ICEMCFD非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分與CFX計(jì)算沈鼓集團(tuán)研究院2015.9目錄1.ICEMCFD的用戶界面和使用工具2.ICEMCFD的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分流程3.ICEM非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分實(shí)例演示4.CFX計(jì)算流程5.CFX操作流程及注意事項(xiàng)1.ICEMCFD的用戶界面和使用工具參數(shù)選擇與輸入模型樹消息窗口功能按鈕功能標(biāo)簽柱狀菜單功能菜單選擇工具幾何讀入/創(chuàng)建幾何修改和清除創(chuàng)建網(wǎng)格

自動(dòng)定義尺寸

默認(rèn)的方法/類型設(shè)置Parts設(shè)置網(wǎng)格尺寸，方法和類型Blocking(四邊形/六面體)自動(dòng)生成體網(wǎng)格殼/面網(wǎng)格求解器設(shè)置查看/編輯網(wǎng)格查看/編輯“Pre-Mesh”輸出到求解器后處理運(yùn)行求解器打開/創(chuàng)建Project2.ICEMCFD的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分流程流程典型ICEMCFD工作流程:新建/打開一個(gè)項(xiàng)目（注意文件存放位置）引入/生成幾何建立幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)/幾何清理網(wǎng)格模型(優(yōu)先考慮六面體網(wǎng)格)

檢查/編輯網(wǎng)格

選擇求解器（CFD求解器）

輸出網(wǎng)格3.實(shí)例演示1）模型導(dǎo)入File一般默認(rèn)不同的體顏色不同窗口左下角，導(dǎo)入模型參數(shù)選擇窗口左上角，勾上點(diǎn)、線、面以顯示2）幾何邊界設(shè)置與修補(bǔ)全選多邊形僅選擇顯示部分取消選擇填充角度下的相連實(shí)體采用不同part選擇選擇對(duì)象過濾命名因?yàn)榻o定的網(wǎng)格尺寸越小，幾何特征捕捉越好，但是由于網(wǎng)格數(shù)量限制，將可以設(shè)置成相同網(wǎng)格尺寸的幾何面放到一個(gè)Part里，以便后面可以分別對(duì)Part進(jìn)行網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置注意：千萬不要遺漏幾何表面，

尤其是特別小的表面，否

則會(huì)產(chǎn)生漏洞，導(dǎo)致網(wǎng)格

自動(dòng)生成失敗不同的Part用不同的顏色區(qū)分左鍵選擇，中間確認(rèn)，右鍵取消刪除創(chuàng)建體將需要的面分組完成后，刪除多余的面、線等，有利于網(wǎng)格順利生成，以及數(shù)值計(jì)算的順利進(jìn)行點(diǎn)擊后任意選擇兩點(diǎn)使其中點(diǎn)在體區(qū)域內(nèi)（一般對(duì)角點(diǎn)）左擊顯示幾何編輯工具刪除Points點(diǎn)Curves線Surfaces面Bodies體AnyEntity任何實(shí)體（點(diǎn)、線、面、體）Translate位置變換Rotate旋轉(zhuǎn)Mirror鏡像Scale縮放Translate&Rotate移動(dòng)/旋轉(zhuǎn)ThreePoints三點(diǎn)CurvetoCurve線對(duì)線幾何變換對(duì)點(diǎn)、線、面進(jìn)行創(chuàng)建和編輯幾何修補(bǔ)顏色指示

拓?fù)浞治龊笊傻那€顏色指示鄰近表面的關(guān)系green

=自由邊,

yellow

=單邊,

red

=雙邊,

blue

=多邊,

Grey

=dormant(過濾掉)線條顏色顯示的開/關(guān)

Modeltree>Geometry>Curves>ColorbycountRedcurves表示面之間的間隙在容差之內(nèi),這是需要的物理模型.Yellowedges

