ICEM六面體網(wǎng)格劃分PPT課件

1、.,1,ICEM六面體網(wǎng)格劃分,.,2,ICEM CFD/AI*Environment V10,六面體網(wǎng)格劃分,9/9/05,.,3,不依賴幾何形狀創(chuàng)建塊（block）結(jié)構(gòu) “自頂向下” 拓撲創(chuàng)建 用戶將是雕塑家而不是磚瓦匠 一步創(chuàng)建高級拓撲結(jié)構(gòu)(O-grid) “自底向上” 拓撲創(chuàng)建 創(chuàng)建塊過程將是像磚瓦匠一樣逐層創(chuàng)建 創(chuàng)建塊 拉伸面 復制拓撲 可以聯(lián)合使用自頂向下/ 由底向上網(wǎng)格拓撲創(chuàng)建技術(shù),六面體網(wǎng)格劃分步驟 自頂向下/ 由底向上,O-grid,9/9/05,.,4,可以使用與劃分四面體網(wǎng)格相同的幾何模型(tetin) 不需要幾何體結(jié)構(gòu)完全封閉 塊結(jié)構(gòu)投影到幾何體 曲面 自動的 曲線和點

2、 手工 點,質(zhì)點,和曲線不是必須的但非常有用 使用 Build Topology 快速建立曲線和點,六面體網(wǎng)格劃分的幾何要求,關(guān)聯(lián) Face to Surface 到虛的family或插值 Interpolation ，結(jié)果可等價于確實存在幾何體生成的網(wǎng)格,幾何,塊,9/9/05,Inventory #002277 D1-5,幾何/分塊 術(shù)語,Geometry 幾何 Point 點 Curve 曲線 Surface 曲面 Volume 體 (material point, body),Blocking Vertex 頂點 Edge 邊 Face 面 Block 塊,Point,Curve,Ma

3、terial point/body,Surfaces,Block,Vertex,Edge,Face,注意: “curve” 指線, 圓弧, 及樣條曲線,9/9/05,.,6,構(gòu)建能夠捕捉幾何的塊結(jié)構(gòu) 自頂向下 分割及舍棄無用的塊 自底向上 通過拉伸、創(chuàng)建、復制創(chuàng)建塊 在塊和幾何之間建立關(guān)聯(lián) 通常為邊與曲線之間建立關(guān)聯(lián) 在幾何體上移動塊頂點 自動和手動方法 指定網(wǎng)格尺寸 通過設(shè)置曲面和曲線網(wǎng)格尺寸可快速設(shè)定 設(shè)置邊尺寸分布可細化調(diào)整 觀察網(wǎng)格并檢查/提高質(zhì)量 輸出網(wǎng)格,分塊過程 全部過程,9/9/05,Inventory #002277 D1-7,2D Pipe Junction 指南,練習 2

4、D Pipe Junction 實例 #1,9/9/05,.,8,初始分塊,創(chuàng)建一個新的塊結(jié)構(gòu), 你必須首先生成一個初始塊 3D 3D 創(chuàng)建的塊環(huán)繞在幾何體周圍 2D 2D Planar 在z0的xy平面內(nèi)環(huán)繞2D幾何實體創(chuàng)建2D塊，即使幾何體不是2D形式 并不一定需要2D面,9/9/05,.,9,初始塊結(jié)構(gòu) 2D,初始化 2D將自動為整個幾何體創(chuàng)建面塊 每一個曲面成為一個2D 塊 Free塊對于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格 魯棒性強 Mapped 對應(yīng)結(jié)構(gòu) 根據(jù)特定特征對齊網(wǎng)格,2D 塊,幾何,非結(jié)構(gòu)塊,必須首先 Build Topology 可在非結(jié)構(gòu)(free)和結(jié)構(gòu)(mapped)之間轉(zhuǎn)換: Edit

5、Block - Convert Block Type,9/9/05,.,10,分塊過程 構(gòu)建適合幾何體的塊結(jié)構(gòu),自頂向下方法,從環(huán)繞整個幾何體的一個塊開始,分割塊 以捕捉幾何體形狀,刪除無用的塊,注意: 缺省情況下，刪除的塊將放入 part VORFN, 在后面必要時候可以重新使用,9/9/05,.,11,分塊過程 在幾何體和塊之間建立關(guān)聯(lián),關(guān)聯(lián)塊到幾何體 通常在邊和曲線建立關(guān)聯(lián) 在最后的網(wǎng)格中, 邊將投影到這些曲線 在模型樹中右擊 Edges - Show association 顯示關(guān)聯(lián)箭頭,9/9/05,.,12,分塊過程 在幾何體上移動塊頂點,移動頂點以更好的表現(xiàn)幾何體的形狀 所有顯示

