ANSYS ICEMCFD自動(dòng)體網(wǎng)格生成.ppt

1、自動(dòng)體網(wǎng)格劃分,體網(wǎng)格劃分,自動(dòng)創(chuàng)建三維網(wǎng)格單元填充空間 一般為 “非結(jié)構(gòu)” 主要為 四面體網(wǎng)格 全三維分析 二維分析不能真實(shí)模擬 內(nèi)/外流動(dòng)模擬 結(jié)構(gòu)化實(shí)體建模 熱應(yīng)力 更多內(nèi)容! 標(biāo)準(zhǔn)流程 從幾何開(kāi)始 Octree tetra（八叉樹(shù)四面體） Robust（魯棒性） Walk over features Cartesian（迪卡爾） 最快 必須設(shè)定尺寸,從已存在的網(wǎng)格開(kāi)始 Delauney/T-grid 快速 Advancing Front 梯度光順，尺寸過(guò)渡 六面體核心網(wǎng)格 全六面體,同時(shí)存在幾何和面網(wǎng)格 部分模型已存在網(wǎng)格 增長(zhǎng)層 “棱柱” “多區(qū)域” Block,網(wǎng)格計(jì)算 網(wǎng)格 完成

2、網(wǎng)格 體網(wǎng)格 生成棱柱網(wǎng)格 (可選) 作為分開(kāi)的過(guò)程 也可以隨四面體網(wǎng)格生成自動(dòng)劃分,一般步驟,首先設(shè)置體網(wǎng)格參數(shù) 全局參數(shù)設(shè)置 體網(wǎng)格參數(shù) 選擇網(wǎng)格類型 在網(wǎng)格類型下選擇網(wǎng)格生成方法 為特定方法設(shè)置選項(xiàng) 設(shè)定網(wǎng)格尺寸 全局 作為面網(wǎng)格 局部 局部/面/線 網(wǎng)格 設(shè)置 作為面網(wǎng)格 限于從幾何開(kāi)始 Octree（叉樹(shù)） Cartesian（迪卡爾） 定義體區(qū)域 一般在復(fù)雜模型上進(jìn)行Octree劃分 多區(qū)域 定義密度區(qū)域 (可選) 在體內(nèi)幾何不真實(shí)存在的區(qū)域定義網(wǎng)格尺寸,導(dǎo)入/創(chuàng)建表面網(wǎng)格 作為面網(wǎng)格 對(duì)于 Delauney, Advancing Front, T-grid, Hex-Domina

3、nt 所有這些類型采用全局和局部網(wǎng)格設(shè)置，從幾何開(kāi)始自動(dòng)創(chuàng)建網(wǎng)格而不需要用戶干預(yù)， 如果有疑問(wèn)，可以先生成面網(wǎng)格，然后從面網(wǎng)格開(kāi)始。,定義材料點(diǎn),定義體區(qū)域可選用于復(fù)雜幾何多體區(qū)域幾何 - 創(chuàng)建體材料點(diǎn)兩點(diǎn)中心任意選擇兩點(diǎn)使其中點(diǎn)在體區(qū)域內(nèi)首選在特定點(diǎn)通過(guò)體內(nèi)點(diǎn)在體內(nèi)定義體區(qū)域由拓?fù)潢P(guān)系通過(guò)設(shè)置封閉曲面定義體必須首先建立診斷拓?fù)湔麄€(gè)模型自動(dòng)定義所有體已經(jīng)選擇的面用戶從封閉體選擇面,網(wǎng)格類型,四面體/混合 最普遍 四面體 帶有六面體核心網(wǎng)格 六面體網(wǎng)格 (cartesian) 填充主要區(qū)域 四面體(陣面推進(jìn)法則) 用來(lái)填充表面或棱柱層和六面體核心網(wǎng)格之間的區(qū)域 四面體和六面體網(wǎng)格間采用金字塔過(guò)渡

