ICEM 基础教程

第一章介绍

ICEM CFD 工程

Tutorials目录中每个工程是一个次级子目录。每个工程的目录下有下列子目录：import, parts, domains, mesh, 和transfer。他们分别代表：

? import/: 要导入到ICEMCFD中的集合模型交换文件，比如igs，STL等；

? parts/: CAD模型

? domains/: 非结构六面体网格文件(hex.unstruct), 结构六面体网格分区文件(domain.n), 非结构四面体网格文件(cut_domain.1)

? mesh/: 边界条件文件(family_boco, boco)，结构网格的拓扑定义文件(family_topo, topo_mulcad_out), 和Tetin几何文件(tetin1).

? transfer/: 求解器输入文件(star.elem), 用于Mom3d.的分析数据

mesh目录中Tetin文件代表将要划分网格的几何体。包含B-spline曲面定义和曲线信息，以及分组定义

Replay 文件是六面体网格划分的分块的脚本

鼠标和键盘操作

第二章ICEM CFD Mesh Editor界面

The Mesh Editor, 创建修改网格的集成环境，包含三个窗口

? The ICEM CFD 主窗口

? 显示窗口

? The ICEM CFD 消息窗口

主窗口

主窗口中除了图形显示区域，外，还有6个radio按钮：File, Geometry, Meshing, Edit Mesh and Output.

The File Menu

The File menu 包含

? Open, Save, Save as, Close, Quit, Project dir, Tetin file,

Domain file, B.C file, Import geo, Export geo, Options, Utilities,

Scripting, Annotations, Import mesh, DDN part.

The Geometry Menu

The Geometry menu 模型修补和编辑，边界条件的设置，调用ICEM CFD DDN。它包含

? DDN tools, Bound conds, Repair, Utilities, Global setup.

模型编辑模式，由一排彩色radiobuttons控制

? Surface, Curve, Point, Material, Density, Loop.

它们又分别具有次级菜单

? Create, Delete, Modify, Mesh params, Change family,

Copy/move.

The Meshing Menu

The meshing menu 包含ICEM CFD各种网格划分模块。只有用户拥有楼阁模块的license，他才可以使用这个模块。目前ICEMCFD提供下列模块：

? Hexa, Tetra, Global, Prism, Quad, AutoHexa, Mulcad/Padamm,

P-Cube

按不同的按钮会调用不同的模块。

The Edit Mesh Menu

The Edit Mesh menu包含必要的网格编辑功能, 粗化、平滑合并等。具体的操作有：

? Copy/move, Smooth, Refine, Coarsen, Merge, Extrude,

Diagnostics, Uncouple, Bandwidth, Change type, Change

family, Utilities, Edit nodes, Edit elements, Edit edges, Edit

Blocks, Edit subfaces, Repair

The Output Menu

The Output menu针对不同求解器进行边界条件的设置。此外用户可以调用Mom3d 和Visual3 进行网格自适应和可视化。可使用的功能有：

? Select solver, Bound conds, Solver params, Solver input,

Run solver, Visual3, Mom3d, RAMM-ICE

Note: The ICEM CFD 后处理模块Visual3, 网格优化模块Mom3d, 以及与RAMM-ICE的内燃机网格接口必须有另外的license

The Utilities Cluster

这些功能都位于主窗口的右上角：

? Help: connects the user to the ICEM CFD on-line help

? Orient: 控制显示坐标

? View: 定制显示属性

? Undo: 操作反悔

? Redo: 撤销反悔

? Print: 打印

? Shell: 调用一个X-Term命令窗口

显示窗口

The display window, 处于屏幕右边, 允许控制按照family, geometric entity, element

type and user-defined subsets来显示.

Important: Since some functions are performed only on the entities

shown, the Display window is a very important feature to use when

isolating the particular entities to be modified.

Families

Color-coded and customizable, display by family, as defined in the

mesher interface, is available in this window.

Geometry

When this button is toggled on, the user has control over the

display of geometric entities. The Opts button beside for each

entity type allows control over the display characteristics.

Note: Based on the domain file chosen, this toggle button will

either be labeled “unstructured” or “structured,” or be absent

altogether if no domain file is specified.

? Structured or Unstructured: Aside from display of the mesh

based on element type, for even greater power, ICEM CFD

allows the user to create custom subsets; the careful display of

which allows a great deal of control in the mesh operations.

? Display Subset: This toggle button allows you to define subset

of your model based on a set of numerous attributes, including

element type, screen selection, coordinate position, etc.