6、的頂點可以立刻投影到幾何體 可以單獨在幾何體上移動它們 可以一次移動多個 沿著固定平面或線/矢量移動,9/9/05,.,13,Moving Vertices of Different Associations,顏色表明了關(guān)聯(lián)類型及頂點可以進行的移動方式(邊也遵循這一標準, 不包括紅色) 紅 約束到幾何點（point） 除非改變關(guān)聯(lián)，否則不可移動 綠 約束到曲線（curve） 在特定的曲線上滑動 白 約束到曲面（surfaces） 在任何 ACTIVE曲面上滑動 (在模型樹中打開顯示的曲面) 如果不在曲面上, 將跳到最近的ACTIVE曲面上移動 藍 自由（通常是內(nèi)部）頂點 選擇頂點附近的邊，并在

7、其上移動,9/9/05,.,14,分塊過程 設(shè)置網(wǎng)格尺寸,設(shè)置網(wǎng)格尺寸 通過設(shè)置曲面和曲線網(wǎng)格尺寸快速定義六面體網(wǎng)格尺寸 或設(shè)置edge-by-edge 細化調(diào)整 自動 copy to parallel edges （復制到平行邊）,9/9/05,.,15,邊參數(shù),17 劃分法則,箭頭指明 side 1 和 side 2,Side 1 箭頭底部,Side 2 箭頭頂部,網(wǎng)格距離可以鏈接到其他邊,要求的,實際,Spacing 1 side 1側(cè)前兩個網(wǎng)格點的距離 Ratio 1 從side 1向中心的生長比率 Spacing 2 side 2側(cè)前兩個網(wǎng)格點的距離 Ratio 2 從side 2向

8、中心的生長比率 Max Space edge上最大網(wǎng)格單元距離,9/9/05,.,16,觀察邊投影形狀,網(wǎng)格生成后右擊 Edges - Projected shape 觀察邊投影形狀 首先設(shè)置網(wǎng)格尺寸, 并計算生成網(wǎng)格, 因為實際上只是將每條邊上的網(wǎng)格點移動到在網(wǎng)格中最后的位置,9/9/05,.,17,分塊過程 觀察網(wǎng)格,No projection,Face projection,觀察網(wǎng)格 可以在過程任何時期創(chuàng)建網(wǎng)格 網(wǎng)格有不同的投影方法 選擇 Projection faces 可以完全描繪幾何體 通過在模型樹中打開 Part觀察指定曲面的網(wǎng)格 使用 Scan planes 觀察內(nèi)部網(wǎng)格,9/

9、9/05,.,18,分塊過程 檢查網(wǎng)格質(zhì)量,使用網(wǎng)格質(zhì)量直方圖 Determinant 決定指標 測量單元變形 大部分求解器接受 0.1 爭取 0.2 Angle 角度 單元最小內(nèi)角 爭取 18 度 Aspect ratio 縱橫比 Volume 體積 Warpage 扭曲 爭取 45 度,通過設(shè)置直方圖，你可以顯示指定質(zhì)量范圍內(nèi)的網(wǎng)格單元,9/9/05,.,19,3D Pipe Junction 指南,練習 3D Pipe Junction 實例 #2,9/9/05,.,20,O- grid 定義,O-grid,C-grid,L-grid,沒有 O-grid,O-grid,O-grid 是一

10、步創(chuàng)建的一系列塊結(jié)構(gòu)， 排列成 “O” 型或環(huán)繞型 3 種基本類型 ，采用相同的操作方法都被稱為“O-grids” O-grid C-grid (半個 O-grid) L-grid (四分之一 O-grid) 當塊必須位于曲線或曲面上時減少歪斜 圓柱 復雜幾何 提高壁面附近聚集的網(wǎng)格點的效率,9/9/05,.,21,繞體O-網(wǎng)格,在對象外圍創(chuàng)建O-grid,解決環(huán)繞固體區(qū)域的邊界層問題而不必增加網(wǎng)格點數(shù)目,9/9/05,.,22,創(chuàng)建O-Grids 缺省 O-Grid,注意: 內(nèi)部塊含有所有內(nèi)部邊和頂點,7 blocks in 3D,5 blocks in 2D,選擇 blocks環(huán)繞face

