我的ICEM CFD技术百科—夯实非结构和结构化网格划分方法

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导读：ICEM是一款专业的网格生成软件，它能够为各种CAE软件提供高效可靠的分析模型。通过对CAD模型的修复、中面抽取、网格“雕塑”、网格编辑等一系列操作，ICEM能够生成适用于各种CAE软件的高质量网格。为此，ICEM凭借其高质量网格生成、多物理场仿真支持、高性能计算支持、智能化自适应技术和数据可视化和后处理等优势，已经成为科研工作者和工程仿真领域的重要得力助手。

本文是笔者围绕ICEM中“薄壁特征”命令详解，该案例的视频内容收录于仿真秀官网-雀不飞创作的ICEM系列视频《Ansys ICEM CFD网格划分技巧百科46讲：全面入门ICEM非结构与结构网格划分方法》，欢迎大家试看。以下是正文：

一、导入几何模型

打开ICEM,导入几何模型：“File—importModel—在文件路径中找到模型文件（本例为impeller.stp）—点击打开命令---修改单位为Millimeters—单击Apply—完成几何模型导入”。（图1-图4）

图1

图2

图3

图4

二、Part命名及创建body

1、Part命名

在模型树中右键单击Part，在弹出的下拉菜单中选择Creat Part命令，来完成不同几何面的命名工作（在各Part选中相应的几何面后，单击鼠标中键进行确定）。将其分别命名为：inlet、outlet、wall-blade、wall-hub和wall-shroud五部分。（图5-图10）

图5

图6

图7

图8

图9

（创建wall-blade时，可以先将其它Part隐藏）

图10

2、创建body

创建body的作用在于标记封闭几何体为计算域（固体域或流体域）。本例采用两点创建方式（创建前注意将模型树中的“Points”打勾，以显示几何点），并将其命名为“fluid-impeller”。具体创建过程如下：（图11）

（注意在创建body时，要保证所创建的body位于封闭几何体内）

图11

三、网格划分

网格划分是计算域离散化的过程，在划分过程中往往需要进行多次尝试。其既要保证局部小尺寸几何特征拥有足够细密的网格，又要保证大尺寸几何面上的网格不必过于细密。这样既保证了计算时对网格分辨率的要求，又节约了计算资源。本文为节省篇幅，略去了网格划分尝试的过程，直接给定合适的网格尺寸，具体操作过程如下：

1、常规网格参数设置流程

给定全局网格大小为10mm（可调整），其余设置默认。由于本模型并无局部小尺寸几何特征存在，因此统一采用全局网格参数进行网格划分，过程如下：（图12-图13）

图12

图13

2、网格问题显示及解决方案

表面上看，生成的网格似乎并不存在什么问题。但实际上，若将其余Part隐藏，仅留下叶轮叶片位置的网格会发现非常严重的问题：叶片出口边网格残缺。（图14）

图14

很明显，图中生成的网格存在较大的问题。而解决该问题的方法才是本文写作的目的：即采用“薄壁特征（Define thin cuts）”命令来解决上述问题，具体操作如下：

（1）修改叶轮叶片Part

重新对叶轮叶片Part进行命名。将原叶片Part 名“wall-blade”分为两部分：一部分为叶片工作面，命名为“wall- blade-gzm”；另一部分为叶片背面，命名为“wall-blade-bm”，其余Part不需改变。执行该操作的原因在于方便“薄壁特征（Define thin cuts）”命令对面组进行选择。具体操作不在赘述，创建结果如下：（图15-图16）

注意：在创建“wall- blade-gzm” 与“wall-blade-bm” 时，也要将叶片与HUB和SHROUD的交线分别添加到“wall- blade-gzm” 与“wall-blade-bm”中。否则在check网格时，依然会报错！

图15

图16

（2）执行“薄壁特征（Define thin cuts）”命令

依次点击Mesh—Volume Meshing Parameters-- Definethin cuts，弹出Thin cuts面板。（图17）

图17

在Thin cuts面板中选择“Select”命令后弹出Select part面板，在Select part面板中依次选择“wall- blade-gzm” 与“wall-blade-bm”后（无先后顺序）， Select part面板自动消失并重新回到Thin cuts面板。此时发现在Edit entry中出现了“wall- blade-gzm” 与“wall-blade-bm”两个Part。（图18-图19）