通常是一些需要修補(bǔ)的幾何容差經(jīng)驗(yàn):容差應(yīng)該是預(yù)計(jì)最小網(wǎng)格尺度的10分之一（或需要捕捉最小幾何特征尺度）3）網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置全局網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置體網(wǎng)格生成方法及參數(shù)設(shè)置棱柱參數(shù)網(wǎng)格設(shè)置面網(wǎng)格生成方法及參數(shù)設(shè)置周期性邊界設(shè)置最大網(wǎng)格尺寸Tetra/Mixed：在默認(rèn)的情況下自動(dòng)生成四面體網(wǎng)格Tetra，通過設(shè)定可以創(chuàng)建三棱柱邊界層網(wǎng)格Prism，也可以在計(jì)算域內(nèi)部生成以六面體單位為主的體網(wǎng)格Hexcore，或者生成既包含邊界層又包含六面體單元的網(wǎng)格。Hex-Dominant：是一種以六面體網(wǎng)格為主的體網(wǎng)格類型，此種網(wǎng)格在近壁面處網(wǎng)格質(zhì)量較好，在模型內(nèi)部網(wǎng)格質(zhì)量會(huì)較差Cartesian：是一種自動(dòng)生成的六面體非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。邊界層參數(shù)設(shè)置左擊顯示網(wǎng)格設(shè)置及生成工具表面網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置線網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置局部網(wǎng)格密度設(shè)置對(duì)于之前創(chuàng)建好的Part，將需要生成邊界層的面勾上根據(jù)每一個(gè)Part的最小幾何尺寸，分別設(shè)置最大網(wǎng)格尺寸對(duì)于之前創(chuàng)建的體，需要生成核心六面體的勾上此處體網(wǎng)格類型與前面選擇的一致網(wǎng)格計(jì)算生成，若生成失敗，一般顯示表面存在漏洞，則需要找到漏洞，返回幾何處理界面，對(duì)漏洞進(jìn)行修補(bǔ)或適當(dāng)增大最小網(wǎng)格尺寸，直至網(wǎng)格生成成功，之后可根據(jù)需要自動(dòng)或手動(dòng)生成邊界層和核心六面體（一般將已生成的四面體手動(dòng)轉(zhuǎn)換成六面體）此處邊界層和核心六面體的創(chuàng)建，選上則自動(dòng)生成，否則可在整體網(wǎng)格生成后手動(dòng)生成根據(jù)經(jīng)驗(yàn)需要不斷調(diào)整最大網(wǎng)格尺寸，來實(shí)現(xiàn)比較滿意的網(wǎng)格數(shù)量在已有網(wǎng)格的基礎(chǔ)上生成邊界層4）網(wǎng)格質(zhì)量檢查與光順需要檢查的網(wǎng)格類型，一般默認(rèn)網(wǎng)格質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn),非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格一般選quality六面體網(wǎng)格光順網(wǎng)格修補(bǔ)節(jié)點(diǎn)合并網(wǎng)格拆分節(jié)點(diǎn)移動(dòng)網(wǎng)格變換網(wǎng)格轉(zhuǎn)化網(wǎng)格密度調(diào)整四面體轉(zhuǎn)成六面體一般選12個(gè)四面體轉(zhuǎn)化成一個(gè)六面體其他默認(rèn)根據(jù)柱狀圖顯示的網(wǎng)格質(zhì)量檢查結(jié)果，來考慮是否需要進(jìn)行網(wǎng)格光順，若多次光順后，網(wǎng)格質(zhì)量最小值的變化不大，便可結(jié)束光順，一般只要無負(fù)網(wǎng)格都能計(jì)算左擊顯示網(wǎng)格編輯工具5）求解器選擇和網(wǎng)格導(dǎo)出正六面體四面體棱柱體邊界層求解器設(shè)置點(diǎn)擊保存CFX5格式的網(wǎng)格，完成非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分可導(dǎo)出適用于多種求解器的網(wǎng)格4.CFX計(jì)算流程打開CFXAutogridICEMHypermess網(wǎng)格劃分后處理計(jì)算求解預(yù)處理5.CFX操作流程及注意事項(xiàng)1）網(wǎng)格導(dǎo)入右鍵mesh導(dǎo)入Autogrid網(wǎng)格ICEM網(wǎng)格為m