11、, edge, 或 vertex,為 O-grid選擇塊 可以通過visible（可視）, all（全部）, part, around face（環(huán)繞面）, around edge（環(huán)繞邊）, around vertex（環(huán)繞點）, 2 corner method（對角點）選擇,9/9/05,.,23,創(chuàng)建 O-Grids 添加面,O-grid 穿過這個面,在創(chuàng)建O-grid過程中添加面 O-grid “穿過” 選定的塊的面 一般情況下,在“平坦部分”添加面 增加一個面實際上等價于增加了面兩側(cè)的block塊,O-grid 穿過這個面,半 O-grid (C-grid),使用例子 管道末端 對稱

12、平面 復雜幾何體,9/9/05,.,24,創(chuàng)建 O-Grids 添加多個面,四分之一 O-grid (L-grid),看起來 在一個方向上是C-grid 在另一個方向是 L-grid,四分之一O-grids 可以用來對三角形劃分塊,環(huán)繞選定的塊可以添加任意數(shù)目的面 如果添加所有環(huán)繞塊的面, 結(jié)果是沒有任何變化，因為O-grid 穿透了所有面,9/9/05,.,25,創(chuàng)建 O-Grids 環(huán)繞塊,選擇 Around block(s) 創(chuàng)建 O-grid 環(huán)繞選定的塊 用于創(chuàng)建環(huán)繞固體對象的網(wǎng)格 例子 圓柱繞流 環(huán)繞飛機或汽車體的邊界層,9/9/05,.,26,比例縮放 O-Grids,選擇的邊

13、factor=1,Factor=0.3,在創(chuàng)建過程中或創(chuàng)建后，O-grids 可以改變尺寸 缺省情況下O-grid尺寸設(shè)置為使網(wǎng)格扭曲最小 實際上，通過設(shè)定選擇的邊，你可以縮放所有平行的O-grid邊 選定的邊賦予的factor為1 數(shù)字 1 將收縮邊因此創(chuàng)建一個更大的內(nèi)部塊,9/9/05,.,27,O-Grids 實例應(yīng)用,通過使用O-grid網(wǎng)格可以得到改進 在塊角點生成較差網(wǎng)格的例子,劃分 O-grid之前,9/9/05,.,28,3D Pipe Junction 指南,Finish 3D Pipe Workshop, Capture the Rod and Add O-Block,9/

14、9/05,.,29,索引控制,i,j,k,1 2 4 3:1,i=1 j=2 k=4 O-grid3=1,所有塊和頂點通過全局索引（index）表定義 初始塊包含 i,j,k 索引， 并與全局直角坐標系 x,y,z,對齊 通過分割創(chuàng)建的子塊維持這個方向 O-grids 不符合這個方向, 因此每個 O-grid 創(chuàng)建一個新的索引方向(O3, O4, etc) 頂點索引通過 Vertices - Indices顯示,9/9/05,.,30,使用索引控制,Blocks can be turned off and on based on indices 使用索引控制打開或關(guān)閉塊顯示 許多操作可以只針對

15、顯示塊 分割塊 延伸分割 調(diào)節(jié) O-grid大小,重新設(shè)置所有可視,Select corners 通?？煊趶瓦x索引箭頭,i min=2 max=3,i=2,i=3,i min=1 max=2,i=1,i=2,O3=1,O3 min=1 max=1,O3=1,O3=1,O3=1,O3 min=0 max=0,O3=0,O3=0,O3=0,O3=0,9/9/05,.,31,掃描平面 Scan planes,右擊 Pre-mesh - Scan planes 調(diào)出 scan plane 面板,Select 按鈕用于選擇 一條邊 scan plane 垂直于這個邊,觀察內(nèi)部網(wǎng)格 作為質(zhì)量直方圖的輔助用

16、來診斷壞網(wǎng)格的成因 使用Select按鈕選擇邊, Scan planes垂直選定的邊 或選擇索引方向的代碼 #0 i #1 j #2 k #3, 4, etc O-grids,9/9/05,.,32,分塊過程 輸出網(wǎng)格,轉(zhuǎn)換成非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格 (右擊 Pre-mesh),輸出結(jié)構(gòu) 網(wǎng)格,轉(zhuǎn)變pre-mesh到永久網(wǎng)格 兩種格式，取決于你使用的求解器 非結(jié)構(gòu) (Pre-mesh - Convert to Unstruct Mesh) 結(jié)構(gòu)(File - Blocking - Save Multiblock Mesh) 分塊的改變不會再影響網(wǎng)格 此后網(wǎng)格可以通過Edit mesh 標簽欄中的任何工具編輯

