ICEM CFD螺纹管六面体网格划分

    之前我们做过同轴换热器的仿真，里面涉及到一根螺纹管。今天我们用ICEM CFD对螺纹管进行全六面体网格划分，本案例受simwe仿真论坛dh06楼主的帖子启发，感谢楼主对中国CAE事业做的贡献。

    螺纹管总长96mm，中径22mm，螺距40mm，为简化工作量，采用单螺纹。几何模型包括入口INLET_IN、出口OUTLET_IN、壁面WALLS_IN和流体域FLUID。

图1 单螺纹管几何模型

    第一步，建立2D planar块（block），并且将块关联入口或者出口，这里我们关联到出口，建好block的效果如图2所示。

图2 建立block

    第二步，将block的edge关联到出口的边上，并进行适当切分，效果如下。

图3 block初始关联和切分

    第三步，设定各个edge的节点数，premesh查看效果，如下图。

图4 premesh查看预划分二维网格

    第4步，获取二维面网格，mesh→load from blocking。

图5 二维面网格

    第五步，二维网格拉伸转换成三维网格。Edit mesh→extrude mesh，elements选择刚刚生成的二维面网格，new volume part name选择之前建立的part“FLUID”（计算域，材料点），new side part name选择之前建立的part“WALLS_IN”（壁面），new top part name选择之前建立的part“INLET_IN”（入口），以上设置确保形成封闭的三维网格。拉伸方法method选择extrude along curve，沿着路径拉伸，曲线选择管道中心线。点选show curve directions，显示曲线方向，至于曲线方向是哪里，可以通过点选reverse curve direction，如果拉伸方向结果正确，则无视，如果方向反了，就取消点选reverse curve direction。接下来是重要的设置：number of layers设置拉伸层数，层数多的话，网格更逼近几何模型，我们选择48层，则每层长度2mm（总长96mm/48=2mm）；twist per layer为每层扭转角度，这样计算，每个螺距扭转了360°，而螺距为40mm，则每个螺距20层，每层扭转18°（360°/20=18°）。

图6 拉伸二维网格至三维网格

    第六步，检查最终网格质量0.45。

图7 最终网格质量

    第七步，导入fluent网格检查无误。

图8 网格导入fluent检查无误