ICEM六面体网格划分解读课件.ppt

1、ICEM六面体网格划分ICEM CFD/AI*Environment V10六面体网格划分9/9/05Inventory #002277D1-3不依赖几何形状创建块（block）结构 “自顶向下” 拓扑创建 用户将是雕塑家而不是砖瓦匠 一步创建高级拓扑结构(O-grid) “自底向上” 拓扑创建 创建块过程将是像砖瓦匠一样逐层创建 创建块 拉伸面 复制拓扑可以联合使用自顶向下/ 由底向上网格拓扑创建技术六面体网格划分步骤 自顶向下/ 由底向上O-grid9/9/05Inventory #002277D1-4可以使用与划分四面体网格相同的几何模型可以使用与划分四面体网格相同的几何模型(tetin

2、) 不需要几何体结构完全封闭 块结构投影到几何体 曲面 自动的 曲线和点 手工 点,质点,和曲线不是必须的但非常有用 使用 Build Topology 快速建立曲线和点六面体网格划分的几何要求关联 Face to Surface 到虚的family或插值 Interpolation ，结果可等价于确实存在几何体生成的网格几何块9/9/05Inventory #002277D1-5几何/分块 术语Geometry 几何几何 Point 点 Curve 曲线 Surface 曲面 Volume 体(material point, body)Blocking Vertex 顶点 Edge 边 Fa

3、ce 面 Block 块PointCurveMaterial point/bodySurfacesBlockVertexEdgeFace注意: “curve” 指线, 圆弧, 及样条曲线9/9/05Inventory #002277D1-6构建能够捕捉几何的块结构构建能够捕捉几何的块结构 自顶向下 分割及舍弃无用的块 自底向上 通过拉伸、创建、复制创建块在块和几何之间建立关联在块和几何之间建立关联 通常为边与曲线之间建立关联在几何体上移动块顶点在几何体上移动块顶点 自动和手动方法指定网格尺寸指定网格尺寸 通过设置曲面和曲线网格尺寸可快速设定 设置边尺寸分布可细化调整观察网格并检查观察网格并检查

4、/提高质量提高质量输出网格输出网格分块过程 全部过程9/9/05Inventory #002277D1-72D Pipe Junction 指南练习练习 2D Pipe Junction 实例实例 #19/9/05Inventory #002277D1-8初始分块创建一个新的块结构创建一个新的块结构, 你必须首先生成一个初始块你必须首先生成一个初始块 3D 3D 创建的块环绕在几何体周围 2D 2D Planar 在z0的xy平面内环绕2D几何实体创建2D块，即使几何体不是2D形式 并不一定需要2D面9/9/05Inventory #002277D1-9初始块结构 2D初始化初始化 2D将自动

5、为整个几何体创建面块将自动为整个几何体创建面块 每一个曲面成为一个2D 块 Free块对于非结构网格 鲁棒性强 Mapped 对应结构 根据特定特征对齐网格2D 块几何非结构块 必须首先 Build Topology 可在非结构(free)和结构(mapped)之间转换: Edit Block - Convert Block Type9/9/05Inventory #002277D1-10分块过程 构建适合几何体的块结构自顶向下方法自顶向下方法从环绕整个几何体的一个块开始分割块 以捕捉几何体形状删除无用的块注意: 缺省情况缺省情况下，删除的块将下，删除的块将放入放入 part VORFN, 在

6、后面在后面必要时候可以重必要时候可以重新使用新使用9/9/05Inventory #002277D1-11分块过程 在几何体和块之间建立关联关联块到几何体关联块到几何体 通常在边和曲线建立关联 在最后的网格中, 边将投影到这些曲线 在模型树中右击 Edges - Show association 显示关联箭头9/9/05Inventory #002277D1-12分块过程 在几何体上移动块顶点移动顶点以更好的表现几何体的形状移动顶点以更好的表现几何体的形状所有显示的顶点可以立刻投影到几何体可以单独在几何体上移动它们可以一次移动多个沿着固定平面或线/矢量移动 9/9/05Inventory #0