Autogrid網(wǎng)格為mm注意單位新建一般模式旋轉(zhuǎn)機(jī)械模式快速設(shè)置模式模板庫旋轉(zhuǎn)機(jī)械網(wǎng)格劃分工具2）計(jì)算條件設(shè)置參考?jí)毫τ?jì)算域類型計(jì)算域狀態(tài)計(jì)算域靜止或旋轉(zhuǎn)默認(rèn)為穩(wěn)態(tài)計(jì)算計(jì)算介質(zhì)選擇馬赫數(shù)大于0.2時(shí)應(yīng)選TotalEnergy燃燒模型熱輻射模型熱能、焓的輸運(yùn)，不包括動(dòng)能顯示代數(shù)雷諾應(yīng)力模型3）計(jì)算模型選擇4）計(jì)算初值給定1.當(dāng)局部初值和全局初值都給出時(shí)，以局部初值優(yōu)先2.固體domain必須進(jìn)行初值設(shè)定給定domain初值工具欄全局初值給定一般流體域可以不給定初值5）邊界條件設(shè)置流體可進(jìn)可出，進(jìn)按總壓計(jì)算，出按靜壓計(jì)算6）交界面設(shè)置根據(jù)上游平均總壓來計(jì)算下游速度，適用于上下游部件耦合比較緊密的交界面，比如多級(jí)葉片間的距離比較小的情況交界面模型7）求解器設(shè)置1.對(duì)于一般計(jì)算域，取特

征長度和特征速度的1/3；2.對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械，取0.1/ω～1/ω；3.若計(jì)算發(fā)散或者振蕩較

大，可適當(dāng)減小時(shí)間步

長對(duì)流項(xiàng)離散格式湍流方程離散格式輸運(yùn)方程：時(shí)間步長一般流動(dòng)狀態(tài)較好的200步以內(nèi)基本可以收斂，若帶蝸殼計(jì)算，流動(dòng)狀態(tài)較差，可設(shè)置1000～2000步8）計(jì)算監(jiān)測(cè)及輸出設(shè)置可選擇想要額外輸出的變量一般默認(rèn)計(jì)算備份可設(shè)置每多少步一保存，這個(gè)比較占用資源，所以一般不選擇備份計(jì)算監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)插入的表達(dá)式監(jiān)測(cè)效率創(chuàng)建備份9）計(jì)算介質(zhì)滿足PR方程的各類實(shí)際氣體滿足RK方程的各類實(shí)際氣體滿足SRK方程的各類實(shí)際氣體用戶自定義自定義單一介質(zhì)定義混合介質(zhì)給定每種物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在這里，可以按照已有材料的文件格式定義庫里沒有的材料，并加入到該文件目錄中CFX對(duì)于實(shí)際混合氣體的計(jì)算很慢，尤其混合物質(zhì)越多越復(fù)雜計(jì)算越慢，且不易收斂選擇的氣體組分10）不同工況點(diǎn)設(shè)置復(fù)制后將其重命名，并改變出口條件，其他求解條件也可重新設(shè)置，變成另一工況點(diǎn)，多個(gè)工況點(diǎn)操作相同多個(gè)工況點(diǎn)的計(jì)算在一個(gè)文件中，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)工況點(diǎn)連續(xù)計(jì)算，但無法以上一工況點(diǎn)作為初場，只能以計(jì)算好的結(jié)果文件作為初場表示在Q100計(jì)算完成后進(jìn)行Q90的計(jì)算11）導(dǎo)出計(jì)算文件將計(jì)算文件導(dǎo)出為.def格式保存11）求解控制將計(jì)算結(jié)果保存到指定的文件夾增加或減少并行CPU數(shù)量指定計(jì)算文件指定初場文件點(diǎn)擊打開計(jì)算文件，可以對(duì)計(jì)算文件的進(jìn)出口條件和某些求解設(shè)置進(jìn)行更改點(diǎn)擊打開正在計(jì)算的文件，可以隨時(shí)對(duì)計(jì)算文件的進(jìn)出口條件和某些求解設(shè)置進(jìn)行更改點(diǎn)擊可隨時(shí)保存正在計(jì)算的文件