第三章ICEM CFD Tetra四面体网格划分器自动对CAD模型或者STL模型生成四面体网格，无需先生成表面网格

介绍

Tetra采用8叉树算法来对体积进行四面体填充并生成表面网格。用户必须事先规定一些关键的点和曲线。Tetra 具有强大的网格平滑算法，以及局部适应性加密和粗化算法。

对于复杂模型，ICEM CFD Tetra具有如下优点:

? 基于8叉树算法的网格生成

? 快速模型set-up

? 网格与表面拓扑独立

? 无需表面的三角形划分

? 可以直接从CAD模型和STL数据进行网格生成

? 对CAD surfaces and/or STL Representation定义网格尺寸

? 控制体积内部的网格尺寸

? 四面体的节点和曲线与事先的规定匹配

? 采用Natural size 单独的决定几何特征上的四面体网格尺寸

? 体积网格和表面网格的平滑、节点合并和边交换

? 四面体网格能够合并到混合网格中，并实施平滑操作

? 单独区域的粗化

? Enforcement of mesh periodicity, both rotational and translational

? 表面网格编辑和诊断工具

? 局部细化和粗化

? 为多种材料提供一个统一的网格

? 快速算法: 1500 cells/second

ICEM CFD Tetra的输入

ICEM CFD Tetra的输入方法有：

? Sets of B-Spline curves and trimmed B-Spline surfaces with

prescribed points

ICEM CFD Tetra中的智能几何

ICEM CFD的CAD接口，保留有CAD几何模型的参数化描述，网格可以在修改过的几何模型上重新生成。在CAD 中选中被导入的模型带有附加的信息，它们与主几何模型一起存储，几何模型的参数改变后，用户要重新生成网格只需简单的File > Save，就可以立即进行非结构四面体网格重新计算。

八叉树算法

Tetra网格生成是基于如下的空间划分算法：这种算法需要的区域保证必要的网格密度，但是为了快速计算尽量采用大的单元。

1.在几何模型的曲线和表面上规定网格尺寸

2.构造一个初始单元来包围整个几何模型

3.单元被不断细分来达到最大网格尺寸（每个维的尺寸按照1/2分割，对于三维就是1/8）

4.均一化网格来消除悬挂网格现象

5.构造出最初的最大尺寸单元网格来包围整个模型

6.节点调整以匹配几何模型形状

7.剔除材料外的单元

8.进一步细分单元以满足规定的网格尺寸要求

9.通过节点的合并、移动、交换和删除进行网格平滑

Family设置, Material Points, 预先规定Points

在ICEMCFD中可以对几何模型中的各种几何元素进行分组，形成不通的families。这样允许用户对不通的families 进行不同的参数设置。除了对不通families设置边界条件，用户还可以对每个family定义控制网格尺寸的参数：maximum length, initial height, and height ratio。此外还可以对单独的曲线和表面定义网格尺寸参数。这样通过预先规定的网格尺寸参数，用户可以控制四面体节点和关键区域的边的位置。

如上面的八叉树算法已经描述的，当网格划分器调整网格节点以匹配几何模型外形时，它首先匹配预先规定点和曲线。

在单元剔除步骤，Tetra要求在每个需要进行分析的不同材料内定义一个material point。对于CFD，material point可以来定义流体区域；对于结构有限元分析，可以来定义固体区域；或者对于耦合传热问题，用来定义两种区域。

ICEM CFD Tetra重要特性

第三章四面体网格划分示范1：三维管道回合这个示范中，我们将对如图的三位管道回合段进行四面体网格划分。

Geometry

? 设置网格参数Mesh params >Model 和Mesh params > Families.

Meshing menu

? 自动网格生成和平滑Tetra > Batch from CAD

Edit mesh menu

? 检查网格质量Diagnostics.

打开工程

打开File > Open，选择Select project，选择3DpipeJunct project，再选择tetin1。如果出现一个提示窗口要求加载一个domain，则选择Cancel 来开始一个新的模型。

生成四面体网格

定义family

1 如果families还未定义，那么首先需要对几何模型的不同区域分类以创建family。最初整个几何模型被设置为一个family，名称为GEOM。我们将按照figure , OUT, CYL1,

CYL2, and SYM。

2 选择Geometry > Surface> Change family.来修改family设置

3 用鼠标左键选择某个表面，用鼠标中键确认选择，然后会出现一个family设置窗口。或者为所选择的面选择一个已经存在的family，或者在New family中输入一个新的名称来为这个（些）面创建一个family

4 一旦所有的surface被设置重新命名，采用相似的操作继续对Curves, Points, 和Materials 进行设置。

5 在Geometry > Curve> Change family几何模型中所有的曲线将被设置为CUR 。

用户可以按住鼠标左键拖动进行box-select。

6 所有的点放在PTS family中。注意将光标放在主窗口中，按"v"键，则可以选择

所有点元素。

定义Material点

1 模型的material将被设置为LIVE family。它处于圆柱的内部。

2 选择Geometry > Material > Create > Screen midpoint.