7、02277D1-13Moving Vertices of Different Associations颜色表明了关联类型及顶点可以进行的移动方式颜色表明了关联类型及顶点可以进行的移动方式(边也遵循这一标准边也遵循这一标准, 不包括红色不包括红色) 红 约束到几何点（point） 除非改变关联，否则不可移动绿 约束到曲线（curve） 在特定的曲线上滑动白 约束到曲面（surfaces） 在任何 ACTIVE曲面上滑动 (在模型树中打开显示的曲面) 如果不在曲面上, 将跳到最近的ACTIVE曲面上移动蓝 自由（通常是内部）顶点 选择顶点附近的边，并在其上移动选择顶点附近的边，并在其上移动9/9/

8、05Inventory #002277D1-14分块过程 设置网格尺寸设置网格尺寸设置网格尺寸通过设置曲面和曲线网格尺寸快速定义六面体网格尺寸 或设置edge-by-edge 细化调整 自动 copy to parallel edges （复制到平行边）9/9/05Inventory #002277D1-15边参数17 划分法则Side 1Side 2Spacing 1 = 1.0Spacing 2 = 1.0Ratio 2 = 1.5Ratio 1 = 1.5箭头指明 side 1 和 side 2Side 1 箭头底部Side 2 箭头顶部网格距离可以链接到其他边要求的实际Spacing

9、1 side 1侧前两个网格点的距离Ratio 1 从side 1向中心的生长比率Spacing 2 side 2侧前两个网格点的距离Ratio 2 从side 2向中心的生长比率Max Space edge上最大网格单元距离9/9/05Inventory #002277D1-16观察边投影形状网格生成后右击网格生成后右击 Edges - Projected shape 观察边投影形状观察边投影形状首先设置网格尺寸, 并计算生成网格, 因为实际上只是将每条边上的网格点移动到在网格中最后的位置 9/9/05Inventory #002277D1-17分块过程 观察网格No projectionF

10、ace projection观察网格观察网格 可以在过程任何时期创建网格网格有不同的投影方法选择 Projection faces 可以完全描绘几何体通过在模型树中打开 Part观察指定曲面的网格 使用 Scan planes 观察内部网格9/9/05Inventory #002277D1-18分块过程 检查网格质量使用网格质量直方图使用网格质量直方图 Determinant 决定指标 测量单元变形 大部分求解器接受 0.1 争取 0.2Angle 角度 单元最小内角 争取 18 度Aspect ratio 纵横比Volume 体积Warpage 扭曲 争取 45 度通过设置直方图，你可以显示

11、指定质量范围内的网通过设置直方图，你可以显示指定质量范围内的网格单元格单元9/9/05Inventory #002277D1-193D Pipe Junction 指南练习练习 3D Pipe Junction 实例实例 #29/9/05Inventory #002277D1-20O- grid 定义O-gridC-gridL-grid没有 O-gridO-gridO-grid 是一步创建的一系列块结构，是一步创建的一系列块结构， 排列成排列成 “O” 型或环绕型型或环绕型3 种基本类型 ，采用相同的操作方法都被称为“O-grids” O-grid C-grid (半个 O-grid) L-g

12、rid (四分之一 O-grid)当块必须位于曲线或曲面上时减少歪斜 圆柱 复杂几何提高壁面附近聚集的网格点的效率9/9/05Inventory #002277D1-21绕体O-网格在对象外围创建O-grid解决环绕固体区域的边界层问题而不必增加网格点数目解决环绕固体区域的边界层问题而不必增加网格点数目9/9/05Inventory #002277D1-22创建O-Grids 缺省 O-Grid注意: 内部块含有所有内部边和顶点7 blocks in 3D5 blocks in 2D选择 blocks环绕face, edge, 或 vertex为为 O-grid选择块选择块可以通过visibl

13、e（可视）, all（全部）, part, around face（环绕面）, around edge（环绕边）, around vertex（环绕点）, 2 corner method（对角点）选择9/9/05Inventory #002277D1-23创建 O-Grids 添加面O-grid 穿过这个面在创建在创建O-grid过程中添加面过程中添加面O-grid “穿过” 选定的块的面一般情况下,在“平坦部分”添加面增加一个面实际上等价于增加了面两侧的block块O-grid 穿过这个面半 O-grid (C-grid)使用例子使用例子管道末端对称平面复杂几何体9/9/05Inventor