17、 此后網(wǎng)格可以平滑,9/9/05,.,33,3D Pipe Junction 指南,Examine the 3D Pipe Mesh 使用scan planes 和 index control,9/9/05,.,34,3種O-Grids的基本應(yīng)用,作為分塊過程第一步，利用 O-grid捕捉幾何體形狀的例子,四分之一 O-grid,3種O-grids的基本應(yīng)用 捕捉幾何模型的形狀 當采用這種方法時，一般在分塊過程的初期 位于塊頂角且關(guān)聯(lián)的曲面不相交成角的地方網(wǎng)格質(zhì)量不高， O-grids提高網(wǎng)格質(zhì)量 改進聚集在壁面附近網(wǎng)格點的效率 邊界層分辨率,后兩種方法采用相同的O-grid, 在分塊過程后期

18、使用,9/9/05,.,35,SphereCube 指南,練習 the SphereCube 實例 #3,9/9/05,.,36,擴充分割,選擇邊,選擇邊,選擇 Project vertices 自動投影頂點到相關(guān)聯(lián)的幾何體最近的平面,把一個分割想象成一個平面(即使它不必是平面狀的) 在“平面”外選擇一個邊，它將延伸到所有方向 分割只穿過顯示的塊 采用 index control 限制顯示的塊,9/9/05,.,37,分割面,選擇面,選擇邊,面分割垂直選定的邊,VORFN 塊分割,分割面實際上是分割塊操作 分割面分割臨近的位于不活動part 中的塊 , 剩下的我們看到的是在可視的面上分割端部

19、選擇用于分割面 左擊邊并拖動分割 分割垂直選定的邊,9/9/05,.,38,合并塊,選擇塊,合并塊 選擇用于合并塊, 然后中鍵單擊 Apply 你不能合并不同parts中塊， 除非改變它們到同一 part中,9/9/05,.,39,合并面,選擇對角頂點,選擇面,Merge face 在選定的面兩側(cè)合并塊,合并面 選擇橫跨面兩個對角用于合并 Apply 無法選擇O-grids的面， 因為這是一個不同的索引方向 實際上在選定的面兩側(cè)合并塊,9/9/05,.,40,修整邊 分割邊,Spline,Linear,Control point,初始邊,Multiple splits,Edges 在投影前缺省

20、是線性的 Edges 成形是通過使用分割邊 Spline 樣條 Linear 直線 Control point 控制點 在分割之后使用 Move vertex 移動分割點 分割自動覆蓋在網(wǎng)格計算的插值,9/9/05,.,41,修整邊 分割邊例子,使用分割邊可以在幾何體上創(chuàng)建一個洞,Geometry (gear),9/9/05,.,42,修整邊 鏈接邊,Source edge,Target edge,Factor = 0.9,Factor = 1.3,Factor = 0.6,使用一條邊控制另一條的形狀 選擇source（原）edge然后選擇target（目標）edge 輸入 factor (值

21、越大曲率越高),9/9/05,.,43,設(shè)置位置,z,設(shè)置頂點的 z 坐標,選擇這些頂點,設(shè)置 選定頂點的X, Y, Z 選擇 Vertices to Set, 然后選擇要移動的頂點，或者使用索引（index）并選擇可見的頂點 選擇要移動的方向 (設(shè)置 X, Y, Z) 可以使用局部坐標系(柱坐標, 直角坐標) 如果是柱坐標系統(tǒng), (x, y, z)變?yōu)?(r, , z) 輸入值或選擇Ref. Point并在屏幕上選擇 方法可以為Set Position 或 Increment Apply,9/9/05,.,44,對齊頂點,在這個平面中移動頂點 (XY),選擇這個邊,選擇這些 頂點中任何一個或

22、多個,使一個平面上多個頂點與另一個平面上的相應(yīng)頂點對齊(or split dimension) 選擇 Along edge direction,然后選擇連接兩個平面的edge，or runs approximately normal to the split plane that you want to move inside 選擇 Reference vertex, 在平面選擇任何你想對齊的頂點 . 這些頂點將保持固定 選擇頂點移動的平面 (XY, YZ, XZ, 或User Defined). User Defined 平面必須指定一個法向矢量, 例如 (1 1 0) Apply,9/9/