3 在Select family 窗口中, 输入LIVE 作为New family 名称，按Accept 接受

4 用鼠标左键在圆柱上选择两个相对的顶点，然后按鼠标中键确认。LIVE 应该在

几何模型的内部。旋转模型以确认它确实在体积内部。

5 要删除空的families，在Display菜单中选择Families > Edit，点击Delete unused。

这样列表中的无用family会自动清除。按Accept关闭这个窗口。

设置网格参数

1 要确认Surfaces 和Curves 都已经被toggled on, 在display窗口的分别按

Surfaces 和Curves的Opts > Tetra sizes，四面体形状的图标就会显示在几何模型

上。

2 这时用户可以用Mesh params > Model 来修改整个模型的网格尺寸（右图）。将

Reference size设置为5，Reference size是一个被乘数，其他所有的family、曲面和

不同Reference size的效果

注意改变Reference size 并按Apply 会改变几何模型上的四面体图标的尺寸。

4 要改变某个指定family的网格尺寸，选择Surface>Mesh params > Families。用户就可以从Select family窗口中选择family（如图）。本示范中选择CYL2 然后按Accept。CYL2 对应的表面就会以加亮显示。

5 在Surface family mesh params 窗口中(如图)，对Size 指定为0.5，其他参数为0，因为Tetra 生成网格时不用这些参数，只有Hexa用。选择Show size params using refsize 会使得按下Apply后参数调整可见。选择Dismiss 关闭窗口。

6 当对网格尺寸设置满意后，按File > Save 来存储。

Running the Tetra Mesh

1.选择Meshing > Tetra > from CAD/Surface Mesh

来生成四面体网格。Tetra parameters 窗口将会

出现(如右图);

2.按照图中设置后，按Mesh进行网格划分。Message

Window将会报告网格划分过程信息。

译者注：这个步骤和PDF文档中所述不相同，原文中

的菜单和Tetra parameters窗口与4.2版不太一样。原

文和原图如下：

Choose Meshing > Tetra > Batch from CAD to generate

the tetrahedral mesh. The Tetra > Interactive from CAD

mode indicates that Tetra will not automatically

save the volume mesh (Write volume) or surface

mesh (Write surface). The Tetra parameters window

will appear (refer to Figure

最后显示的网格为：

Saving the Mesh

用File > Save >Domain file 存盘

第五章Sphere Cube

本示范之后，读者将会掌握采用Smoother来提高网格质量。

1．打开工程

在Select project 窗口，选择SphereCube工程后，再打开tetin1文件。

3. 生成四面体网格

Family设置

1.与前面的示范相同，最初所有的表面属于一个family——GEOM。用户需要按照上图对表面重新创建family

(SPHERE, CUBE, SYM) 。

2.在Geometry > Surface> Change family菜单中修改family设置。

3.用鼠标左键选择需要的表面，然后中键确认选择。在Select family 窗口出现后，或者选择已经存在的family，

或者创建新的family。

4.本示范中，对于所有的点和曲线，设为一个family, GEOM。

定义Material点

同上个示范一样，material点被设置为单独的family，LIVE。采用Create > Screen midpoint功能设置material点。用鼠标左键在半球上选择两个点，按中键确认，LIVE就会出现在模型上。

Reassigning Mesh Parameters

1.用户必须在网格生成之前设置网格参数。在Geometry 分类中，按Mesh Params > Model 来进入Model

Mesh Params 窗口。

2.注意: 为了方便，建议打开Reference size旁边的display选项来显示标记为ref 的四面体图标。从Display菜

单中，打开Surfaces > Opts > Tetra sizes和Curves > Opts > Tetra sizes，以显示代表网格尺寸的图标。

3.回到Model mesh params 窗口，输入如图参数；

4.在Mesh params > Families中可以对不通的family设置不同的网格参数。对于SYM，按照下图设置。5．存盘

6．参考第四章选择Meshing > Tetra > from CAD/Surface Mesh 来生成四面体网格。在Tetra parameters 窗口做设置后，按Mesh进行网格划分。Message Window将会报告网格划分过程信息。