14、y #002277D1-24创建 O-Grids 添加多个面四分之一 O-grid (L-grid)看起来 在一个方向上是C-grid 在另一个方向是 L-grid 四分之一O-grids 可以用来对三角形划分块环绕选定的块可以添加任意数目的面环绕选定的块可以添加任意数目的面如果添加所有环绕块的面, 结果是没有任何变化，因为O-grid 穿透了所有面创建 O-Grids 环绕块9/9/05Inventory #002277D1-25选择选择 Around block(s) 创建创建 O-grid 环绕选定的块环绕选定的块用于创建环绕固体对象的网格例子 圆柱绕流 环绕飞机或汽车体的边界层9/9/

15、05Inventory #002277D1-26比例缩放 O-Grids选择的边 factor=1Factor=0.3在创建过程中或创建后，在创建过程中或创建后，O-grids 可以改变尺寸可以改变尺寸缺省情况下O-grid尺寸设置为使网格扭曲最小实际上，通过设定选择的边，你可以缩放所有平行的O-grid边选定的边赋予的factor为1数字 Indices显示9/9/05Inventory #002277D1-30使用索引控制Blocks can be turned off and on based on indices 使用索引控制打开或关闭块显示许多操作可以只针对显示块 分割块 延伸分割

16、调节 O-grid大小重新设置所有可视Select corners 通常快于复选索引箭头i min=2 max=3i=2i=3i min=1 max=2i=1i=2O3=1O3 min=1 max=1O3=1O3=1O3=1O3 min=0 max=0O3=0O3=0O3=0O3=09/9/05Inventory #002277D1-31扫描平面 Scan planes右击 Pre-mesh - Scan planes 调出 scan plane 面板Select 按钮用于选择 一条边 scan plane 垂直于这个边观察内部网格观察内部网格作为质量直方图的辅助用来诊断坏网格的成因使用Sel

17、ect按钮选择边, Scan planes垂直选定的边 或选择索引方向的代码 #0 i #1 j #2 k #3, 4, etc O-grids9/9/05Inventory #002277D1-32分块过程 输出网格转换成非结构网格 (右击 Pre-mesh)输出结构 网格转变转变pre-mesh到永久网格到永久网格两种格式，取决于你使用的求解器 非结构 (Pre-mesh - Convert to Unstruct Mesh) 结构(File - Blocking - Save Multiblock Mesh)分块的改变不会再影响网格此后网格可以通过Edit mesh 标签栏中的任何工具编

18、辑此后网格可以平滑9/9/05Inventory #002277D1-333D Pipe Junction 指南Examine the 3D Pipe Mesh 使用使用scan planes 和和 index control9/9/05Inventory #002277D1-343种O-Grids的基本应用作为分块过程第一步，利用 O-grid捕捉几何体形状的例子四分之一 O-grid3种种O-grids的基本应用的基本应用捕捉几何模型的形状 当采用这种方法时，一般在分块过程的初期位于块顶角且关联的曲面不相交成角的地方网格质量不高， O-grids提高网格质量 改进聚集在壁面附近网格点的效率

19、 边界层分辨率后两种方法采用相同的O-grid, 在分块过程后期使用9/9/05Inventory #002277D1-35SphereCube 指南练习练习 the SphereCube 实例实例 #39/9/05Inventory #002277D1-36扩充分割选择边选择边选择 Project vertices 自动投影顶点到相关联的几何体最近的平面把一个分割想象成一个平面把一个分割想象成一个平面(即使它不必是平面状的即使它不必是平面状的)在在“平面平面”外选择一个边，它将延伸到所有方向外选择一个边，它将延伸到所有方向 分割只穿过显示的块采用 index control 限制显示的块9/

20、9/05Inventory #002277D1-37分割面选择面选择边面分割垂直选定的边VORFN 块分割分割面实际上是分割块操作分割面分割临近的位于不活动part 中的块 , 剩下的我们看到的是在可视的面上分割端部选择用于分割面左击边并拖动分割分割垂直选定的边9/9/05Inventory #002277D1-38合并块选择块合并块合并块选择用于合并块, 然后中键单击Apply你不能合并不同parts中块， 除非改变它们到同一 part中9/9/05Inventory #002277D1-39合并面选择对角顶点选择面Merge face 在选定的面两侧合并块合并面合并面选择横跨面两个对角用于

