ICEM 及Fluent Meshing网格生成与划分技术应用

课程提要

主要内容及目标

一、引言

网格生成的基础知识

1、网格生成技术概论

2、不同类型的网格的基本特点、优缺点及适用范围

3、结构化网格与非结构化网格区别和特点

4、网格类型选用原则 

5、网格质量评价方法

二、网格生成

   软件介绍

1、介绍市场上的常见网格软件、特点和适用范围

2、Fluent Meshing软件介绍、评价

3、ICEM CFD软件介绍、评价

4、对目前主流网格软件发展现状及趋势进行评述

三、几何模型

  的建立

1、如何合理地选取计算域，确定计算的几何范围

2、利用第三方几何建模软件（Solidworks、UG等），缩短几何建模的周期

3、几何模型清理及修复的方法

四、上机案例：几何模型建立

及修复

几何模型建立、修复及流场创建

1、从专业的第三方建模软件导入，并创建几何模型

2、脏几何的处理：清理、拓扑建立及修复工具使用

3、ICEM对几何的处理

4、SCDM对几何的处理

五、网格知识

基础

1、网格划分在数值模拟中的地位和重要性

2、网格划分的基本概念、流程

3、什么是网格质量？如何定性及定量评价网格质量？

4、网格质量对模拟结果精度的影响

六、二维网格

划分知识

1、四边形网格、三角形网格的区别和特点

2、使用块划分功能快速得到高品质结构化四边形网格。

3、局部加密、网格尺寸过渡的处理方法

七、上机案例：离心泵二维

网格划分

1、从简单的二维网格划分开始

2、案例：用多种方法对离心泵几何模型进行二维网格划分

3、采用不同的网格类型、网格尺寸，观察网格质量变化情况

八、三维网格划分知识

1、三维网格的几种常见类型、特点

2、介绍为什么三维网格划分比二维难度大得多

3、介绍四面体、六面体网格及多面体网格的本质区别

4、介绍如何根据模拟对象、周期和精度需求，合理选用网格划分方案

九、四面体网格划分知识

1、网格参数设置

2、四面体网格各生成算法特点对比

3、局部加密的几种常见方法

4、四面体网格质量检查方法

5、网格光顺以提高网格质量的方法

十、上机案例：

流动部件四面体网格划分（1）

使用ICEM软件，对一台流动设备进行网格划分，采用四面体网格缩短模拟周期。

1、网格参数设置

2、四面体网格各生成算法特点对比

3、四面体网格质量检查方法

4、网格光顺以提高网格质量的方法

十一、上机案例：

流体机械四面体网格划分（2）

使用ICEM软件，对一台水泵进行四面体网格划分

1、介绍如何从第三方几何建模软件导入几何模型

2、几何模型的清理、拓扑结构的建立

3、精细化控制网格疏密，实现局部加密。

4、网格数量与网格质量之间的平衡

5、初步的网格划分完成后，如何进行微调和进一步优化。

6、如何在ICEM设置边界条件类型 

十二、多面体网格划分

1、多面体网格划分基本知识

2、Fluent meshing网格划分流程

3、局部网格尺寸控制，进行网格局部加密

4、采用密度盒进行网格局部加密

5、边界层网格划分方法

十三、上机案例：复杂流体设备多面体网格实践

采用SCDM+Fluent meshing，对复杂几何模型进行多面体网格划分。

1、比较多面体网格与四面体网格的区别（如网格数量、网格质量、边界层分布）

2、采用标准step-by-step的内置流程，快速生成网格

3、多重计算域的处理方法

4、采用局部网格尺寸控制，轻松进行网格局部加密

5、采用密度盒，进行空间中网格局部加密

6、插入网格光顺优化环节，进一步提高网格

7、控制多面体网格数量的技巧

十四、六面体网格划分知识

1、六面体网格的独特优点介绍

2、几种常见六面体网格划分策略

3、块切割（Blocking）构建六面体网格所需的几何拓扑。

4、Blocking生成的方法

5、如何进行Block与几何模型各层关系的映射

6、O-grid的概念及应用

7、网格生成后的进一步优化处理

十五、上机案例：规则及进阶几何结构化网格划分

从简单几何开始，开启全六面体网格划分的世界。

1、Block的切割、编辑方法

2、Block的点线面与几何模型的映射技巧 

3、O-Grid的应用技巧

4、六面体网格局部加密方法    

5、六面体网格质量检查方法

十六、上机案例：环保设备六面体网格划分

1、对一台500t/h垃圾焚烧设备进行全六面体网格划分

2、采用Block映射生成高质量六面体网格

3、六面体网格质量检查方法

4、边界条件设置方法

5、导出供Fluent或其他求解器使用的网格文件  

十七、上机案例：

复杂燃烧设备全六面体网格划分

使用ICEM软件，对复杂几何模型进行全六面体网格划分，既减少了网格数量，也能够实现高品质网格

1、利用ICEM中的“分块”工具，实现六面体网格划分

2、分块切割的技巧、点线面映射和关联的方法

3、圆形几何的处理，O-Grid的应用

4、局部网格微调，逐步提高网格质量

5、利用缩放因子等手段，精确控制网格数量

十八、混合网格  划分知识

1、混合网格：兼顾网格质量与网格数量

2、介绍不同区域交界面处网格处理方法

3、ICEM与Fluent Meshing联合使用，解决任意复杂工程问题。

十九、上机案例：化学反应器

混合网格

尿素热解反应器网格划分，左右两侧分别用四面体和六面体网格进行划分

1、如何将区域划分切割，以便用不同的网格类型

2、内部壁面、内部流通面的处理方法

3、交界面的处理方式

4、ICEM与Fluent Meshing联合使用，发挥各自优点

二十、上机案例：

使用混合网格对搅拌器进行划分

使用ICEM，对复杂几何模型进行混合网格划分，即部分区域采用四面体网格，部分区域使用六面体网格

1、几何模型如何合理简化，清理不必要的点和线

2、使用混合网格，适用于复杂几何模型，又能够控制网格数量

3、介绍不同网格之间的连接方式，非一致网格与一致网格的处理方法

4、如何在ICEM中设定内部壁面

5、如何定义不同的计算域，并使用不同的策略进行网格划分