesh => Mesh Tet–采用缺省设置 – apply •其它划分网格选项可用其它划分网格选项可用2024/9/543ICEMCFD/AI*Environment 5.0Mount 实例实例•在几分钟内进行如下操作在几分钟内进行如下操作•练习网格显示练习网格显示–Solid Wire–Color by quality–Dot nodes–Cut planes•察看察看Edit mesh 标签栏标签栏–Smooth? –Check mesh?•也可以返回重新设置网格也可以返回重新设置网格参数参数•休息一会休息一会2024/9/544。