21、合并Apply无法选择O-grids的面， 因为这是一个不同的索引方向实际上在选定的面两侧合并块9/9/05Inventory #002277D1-40修整边 分割边SplineLinearControl point初始边Multiple splitsEdges 在投影前缺省是线性的在投影前缺省是线性的Edges 成形是通过使用分割边成形是通过使用分割边Spline 样条Linear 直线Control point 控制点在分割之后使用在分割之后使用 Move vertex 移动分割点移动分割点 分割自动覆盖在网格计算的插值分割自动覆盖在网格计算的插值9/9/05Inventory #0022

22、77D1-41修整边 分割边例子使用分割边可以在几何体上创建一个洞Geometry (gear)9/9/05Inventory #002277D1-42修整边 链接边Source edgeTarget edgeFactor = 0.9Factor = 1.3Factor = 0.6使用一条边控制另一条的形状使用一条边控制另一条的形状选择source（原）edge然后选择target（目标）edge 输入 factor (值越大曲率越高)9/9/05Inventory #002277D1-43设置位置z设置顶点的 z 坐标选择这些顶点设置设置 选定顶点的选定顶点的X, Y, Z 选择 Verti

23、ces to Set, 然后选择要移动的顶点，或者使用索引（index）并选择可见的顶点选择要移动的方向 (设置 X, Y, Z) 可以使用局部坐标系(柱坐标, 直角坐标) 如果是柱坐标系统, (x, y, z)变为 (r, , z)输入值或选择Ref. Point并在屏幕上选择方法可以为Set Position 或 IncrementApply9/9/05Inventory #002277D1-44对齐顶点在这个平面中移动顶点 (XY)选择这个边选择这些 顶点中任何一个或多个使一个平面上多个顶点与另一个平面上的相应顶点对齐使一个平面上多个顶点与另一个平面上的相应顶点对齐(or split d

24、imension)选择 Along edge direction,然后选择连接两个平面的edge，or runs approximately normal to the split plane that you want to move inside 选择 Reference vertex, 在平面选择任何你想对齐的顶点 . 这些顶点将保持固定选择顶点移动的平面 (XY, YZ, XZ, 或User Defined). User Defined 平面必须指定一个法向矢量, 例如 (1 1 0)Apply 9/9/05Inventory #002277D1-45自底向上网格划分方法自顶向下通常功

25、能强大自顶向下通常功能强大自底向上的方法可以提高灵活性自底向上的方法可以提高灵活性移动方法 平移 旋转 镜像 比例2D到3D拉伸 平移 旋转块分割及联合拉伸网格面创建块9/9/05Inventory #002277D1-46移动块镜像例子简单的移动选择的块或创建一个移动副本并与原来的块联合简单的移动选择的块或创建一个移动副本并与原来的块联合选择要移动的blocks选择方法 平移 旋转 镜像 比例输入选定方法所需参数9/9/05Inventory #002277D1-47创建块 2D 到3D 旋转2D块可以转换成块可以转换成3D块，共有块，共有3种方法种方法Fill 填充 由闭合的2D面块自动创

26、建3D块Translate 平移Rotate 旋转在3D几何体不存在的地方，可拉伸点成线和拉伸线成面圆周方向网格点数目旋转面网格和扫描平面9/9/05Inventory #002277D1-48创建块 六面体(顶点位置)14325678选择8顶点选择2平面创建块的类型创建块的类型Hexa 六面体 8 顶点 2 面Quarter O-grid 四分之一O-grid Degenerate 退化9/9/05Inventory #002277D1-49创建块 六面体 (几何位置)14325678单击中键单击中键如果没有如果没有8 个顶点可选如何办个顶点可选如何办?选择已有顶点单击中键在屏幕上选择余下的