4、 有附面層 從三角形表面網(wǎng)格生成棱柱層 從四邊形面網(wǎng)格生成六面體網(wǎng)格 四面體/或六面體核心網(wǎng)格填充內(nèi)部區(qū)域 金字塔覆蓋四邊形區(qū)域 六面體核或六面體附面層 與結(jié)構(gòu)六面體網(wǎng)格合并的混合網(wǎng)格,純四面體,有棱柱層的四面體,四面體/棱柱層/六面體核心網(wǎng)格,網(wǎng)格類型,六面體為主的網(wǎng)格 從已存在的四邊形面網(wǎng)格開(kāi)始 近表面的六面體網(wǎng)格質(zhì)量較好 有時(shí)內(nèi)部網(wǎng)格質(zhì)量稍差 能夠很好滿足靜態(tài)變形要求 笛卡爾 自動(dòng)純六面體 Rectilinear mesh 階梯梯度 體適應(yīng) 最快速創(chuàng)建體網(wǎng)格方法,網(wǎng)格生成方法,四面體/混合 魯棒性 (八叉樹(shù)) 和面網(wǎng)格一樣 Patch Independent 保留體內(nèi)四面體網(wǎng)格 如果已經(jīng)

5、有復(fù)雜的不干凈的幾何 不想花太多時(shí)間處理幾何 不想花太多時(shí)間仔細(xì)化面網(wǎng)格 不想花時(shí)間修補(bǔ)簡(jiǎn)化幾何 只需要在幾何上設(shè)置適當(dāng)?shù)某叽?Parts Surfaces Curves,八叉樹(shù)方法 Octree,幾何,網(wǎng)格細(xì)節(jié),網(wǎng)格,忽略狹長(zhǎng)面,ICEM Tetra 使用 獨(dú)立于幾何小面的 Octree 方法 體網(wǎng)格 首先生成獨(dú)立于幾何模型的體網(wǎng)格 網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)映射到模型表面、線和點(diǎn)上 同時(shí)產(chǎn)生表面網(wǎng)格 網(wǎng)格與幾何表面的構(gòu)成不關(guān)聯(lián) 不是表面上所有的邊需要捕捉 隱藏線/點(diǎn) Delete Filter points/curves under Build Diagnostic Topology,八叉樹(shù)四面體網(wǎng)格對(duì)幾何

6、的需求,需要封閉的幾何模型Build Diagnostic Topology查找丟失的面查找洞和縫隙四面體能忽略小于當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)格尺寸的縫隙推薦捕捉幾何的特征線和點(diǎn)推薦定義區(qū)域的材料點(diǎn)對(duì)于簡(jiǎn)單的幾何，四面體網(wǎng)格生成器能夠自動(dòng)生成物質(zhì)點(diǎn)設(shè)置全局、表面和線段的網(wǎng)格參數(shù)注意網(wǎng)格數(shù)量信息,幾何修復(fù)工具能快速找到問(wèn)題并予以解決,丟失入口面,高亮黃邊顯示洞的存在,使用點(diǎn)和線特征,引入幾何模型,不包括點(diǎn)和線 僅在表面設(shè)定網(wǎng)格大小,粗化的網(wǎng)格忽略了幾何細(xì)節(jié),曲線和點(diǎn)影響網(wǎng)格捕捉幾何的能力! 創(chuàng)建拓?fù)?能容易地捕捉幾何的特征線與點(diǎn),曲線和點(diǎn)包括 網(wǎng)格參數(shù)在面和線上設(shè)置,捕捉了網(wǎng)格細(xì)節(jié),Octree 選項(xiàng),設(shè)置選項(xiàng):

7、全局網(wǎng)格設(shè)置 體網(wǎng)格參數(shù) 作為后臺(tái)運(yùn)行 作為獨(dú)立過(guò)程運(yùn)行. 圖形界面保持交互式. 快速過(guò)渡 從粗網(wǎng)格到細(xì)網(wǎng)格快速過(guò)渡 減少網(wǎng)格量 Edge Criterion（邊評(píng)判） 通過(guò)一個(gè)因子細(xì)分網(wǎng)格比設(shè)定參數(shù)能更好的捕捉幾何外形 定義 Thin cuts 處理細(xì)縫、尖角的工具 用戶選擇一對(duì)部件 解決兩個(gè)相鄰面的單元突越 光順 網(wǎng)格生成后自動(dòng)光順 粗化 更多細(xì)節(jié)請(qǐng)見(jiàn)幫助手冊(cè),Octree 選項(xiàng),運(yùn)行選項(xiàng): 計(jì)算網(wǎng)格 體網(wǎng)格參數(shù) 創(chuàng)建棱柱層 部件網(wǎng)格設(shè)置后開(kāi)始 四面體網(wǎng)格完成后立即開(kāi)始 在現(xiàn)有的四面體網(wǎng)格上生成 創(chuàng)建六面體核心網(wǎng)格 保留表面網(wǎng)格（或棱柱層），拋棄四面體網(wǎng)格 迪卡爾網(wǎng)格填充體內(nèi)部 金字塔過(guò)渡

