选择所有的块后接着选择部分INL、OUT和SYM的平面(如图)。在选择平面时可以用Blocks> Select corner vertices,选择图中箭头所示的顶点,这些顶点代表了在部分INL、OUT和SYM里平面的对角。
单击应用后,O网格块将在块结构中被构造出来,如图:
注意:如果块的结果与上图不一致,用户可以使用撤消功能。
选择Edit Block > Rescale O grid,将弹出重新定义O网格尺寸的菜单,选择如图所示的边,在Offset中键入0.5,关闭Absolute后点击应用。
选择Blocking > Pre Mesh Params > Update size,在弹出如图的窗口里选择Update all(更新全部)后,点击确认。
关闭在打开Pre-Mesh,在弹出的窗口里单击Yes确认重新计算网格。 生成如下图所示的新网格:
在树型目录里打开mesh,关闭其他如曲线、面、边的实体显示。 4.1.12:检查网格并保存
选择Blocking > Pre Mesh Quality,以角度为检查依据,我们会发现网格质量是高
的。
选择Blocking > Pre Mesh Quality,以Determinant2*2*2为检查依据,将看出这个网格的质量满足任何一个商用求解器。
选择File > Mesh > Load from Blocking,以hex.uns保存网格。
选择File > Save Blocking保存块结构,在弹出的窗口中点击Save,以扩展名blk保存块文件。
最后,选择File > Exit退出程序。
附:
在CFD计算中,网格技术是影响求解精度和速度的重要因素之一,ANSYS ICEM CFD是一款功能强大的CFD前后处理器,相比同类的商用软件,在网格生成的速度、质量控制、网格输出接口方面都有很大的优势和潜力。
利用Hexa生成网格最重要的就是分块构想,对于复杂的几何模型,可以有不同的分块方案,选择一个合适的划分方式直接决定了最终生成的网格质量可以到达的水平。另外,使用Hexa模块生成六面体网格,在划分过程及网格平滑、编辑过程中都不必定义它的结构类型,在最终确定网格以后,可以选择将其作为结构或者非结构网格输出给求解器。结构六面体网格对每一个分块区域都将产生一个分区文件(domain.n),而非结构网格所有的节点信息只包含在一个文件中。
众多的用户认为ANSYS ICEM CFD的四面体网格划分工具Tetra是其做得最好的一个工具模块。它可以直接对CAD模型或者STL生成四面体网格而不需要先生成表面三角形网格,其内部网格与表面拓扑独立,并能很好的匹配事先规定的用
来表达几何形状的关键点和曲线。Tetra定义自然尺寸决定各个几何特征上四面体网格尺寸,并可单独针对每一个材料点区域进行粗化或者细化计算。在模型数据输入以后,Tetra根据读入的曲线和曲面用线段和三角形进行近似,并将预先定义的点设为网格顶点,当在表面存在间断但没有曲线定义,Tetra划分的三角形会自由越过这个间断,而预先定义的点会使它辨认出曲线上尖锐的拐弯,并且Tetra中的模型检查工具可以自动在尖锐的几何特征上获得点和曲线。此外,对于已有的三角形表面网格,Tetra可以根据其生成四面体网格,尽管生成的网格节点并不和原始的网格节点完全重合,但是通过三角形表面网格它可自动识别关键点和曲线,从而使网格符合几何模型的形状,这对于从别的网格数据或者立体扫描数据中导入模型是很有用处的。
ICEM CFD Tetra生成四面体网格的空间划分是基于八叉树算法(8-Octree),这种算法保证了需要的区域有足够的网格密度,但是为了快速计算生成网格,首先构造一个初始的网格来包围整个几何模型,然后单元会被不断的细分达到定义的最大网格尺寸(如图2.7所示),每个维的尺寸按照二分之一分割,对于三维就是八分之一,再通过节点调整以匹配几何特征点和曲线(如图2.8所示),剔除材料体外的网格单元后进一步通过单元细化、节点移动、合并、交换和删
除来平滑网格使其年达到最终质量要求, 图2.7 曲线定义的最大尺寸和细分后
的初始网格
如图2.9所示:
图2.8 匹配几何模型后的网格 图2.9 最终的网格
图2.10所示是一个活塞阀模型利用Tetra划分 的网格(包括三十万四面体单元),在上部的弯管之间有一个细阀管,其连接固定处设置为稠密区来自动加密网格。
使用Tetra划分四面体网格的基本过程比较简单,生成网格速度快,能够容忍几何模型的不完善,在初始的网格形成以后,可以通过编辑功能来自动修改重复单元等错误,利用平滑功能提
高网格质量。 图
2.10 活塞阀的四面体网格
2.3.3 其他网格工具
ICEM CFD Prism是三棱柱网格工具,主要是用于在四面体网格的基础上快速生成三棱柱边界层网格。
ICEM CFD Hybrid是指可以生成四面体和六面体混合网格,在连接处采用金字塔形的单元。
ICEM CFD Quad用于生成四边形表面网格,可以通过简单的拉伸得到非结构六面体网格。
ICEM CFD Global与ICEM CFD Autohexa分别是自动笛卡儿网格和自动六面体
网格工具,由于本文使用的软件版本中没有相应的模块,所以不做说明,其中关于Autohexa,一些相关的资料表明没有什么工程实用价值,只能对复杂程度很低的模型生成网格。
2.3.4 ANSYS ICEM CFD的工程及其包含文件
ICEM CFD在打开或者创建一个工程时,总是读入一个扩展名为prj(project)的文件,即工程文件,其中包含了该工程的基本信息,包括工程状态及相关子文件的信息。
一个工程的可能包含的子文件如下(以“name”代表文件名):
name.tin(tetin)文件:几何模型文件,在其中可以包含网格尺寸定义的信息; name.blk(blocking)文件:六面体网格拓扑块文件; domain.n文件:结构六面体网格分区文件,n表示分区序号; name.uns(unstructured)文件:非结构网格文件;
multi-block文件:结构六面体网格文件,包含各个分区的链接信息,在输出网格用它来链接各个网格分区文件。
name.jrf文件:操作过程的记录文件,但不同于命令记录。
family.boco(boundary condition)、boco和name.fbc文件:边界条件文件; family_topo和top_mulcad_out.top文件:结构六面体网格的拓扑定义文件。 name.rpl(replay)文件:命令流文件。记录ANSYS ICEM CFD的操作命令码,可以通过修改或编写后导入软件,自动执行相应的操作命令。对于已经划分网格的模型,当其几何参数发生改变,而几何元素的名称及所属的族名称没有发生变化,就可以通过读入命令流文件重新执行所有命令,从而很方便的再生成网格,利用这个功能通过记录一个模型网格划分的命令流而建立这类模型的操作模块将会节省大量时间(前提是这一类的模型在几何形状上不能有太大的差别,因为并不能保证同一种拓扑分块方案会适合所有仅仅是“貌似”的模型)。
(完于2005年7月)