ICEM CFD 学习笔记 结构网格的划分

ICEM CFD 先进的CFD前处理软件及其在复杂流场分析中的应用与优化


引言

ICEM CFD 是一个在计算流体力学（CFD）分析领域中占据突出地位的专业工程软件。作为一款全面的CAE前处理工具，ICEM CFD 以其卓越的 CAD 模型修复能力、自动截面提取技术、独创的网格“雕塑”功能、网格编辑能力，以及广泛的求解器支持，满足了工程设计者和分析人员在建立精确计算模型时的高要求。结合ANSYS的Workbench平台，ICEM CFD 提供了与ANSYS Fluent、CFX 等软件无缝集成的高级分析环境，延续了 GAMBIT 在网格生成领域的领先地位。针对复杂几何结构的结构网格生成领域，ICEM CFD 推动了技术革新，并通过用户迭代优化，实现了高级网格设计的业务布局。

学习曲线与挑战

虽然其功能强大且适应性广泛，但 ICEM CFD 的使用也持有较高的学习曲线。用户需要投入充足的时间和精力以熟练掌握其独特的网格划分方法，以及优化技术，以实现更高质量的结构网格。这一过程涉及对软件功能、界面操作以及网格优化原理的深入理解与实践。

实例分析：三通管的网格划分


以三通管为例，我们将深入探讨如何利用 ICEM CFD 进行简化结构网格划分：




步骤一：导入模型

从专业的建模软件导入，如通过选择“导入”功能自专业的 CAD 进行导入，或在 ICEM CFD 直接通过基本的点线面构建进行建立。

步骤二：优化几何视图

利用 Geometry 菜单下的 Surfaces 功能，对 Solid&Wire 和 Transparent 进行勾选，直观地提升几何结构的可观察性。

步骤三：构建拓扑识别

通过 Geometry > Geometric Repair 菜单选项，选择“识别拓扑”功能进行初步拓扑分析，判断模型连接逻辑是否合理。

步骤四：面分类与命名

针对各个面进行集成分类，实现精细化管理，若模型所需的面特定于特定的部分，请右键 “Part” 选项，利用 create part 功能进行给定命名，并根据模型需求选择对应的面进行分类加入。

步骤五：创建并调整 Block

点击 Blocking 工具栏下的“创建 Block”进行初始化空白块设置，使用 Apply 按钮完成块的创建。3D 环境下的块则固定为六面体，通过不断调整布局适应具体模型需求，最终完成模型的覆盖围进区域。

步骤六：精细优化 Block

利用 split block 进行精细划分，进行不需要的部分删除，并添加适应模型边缘的后续细节处理过程，确保网格与几何形状准确匹配，进一步通过微调 vertex（通过右键菜单找到“关联”选项）实现最佳匹配。

步骤七：网格参数预设定

选择全局网格设置，设定最大网格大小并应用至模型选择。随后，在阻隔图形预细网格设置区域点击 premesh 参数进行调整预细前网格设置（请根据软件新版界面和提示进行操作），确保高质量的网格生成。

步骤八：网格质量评估

执行网格质量评估以检测生成网格的质量，发现网格质量大于 0.3 的优势部分即可停止优化，完成结构化网格构建。

总结

需注意的是，ICEM CFD 用户在构建网格时普遍推崇其灵活性和强大的几何自由度，即使对细节敏感的模型，用户也能实现高品质网格的生成，这既体现了产品的工程技术实力，也突出了其在解决实际工程分析问题中的应用价值。此外，用户对“添加一点点细节”的过程需求将在未来通过社区互动与开发者交流进一步深化分享与教学，为更广泛的工程师群体提供实际操作的实践指南。