23、05,.,45,自底向上網(wǎng)格劃分方法,自頂向下通常功能強大 自底向上的方法可以提高靈活性 移動方法 平移 旋轉(zhuǎn) 鏡像 比例 2D到3D拉伸 平移 旋轉(zhuǎn) 塊分割及聯(lián)合 拉伸網(wǎng)格面 創(chuàng)建塊,9/9/05,.,46,移動塊,鏡像例子,簡單的移動選擇的塊或創(chuàng)建一個移動副本并與原來的塊聯(lián)合 選擇要移動的blocks 選擇方法 平移 旋轉(zhuǎn) 鏡像 比例 輸入選定方法所需參數(shù),9/9/05,.,47,創(chuàng)建塊 2D 到3D 旋轉(zhuǎn),2D塊可以轉(zhuǎn)換成3D塊，共有3種方法 Fill 填充 由閉合的2D面塊自動創(chuàng)建3D塊 Translate 平移 Rotate 旋轉(zhuǎn),在3D幾何體不存在的地方，可拉伸點成線和拉伸線成面,

24、圓周方向網(wǎng)格點數(shù)目,旋轉(zhuǎn),面網(wǎng)格和掃描平面,9/9/05,.,48,創(chuàng)建塊 六面體(頂點位置),1,4,3,2,5,6,7,8,選擇8頂點,選擇2平面,創(chuàng)建塊的類型 Hexa 六面體 8 頂點 2 面 Quarter O-grid 四分之一O-grid Degenerate 退化,9/9/05,.,49,創(chuàng)建塊 六面體 (幾何位置),1,4,3,2,5,6,7,8,單擊中鍵,如果沒有8 個頂點可選如何辦? 選擇已有頂點 單擊中鍵 在屏幕上選擇余下的位置 順序和原來保持一致,9/9/05,.,50,拉伸面,選擇面 (選擇face或使用兩角點方法) Interactive 交互式 按指示拖拉 Ex

25、trude a Fixed distance 輸入距離 Extrude along curve 沿曲線 選擇曲線,兩角點方法,選擇面,9/9/05,.,51,創(chuàng)建塊 Wedge楔,1,2,3,4,5,6,Degenerate 退化塊 選擇6 頂點或位置 順序很重要 網(wǎng)格線在 頂點 1 和 4處融合 結(jié)果沿一條邊生成棱柱塊 Quarter-O-Grid 四分之一 O-Grid 獲得六面體 “wedge” (Y 結(jié)構(gòu)),退化,四分之一O-Grid,9/9/05,.,52,Swept (非結(jié)構(gòu)) 選擇6個頂點或位置 與退化不同的選擇順序（四分之一 o-grid） 生成非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格 tris/prism

26、s 三角形/棱柱 可轉(zhuǎn)換塊類型 Convert Block Type 為Structured 結(jié)構(gòu) 為 Unstructured (2D) 為 Swept (3D) 退化的六面體楔塊(Y 結(jié)構(gòu)),創(chuàng)建塊 掃描塊 Swept Block,1,5,3,2,6,4,9/9/05,.,53,瓦解塊,例子: 劃分 knife-edge wings網(wǎng)格,選擇邊,瓦解塊 選擇邊定義瓦解方向 選擇要瓦解的塊 結(jié)果生成退化的塊 (棱柱結(jié)構(gòu)) 退化塊經(jīng)常被刪除,9/9/05,.,54,分割頂點,選擇這兩個 頂點,分割單獨的頂點或合并的頂點, 包括由于瓦解塊合并的頂點 選擇任意數(shù)目的頂點并單擊中鍵 Apply 如果

27、在合并頂點之后永久的刪除塊, 這個操作將無法取消合并. 因為永久刪除某一塊后，索引表重新定義,9/9/05,.,55,合并頂點,1,2,1,2,合并頂點可以選擇要合并的一對一個接一個執(zhí)行, 或通過指定公差快速的執(zhí)行多個操作 當單獨合并時, 同時選擇兩個頂點 當 Merge to average 關(guān)閉,第二個頂點合并到第一個頂點 當 Merge to average 打開時, 兩個頂點合并到中點 用于將獨立的拓撲連接到一起 用于退化塊,9/9/05,.,56,刪除分割及O-Grids,1,2,1,2,刪除一個分割,刪除 O-grid,使用 Merge vertices - propagate刪除分割及O-Grids 選擇一條邊兩端的兩個頂點，處于你