ICEM CFD 生成非结构网格

Question

如题所述

Answer 1

ICEM CFD是一种广泛使用的CFD软件，它提供了生成非结构网格的强大功能，尤其在处理复杂几何形状的模型时，非结构网格能显著减少计算前处理的时间。本文将详细介绍使用ICEM生成非结构网格的步骤，并讨论如何优化网格质量，以便进行高效准确的计算。

为了展示ICEM生成非结构网格的过程，我们以一个典型的流动模型为例。模型的流动从上部入口流入，从下部两个出口流出。

在模型的出入口生成面，并分别标记为入口（inlet）、出口1（outlet1）和出口2（outlet2）、墙壁（wall）。在管道内流体流通的空间中选择任意两点，以此两点为界生成封闭体。

接下来，进入网格参数设置阶段。在全局网格参数中，我们设定全局最大网格尺寸。局部参数设置则针对特定区域，如壁面，需要勾选边界层Prism选项，并设定边界层网格的第一层高度、增进比和层数等关键参数。

生成网格是流程的关键步骤。在ICEM中，可以分别生成体网格和边界层网格。在体网格生成时，可以选择同时生成边界层网格，或者在生成体网格后再单独生成边界层网格。

网格生成完成后，通过显示面网格，我们关注流道内部的网格分布。使用ICEM提供的功能，可以显示特定截面的网格分布情况，放大后可以详细查看边界层网格的细节。

在检查网格质量时，发现存在质量参数低于0.1的网格。通过分析，这些问题网格往往与边界层高度较小有关。为了改善网格质量，可以进行网格优化操作。在ICEM中，选择光顺（Smooth Element Globally）功能，对不同类型的网格进行优化，如四面体（TETRA_4）、三角形（TRI_3）、五面体（PENTA_6）和四边形（QUAD_4），通过多次优化，可以将网格最小参数提升至0.28。

完成优化后，可以进行数值模拟计算。首先，输出包含优化网格的.msh文件，文件中包含约515万个网格。然后，将该文件导入CFX求解器中，进行数值模拟。入口处设置总压和静温，出口处设置质量流量，监测两个出口的总压变化。整个计算过程分为200步。

为了确保计算的高效性和准确性，本次计算在蓝威仿真云平台进行。使用48核的计算资源，计算耗时大约为11分钟。通过蓝威云盘，网格文件可以快速获取，满足了不同用户的需求。

本文通过详细的步骤指导和实例分析，展示了如何使用ICEM生成非结构网格，并提供了优化网格质量的方法。通过合理设置参数和执行优化操作，可以显著提高计算效率，从而在复杂模型的CFD分析中取得更好的结果。