浅谈电机热仿真2-Icepack网格设置与划分

本文上一篇文章介绍了如何将电机CAD模型导入并转化为Icepack识别的格式导入Icepack，通过流程图我们需要针对电机模型进行网格设置与划分，以进行下一步的设置与计算。

Icepack网格通用设置

图1. Icepack模型树整理

CAD模型导入Icepack后其模型树复杂凌乱，首先需要根据模型复杂程度初步将模型整理为不同的网格加密区域以方便后续的网格划分。这里作者将不同的结构件整理到一起方便网格区域划分。

在完成模型树的整理后可以先根据模型的复杂程度初步划分网格，检查网格贴体性以及需要加密的网格结构件。如图1所示generate mesh进行初步网格划分，详细的设置如下。这里需要根据自己的模型大小初步设置最大网格尺寸，使用coarse模式对模型进行网格划分，得到的网格如图2所示。这里网格数量为262183。

图2. 初步粗网格

如图3所示，由于粗网格生成的网格大小较大，导致网格模型贴体性较差，同时在一些尺寸较小的结构件上并未生成网格，在模型内部的尺寸较小的结构件其网格不能准确地反映结构件的尺寸形状。这里需要对网格进行进一步的加密设置以确保网格可以准确地反映CAD模型。

Icepack网格加密设置

在完成上述的操作后，需要对模型复杂程度较高的结构件以及区域进行进一步加密，以提高网格划分质量与模型的贴体性。在Icepack中网格加密通常有以下几个方式进行加密：

1.全局计算域网格加密；

2.局部区域网格加密；

3.多级划分网格加密

全局计算域网格加密

通过将网格划分格式修改为normal模式进行网格划分可以对网格密度进行加密，此外，可以通过修改最大网格尺寸可以增大网格密度。从理论上讲，只要网格尺寸足够小，总可以得到具有良好网格贴体性的网格。但这种方法将不必要的区域网格也进行加密，浪费了计算机资源，同时网格数量激增，计算时间大幅増长。

图3. 全计算域网格加密

如图3所示为只进行全局计算域网格加密后的网格，从图中可以看出在进行全局计算域网格加密操作后网格贴体性得到了提升，但由于计算机资源的限制不可以无限加密下去，在电机内部腔体内的网格已经足以反映整个空气域的仿真计算。这就需要针对结构复杂程度较高的结构件进行局部网格加密。

局部区域网格加密

在第一部我们对Icepack模型树进行了整理和归类，这也就方便了进行局部区域的网格加密操作。在整个计算域中，我们主要关注电机内部的热流传递与自由流动。这里我们将整个电机作为局部加密的第一个加密域进行网格加密操作。

图4. 局部网格加密

通过局部加密我们可以发现，整体计算域内的网格数量减小，网格相较于单纯的加大整体计算域内网格密度有了更好地网格质量与贴体性，但由于电机定子部分结构件较多且复杂程度高，导致定子绝缘骨架等网格贴体性不高，这也就需要我们针对这些部件进行多级网格划分加密。

多级划分网格加密

通过上述的操作我们已经对该电机模型进行了局部加密，但依旧存在一些结构件由于其自身存在的复杂结构导致网格贴体性不强。这里我们需要对这些零部件划分多级网格，如图所示。

图5. 多级网格划分设置图6. 未设置多级网格图7. 设置多级网格划分

这里我们对比了定子绝缘骨架在设置多级划分网格前后的网格贴体性，通过对比我们看到网格的贴体性进一步提高，网格的面对齐率<0.2的数量为6，这样的网格可以准确地反映整个电机CAD模型。此外，采用多级网格划分设置也可以减少整个计算域网格的数量。

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