27、位置 顺序和原来保持一致9/9/05Inventory #002277D1-50拉伸面选择面选择面 (选择选择face或使用两角点方法或使用两角点方法)Interactive 交互式 按指示拖拉Extrude a Fixed distance 输入距离Extrude along curve 沿曲线 选择曲线两角点方法选择面9/9/05Inventory #002277D1-51创建块 Wedge楔123456Degenerate 退化块退化块 选择6 顶点或位置 顺序很重要 网格线在 顶点 1 和 4处融合 结果沿一条边生成棱柱块Quarter-O-Grid 四分之一四分之一 O-Grid获得

28、六面体 “wedge” (Y 结构)退化四分之一O-Grid9/9/05Inventory #002277D1-52Swept (非结构)选择6个顶点或位置与退化不同的选择顺序（四分之一 o-grid）生成非结构网格tris/prisms 三角形/棱柱 可转换块类型 Convert Block Type为Structured 结构结构为 Unstructured (2D)为 Swept (3D)退化的六面体楔块(Y 结构)创建块 扫描块 Swept Block1532649/9/05Inventory #002277D1-53瓦解块例子: 划分 knife-edge wings网格选择边瓦解块

29、瓦解块选择边定义瓦解方向选择要瓦解的块结果生成退化的块 (棱柱结构)退化块经常被删除9/9/05Inventory #002277D1-54分割顶点选择这两个 顶点分割单独的顶点或合并的顶点分割单独的顶点或合并的顶点, 包括由于瓦解块合并的顶点包括由于瓦解块合并的顶点选择任意数目的顶点并单击中键Apply如果在合并顶点之后永久的删除块, 这个操作将无法取消合并. 因为永久删除某一块后，索引表重新定义9/9/05Inventory #002277D1-55合并顶点1212合并顶点可以选择要合并的一对一个接一个执行合并顶点可以选择要合并的一对一个接一个执行, 或通过指定或通过指定公差快速的执行多个

30、操作公差快速的执行多个操作当单独合并时, 同时选择两个顶点 当 Merge to average 关闭,第二个顶点合并到第一个顶点当 Merge to average 打开时, 两个顶点合并到中点用于将独立的拓扑连接到一起用于退化块9/9/05Inventory #002277D1-56删除分割及O-Grids1212删除一个分割删除 O-grid使用使用 Merge vertices - propagate删除分割及删除分割及O-Grids选择一条边两端的两个顶点，处于你想删除的方向单击中键, confirm第二个顶点合并到第一个顶点 ，并且合并会退化如果删除 O-grid, 只需选择径向边

31、的顶点9/9/05Inventory #002277D1-57删除块 永久节点数相等节点数不等永久删除删除块删除块, 缺省情况下缺省情况下, 移动块到移动块到part VORFN, 比永久删除更稳比永久删除更稳定定 (不需重新计算索引不需重新计算索引)但是，有些情况下，永久删除是有利的但是，有些情况下，永久删除是有利的删除所有 VORFN ，可以作为复杂拓扑的修改工具 (索引重新计算)删除单独的块可以释放与VORFN块连接的点9/9/05Inventory #002277D1-58定义块交界面单元体个数倍数定义块交界面单元体个数倍数 只能用于特定的求解器细化: Factor 1 (输入整数)粗

32、化: Factor Set up PeriodicityTranslational 平移平移 输入矢量指定数量和方向 Rotational 旋转旋转 输入 Axis 矢量 指定方向 输入 Base 指定轴的位置 输入 Angle 角度周期21.1765o (360/17)Axis (0 0 1)Base (0 0 0)9/9/05Inventory #002277D1-60周期子分割同样具有周期性周期周期Vertices 存入存入blocking file选择 Edit Block - Periodic Vertices - Create同时选择成对的顶点每对的第二个顶点移动到第一个顶点周期位置当你移动一个顶点成对的另外一个同时移动后面进行的子分割同样具有周期性在模型树中右击 Vertices - Periodic, Faces - Periodic Faces只有face的4角都具有周期性时 face才有周期性9/9/05Inventory #002277D1-61其它指南自习如下例子自习如下例子Pipe BladeElbow Part练习六面体混和例子练习六面体混和例子HVAC Hybrid (Hexa/Tetra Merge)Elbow PartHVAC