译者注：原PDF文档所述与此不同。ICEMCFD4.2版的Tetra parameters 窗口中无法关闭Smoother。因此在这里设置Smoother不要做很好的平滑。以便后面进行平滑操作的对比更明显。

7. 网格划分好后存盘。

ansys.icemcfd教程

ANSYS.ICEM-CFD中文教程 ICEM CFD 工程 Tutorials目录中每个工程是一个次级子目录。每个工程的目录下有下列子目录：import, parts, domains, mesh, 和transfer。他们分不代表： ?import/: 要导入到ICEMCFD中的集合模型交换文件，比如igs，STL 等； ? parts/: CAD模型 ? domains/: 非结构六面体网格文件(hex.unstruct), 结构六面体网格分区文件(domain.n), 非结构四面体网格文件(cut_domain.1)

?mesh/: 边界条件文件 (family_boco, boco)，结构网格的拓扑定义文件(family_topo, topo_mulcad_out), 和Tetin几何文件(tetin1). ?transfer/: 求解器输入文件(star.elem), 用于Mom3d.的分析数据 mesh目录中Tetin文件代表将要划分网格的几何体。包含B-spline曲面定义和曲线信息，以及分组定义 Replay 文件是六面体网格划分的分块的脚本 鼠标和键盘操作 鼠标或键盘操作功能 鼠标左键点击和拖动旋转模型 鼠标中键点击和拖动平移模型 鼠标右键点击和上下拖动缩放模型 鼠标右键点击和左右拖动绕屏幕Z轴旋转模型

第二章ICEM CFD Mesh Editor界面 The Mesh Editor, 创建修改网格的集成环境，包含三个窗口? The ICEM CFD 主窗口 ?显示窗口 ? The ICEM CFD 消息窗口

主窗口 主窗口中除了图形显示区域，外，还有6个radio按钮：File, Geometry, Meshing, Edit Mesh and Output. The File Menu The File menu 包含 ? Open, Save, Save as, Close, Quit, Project dir, Tetin file, Domain file, B.C file, Import geo, Export geo, Options,

ICEMCFD网格划分入门基础

WorkBench ICEM CFD 网格划分入门 111AnsysWB里集成了一个非常重要的工具：ICEM CFD。 它是一个建模、划分网格的集成工具，功能非常强大。我也只是蜻蜓点水的用了几次，感觉确实非常棒，以前遇到复杂的模型，用过几个划分网格的工具。但这是我觉得最方便和最具效率的。 网格划分很大程度上影响着后续的仿真分析——相信各位都有所体会。而ICEM CFD特别长于划分六面体网格，相信无论是结构或流体（当然铁别是流体），都会得益于它的威力。 ICEM CFD建模的能力不敢恭维，但划分网格确实有其独到之处。教程开始前，作一个简单的原理介绍，方面没有使用过ICEM CFD的朋友理解主要的任务： 111如下图： 1：白色的物体是我们需要划分网格的，但是它非常不规则。 2：这时候你一定想：怎么这个不规则呢，要是它是一个方方正正的形状多好（例如红色的那个形状）01 111于是有了这样一种思想： 1：对于异型，我们用一种规则形状去描述它。 2：或者说：如果目标形状非常复杂，我们就用很多规则的，简单的形状单元合成在一起，去描述它。 之后，将网格划分的设置，做到规则形状上。 最后，这些规则，通过最初的“描述”关系，自动的“映射”到原先的复杂形状上——问题就得到了解决！！！ ICEM CFD正是使用了这种思想。 如下是一个三通管，在ProE里做得

02 在ProE里面直接启动WB 进入WB后，选择如下图： 03 111如下： 1：代表工作空间里的实体 2：代表某实体的子实体，可以控制它们的开关状态3：控制显示的地方

04 下面需要创建一个Body实体 这个实体代表了真实的物体。这个真实的物体的外形由我们导入的外形来定义。 ——我们导入的外形并不是真实的实体。这个概念要清楚。 但是今后基本上不会对这个真实的实体作什么操作。这种处理方式主要是为工作空间内有多个物体的时候准备的。 05 1：点击“创建Body” 2、3：点选这两个点 4：于是创建出一个叫“Body”的实体 操作中，左键选择，中键确认，右键完成并退出——类似的操作方法很多地方用到，要多练习，今后