8、 輸入 選擇幾何 選擇所有可見(jiàn) 一個(gè)一個(gè)部件進(jìn)行 每個(gè)部件網(wǎng)格獨(dú)立 部件之間網(wǎng)格非一致 從文件開(kāi)始 選擇tin文件 使用已有的網(wǎng)格 選擇已經(jīng)生成面網(wǎng)格的部件 采用一致性匹配八叉樹(shù)體網(wǎng)格和面網(wǎng)格,基于曲率變化的網(wǎng)格自適應(yīng)加密,基于曲率網(wǎng)格細(xì)分 八叉樹(shù) 自動(dòng)細(xì)分以捕捉幾何細(xì)部特征，細(xì)分的網(wǎng)格小于表面設(shè)定的網(wǎng)格 輸入尺寸需要與 Scale Factor相乘，該值是網(wǎng)格細(xì)分的下限 主要用于幾何形狀確定網(wǎng)格大小，避免了對(duì)每一對(duì)象設(shè)定網(wǎng)格參數(shù),Natural Size: 與 Factor 相乘得到全局最小的網(wǎng)格尺寸,設(shè)定網(wǎng)格尺寸（Prescribed element size）: 表面/曲線的最大網(wǎng)格參數(shù)

9、與比例因子相乘得到的實(shí)際網(wǎng)格尺寸,設(shè)定網(wǎng)格尺寸足夠了,在曲率變化段網(wǎng)格自動(dòng)細(xì)分,曲率自適應(yīng),Prescribed size,Min size limit,Refinement = 12,加密 沿圓上布置的網(wǎng)格數(shù)量 避免網(wǎng)格細(xì)分達(dá)到global minimum 這會(huì)造成網(wǎng)格數(shù)量極其大 沿圓布置的網(wǎng)格數(shù)量達(dá)到設(shè)定值后即停止增長(zhǎng) 不會(huì)低于網(wǎng)格Natural size的網(wǎng)格 例子 采用更大的網(wǎng)格完成細(xì)化網(wǎng)格填充 不用全局最小尺寸捕捉曲率,自適應(yīng)加密, 縫道處的網(wǎng)格,Prescribed size,Min size limit,Cells in Gap = 5,Prescribed size,Natur

10、al size (1/5th smaller),Cells in Gap = 5,縫道單元 在窄縫隙的需要的網(wǎng)格數(shù)量 避免網(wǎng)格細(xì)分達(dá)到global minimum 這會(huì)造成網(wǎng)格數(shù)量極其大 沿圓布置的網(wǎng)格數(shù)量達(dá)到設(shè)定值后即停止增長(zhǎng) 縫隙網(wǎng)格不會(huì)小于natural size 例子 縫隙僅僅一個(gè)網(wǎng)格 不會(huì)小于natural size 必須設(shè)置更小的 natural size,Workshop,進(jìn)行 EngineBlock 教程,網(wǎng)格生成方法,四面體/混合網(wǎng)格 快速 (陣面推進(jìn)) 如果已經(jīng)有質(zhì)量好的表面網(wǎng)格 從表面網(wǎng)格開(kāi)始 從八叉樹(shù) 從導(dǎo)入的部分面網(wǎng)格 Uses initial point cloud

11、; distributed so that the centroid of any tetra is outside circumsphere of any neighboring tetra,設(shè)置選項(xiàng): 內(nèi)存分配因子 分配更多的內(nèi)存 通常自動(dòng)化 增長(zhǎng)因子 從面開(kāi)始的增長(zhǎng)率 填補(bǔ)體網(wǎng)格里的洞 劃分所有區(qū)域網(wǎng)格 對(duì)于多物質(zhì)點(diǎn)體網(wǎng)格生成，完成后進(jìn)行體網(wǎng)格part分配 錯(cuò)誤輸出診斷,網(wǎng)格方法,四面體/混合 光順(Advancing Front) 和陣面推進(jìn)一樣快 (Delauney) 但是 使用陣面推進(jìn)法從表面向內(nèi)部推進(jìn)網(wǎng)格 來(lái)自 GE/CFX 的算法 網(wǎng)格尺度變化更加漸進(jìn) 更精細(xì) 表面網(wǎng)格質(zhì)量必須

