ICEM - CFD教程 - 图文

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

这是Tetra生成的棱拄和四面体混合网格，包含55万四面体网格和12层33万棱拄网格 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

? Triangular surface meshes as geometry definition 当B-spline曲线和曲面输入后，采用线段和三角形对曲面和曲线进B-Spline曲线和曲面 行近似，并在预先规定的点上设置顶点。 B-Spline曲线允许Tetra 处理表面上的间断。如果在表面的边界上没有定义曲线，Tetra划分的三角形会自由的越过间断。而预先规定的点会使得它认出曲线上尖锐的拐弯。 Tetra 中有工具来自动的在尖锐的特征上获取点和曲线。 三角形表面网格 对于三角形表面网格，关键点和曲线能够自动的被识别。虽然Tetra生成的网格上的节点不完全和原始的网格重合，但是它会符合模型的形状。这对于从别的网格数据或者立体扫描数据中导入几何模型是很有用处的。 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。