ICEM CFD教程

ICEM CFD教程 四面体网格 ?对于复杂外形，ICEM CFD Tetra具有如下优点： ?根据用户事先规定一些关键的点和曲线基于8叉树算法的网格生成，生成速度快，大约为1500 cells/second ?无需表面的三角形划分，直接生成体网格 ?四面体网格能够合并到混合网格中，并实施平滑操作 ?单独区域的粗化和细化 ?ICEM CFD的CAD(CATIA V4, UG, ProE, IGES, and ParaSolid, etc)接口，保留有CAD几何模型的参数化描述，网格可以在修改过的几何模型上重新生成 这是生成的燃烧室四面体网格，共有660万网格，生成时间约为50分钟 ?八叉树算法 Tetra网格生成是基于如下的空间划分算法：这种算法需要的区域保证必要的网格密度，但是为了快速计算尽量采用大的单元。 1.在几何模型的曲线和表面上规定网格尺寸 2.构造一个初始单元来包围整个几何模型 3.单元被不断细分来达到最大网格尺寸（每个维的尺寸按照1/2分割，对于三维就是 1/8）

4.均一化网格来消除悬挂网格现象 5.构造出最初的最大尺寸单元网格来包围整个模型 6.节点调整以匹配几何模型形状 7.剔除材料外的单元 8.进一步细分单元以满足规定的网格尺寸要求 9.通过节点的合并、移动、交换和删除进行网格平滑，节点大小位于最大和最 小网格尺寸之间

? 非结构化网格的一般步骤 1. 输入几何或者网格 所有几何实体，包括曲线、表面和点都放在part 中。通过part 用户可以迅速打开/关掉所有实体，用不同颜色区分，分配网格，应用不同的边界条件。几何被收录到通用几何文件.tin 中，.tin 文件可以被ANSYS ICEM CFD’s 所有模块 1.1输入几何体Import Geometry ? 第三方接口文件：ParaSolid 、STEP 、IGES 、DWG 、GEMS 、ACIS … ? 直接接口：Catia 、Unigraphics 、Pro/E 、SolidWorks 、I-deas… 几 何变化网格可以直接随之变化

ICEM 基础教程

第一章介绍 ICEM CFD 工程 Tutorials目录中每个工程是一个次级子目录。每个工程的目录下有下列子目录：import, parts, domains, mesh, 和transfer。他们分别代表： ? import/: 要导入到ICEMCFD中的集合模型交换文件，比如igs，STL等； ? parts/: CAD模型 ? domains/: 非结构六面体网格文件(hex.unstruct), 结构六面体网格分区文件(domain.n), 非结构四面体网格文件(cut_domain.1) ? mesh/: 边界条件文件(family_boco, boco)，结构网格的拓扑定义文件(family_topo, topo_mulcad_out), 和Tetin几何文件(tetin1). ? transfer/: 求解器输入文件(star.elem), 用于Mom3d.的分析数据 mesh目录中Tetin文件代表将要划分网格的几何体。包含B-spline曲面定义和曲线信息，以及分组定义 Replay 文件是六面体网格划分的分块的脚本 鼠标和键盘操作

第二章ICEM CFD Mesh Editor界面 The Mesh Editor, 创建修改网格的集成环境，包含三个窗口 ? The ICEM CFD 主窗口 ? 显示窗口 ? The ICEM CFD 消息窗口 主窗口 主窗口中除了图形显示区域，外，还有6个radio按钮：File, Geometry, Meshing, Edit Mesh and Output. The File Menu The File menu 包含 ? Open, Save, Save as, Close, Quit, Project dir, Tetin file, Domain file, B.C file, Import geo, Export geo, Options, Utilities, Scripting, Annotations, Import mesh, DDN part.

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第二章ICEM CFD Mesh Editor界面 The Mesh Editor, 创建修改网格的集成环境，包含三个窗口 ? The ICEM CFD 主窗口 ? 显示窗口 ? The ICEM CFD 消息窗口 主窗口 主窗口中除了图形显示区域，外，还有6个radio按钮：File, Geometry, Meshing, Edit Mesh and Output. The File Menu The File menu 包含

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第二章ICEM CFD Mesh Editor界面 The Mesh Editor, 创建修改网格的集成环境，包含三个窗口 ? The ICEM CFD 主窗口 ? 显示窗口 ? The ICEM CFD 消息窗口 主窗口 主窗口中除了图形显示区域，外，还有6个radio按钮：File, Geometry, Meshing, Edit Mesh and Output. The File Menu The File menu 包含