12、相當(dāng)高 設(shè)置選項(xiàng): 自適應(yīng)檢查 檢查填充小縫隙 運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng) Tgrid 來(lái)自fluent的體網(wǎng)格運(yùn)算法 和delauney略有不同 靠近表面漸進(jìn)過(guò)渡 向內(nèi)部快速過(guò)渡,網(wǎng)格方法,運(yùn)行選項(xiàng): 類似 Delauney, Advancing Front, TGrid 創(chuàng)建 棱柱層 /六面體核心網(wǎng)格 和 八叉樹(shù) 法一樣 對(duì)于 Advancing Front, TGrid 不提供六面體核心網(wǎng)格 輸入 所有幾何 沒(méi)有用戶輸入，首先運(yùn)行表面網(wǎng)格 采用參數(shù) Shell/Part/Surface/Curve Mesh 設(shè)置 現(xiàn)有網(wǎng)格 Part by Part/From File 和 Octree 法類似 體部件名

13、稱 對(duì)于新生成的四面體網(wǎng)格,Comparison,Octree,Delauney,Adv.front,Expansion Ratio=1.2,設(shè)置網(wǎng)格尺寸,Create Mesh Density 用一定大小的網(wǎng)格填充體區(qū)域,例如. 在機(jī)翼尾跡設(shè)定這樣的區(qū)域 無(wú)實(shí)際幾何!(例如圓柱) 網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不限制在密度盒表面 可以與幾何表面相交 在密度盒內(nèi)創(chuàng)建密度盒 設(shè)置Size 需要乘以比例因子Scale Factor Ratio 網(wǎng)格生長(zhǎng)比率 Width 密度盒內(nèi)填充網(wǎng)格的層數(shù) 類型Type Points 用2-8個(gè) 位置的點(diǎn)（2點(diǎn)為圓柱狀） Entity bounds 用選擇對(duì)象的邊界作密度盒,其他全局

14、網(wǎng)格設(shè)置選項(xiàng),定義周期性邊界條件Define Periodicity 在周期性面上強(qiáng)行節(jié)點(diǎn)對(duì)齊 對(duì)于劃分網(wǎng)格和求解，僅需要取幾何的一個(gè)周期 旋轉(zhuǎn)周期 輸入基點(diǎn) Base, 軸Axis, 和角度 Angle 平移周期 輸入偏移量 offset,經(jīng)驗(yàn): 把材料點(diǎn)放在近中間面,棱柱層網(wǎng)格劃分,棱柱層 為了更好模擬邊界層效應(yīng) 網(wǎng)格和表面正交 過(guò)程 設(shè)定全局棱柱層參數(shù) 選擇產(chǎn)生棱柱層的部件 通常為壁面邊界 為每個(gè)部件設(shè)定局部參數(shù) 覆蓋全局設(shè)定 參數(shù)默認(rèn)為0，則采用全局設(shè)定 從存在的網(wǎng)格開(kāi)始 作為體網(wǎng)格的一部分運(yùn)行,棱柱層 全局參數(shù),Others to follow,全局棱柱參數(shù) Growth law 增

15、長(zhǎng)規(guī)律 exponential: 指數(shù) h(r)(n-1) n 為層 linear: 線性 h(1+(n-1)(r-1) Initial height 初始高度 h 不指定時(shí)自動(dòng)計(jì)算 Number of layers 層數(shù)N Height ratio 高度比率r Total height 總高度 總棱柱厚度 指定4個(gè)參數(shù)中的3個(gè) Compute params 將計(jì)算余下的參數(shù),運(yùn)行生成棱柱層,從體網(wǎng)格開(kāi)始 在運(yùn)行體網(wǎng)格之前必須打開(kāi)每個(gè)部件棱柱層網(wǎng)格設(shè)置 設(shè)置 高度, 比率, 層數(shù) 否則采用全局默認(rèn)參數(shù) 在 Tetra/Mixed 選項(xiàng)里打開(kāi)創(chuàng)建棱柱層 立刻運(yùn)行計(jì)算,Note: Use only

16、 when confident of your geometry and sizes defined.,運(yùn)行生成棱柱層,獨(dú)立進(jìn)行 Compute Mesh Prism Mesh 打開(kāi)部件設(shè)置棱柱層參數(shù) 可以設(shè)置 高度, 比率, 層數(shù) 其他采用全局默認(rèn)參數(shù) 從表面網(wǎng)格開(kāi)始 從體網(wǎng)格開(kāi)始 可以支持四面體 不能從六面體核心網(wǎng)格開(kāi)始 不能和內(nèi)部六面體網(wǎng)格沖突 Compute,棱柱層 光順選項(xiàng)1,Fix marching direction 保持棱柱網(wǎng)格生成與表面正交 Min prism quality 最低允許棱柱質(zhì)量 每層都受此限定 當(dāng)質(zhì)量不滿足時(shí)，重新方向光順或者用金子塔型單元覆蓋或替換 Orth

17、o weight 正交權(quán)因子 節(jié)點(diǎn)移動(dòng)權(quán)因子（0為提高三角形質(zhì)量，1為提高棱柱正交性） Fillet ratio 倒角比率見(jiàn)下一頁(yè),棱柱層選項(xiàng) 圓角比率,Fillet Ratio = 0.0,Fillet Ratio = 0.5,Fillet Ratio = 1.0,圓角比率 Fillet Ratio 在尖拐角處圓滑棱柱網(wǎng)格線 0 = 無(wú)圓角 1 =圓角曲率等于棱柱層高度 如果在狹窄的空間通常夾角小于60, 可能沒(méi)有空間生成按比率圓角,棱柱層選項(xiàng) 最大棱柱角,Original mesh,Max prism angle = 180 deg.,Max prism angle = 140 deg.,

18、Max prism angle 最大棱柱角 控制彎曲附近或到鄰近曲面棱柱層的生成 在棱柱網(wǎng)格停止的位置用金字塔連接網(wǎng)格 通常設(shè)置為120 到180 范圍內(nèi) 這些需要經(jīng)驗(yàn). 如果只從一個(gè) part拉伸而臨近的part不執(zhí)行拉伸操作, 并且兩個(gè)曲面的夾角大于指定的值, 棱柱網(wǎng)格會(huì)和臨近的曲面分離并被金字塔形網(wǎng)格覆蓋. 這為了防止使棱柱體網(wǎng)格彎曲 以至于生成具有低質(zhì)量角度的網(wǎng)格. 但是金字塔形網(wǎng)格有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題 .,棱柱層選項(xiàng) Max Height Over Base,Max Height Over Base = 1.0,Max Height Over Base not set,Max heigh

19、t over base 限制棱柱體網(wǎng)格的縱橫比 在棱柱體網(wǎng)格的縱橫比超過(guò)指定值的區(qū)域棱柱層停止生長(zhǎng) 棱柱層的數(shù)目在局部區(qū)域無(wú)法保證 在棱柱層邊界網(wǎng)格融接為金字塔形網(wǎng)格,棱柱層選項(xiàng) 高度限制因子,Limit factor = 0.5,Limit factor not set,棱柱高度限制系數(shù) 限制網(wǎng)格的縱橫比 如果factor達(dá)到指定值，棱柱體網(wǎng)格的高度不會(huì)擴(kuò)展 保證指定的棱柱體網(wǎng)格層數(shù) 如果相鄰兩個(gè)單元尺寸差異的 factor大于2時(shí)，功能失效,棱柱層選項(xiàng) 部件控制,New volume part 指定新的part存放棱柱單元或者從已有的面或體網(wǎng)格part中選擇 Side part 存放側(cè)面網(wǎng)

20、格的part Top part 存放最后一層棱柱頂部三角形面單元 Extrude into orphan region 當(dāng)選中時(shí)，向已有體單元外部生長(zhǎng)棱柱，而不是向內(nèi),棱柱層選項(xiàng) 光順,為了得到高質(zhì)量的棱柱層，需預(yù)先準(zhǔn)備四面體或三角形網(wǎng)格 如果只有一層預(yù)長(zhǎng)層，可以設(shè)置surface/volume steps為0 其他的默認(rèn)參數(shù)就可以 取值依賴于經(jīng)驗(yàn) 三角形 質(zhì)量類型 Laplace 光順通常適合棱柱層最終質(zhì)量 最大方向光順步長(zhǎng) 基于初始質(zhì)量重新定義增長(zhǎng)方向 每層內(nèi)部計(jì)算 其他高級(jí)參數(shù) 詳見(jiàn)幫助 讀取一個(gè)棱柱層網(wǎng)格文件 已保存的參數(shù)可能需要從上一個(gè)模型讀取 無(wú)需重設(shè)參數(shù),光順 Tet/Prism 網(wǎng)格,生成棱柱層后: Edit Mesh Smooth Mesh Globally 回顧網(wǎng)格編輯章節(jié) 首先光