使用ICEM软件3年有余,最早是研究生期间接触,现在工作中偶尔会用,主要是飞行器外流场分析。限于使用时间较短,且接触的算例相对简单,水平有限,这里的建议可能只对初学者有价值。
文章中总结的经验都是比较小的点,在 格划分中容易忽略的点,另外对 格划分过程中异常情况的理解可能也并不到位,欢迎高手批评指正。
1、在画 格之前,可以现在三维软件里面画好外场 格,然后倒入到icem中,采用igs和stp格式导入时,会产生破面等问题。一定要把几何外形修补好,否则在生成 格时会产生各种问题。
2、在生成六面体棱柱附面层 格时,会出现附面层生长方向错误,这有可能是由于采用igs导入时导致曲面法向量反向。可以在在Repair Geometry下看到了面法矢量的图标Modify surface normals,进入之后选择可能的曲面,并应用,调整曲面法向量方向。注意在调整的时候注意相关的曲面法向量问题。
3、由于模型曲面法向量反向,无法生成附面层 格,但是可以生成面 格,状态栏会提示:cheaking the direction of input pri** mesh.
4、导入模型后,可以删除Geometry下面的所有point和curve,然后用geometry–repair geometry— 下面第一个拓扑按钮重新拓扑生成所需的point和curve。拓扑完成后需要检查几何有无黄线,geometry–repair geometry— 下面第2个按钮,如果有黄线窗口会提醒“* curve”,如果有的话需要进行模型修正,直到检查提醒为“0curve”为止。
5、在需要特殊外形加密的地方,在绘制几何模型时就要考虑到,比如在机翼前缘,则在绘图时切个机翼曲面,使机翼前缘单独为一个面。Mesh–surface mesh setup下面可以选择“mesh method”,autoblock.在使用该命令时,一般要配合着curve mesh setup 命令使用,布置合适的节点,才能再适合的位置加密 格。
6、自下而上生成非结构体 格。体 格划分原理,先生成面 格,然后在面 格的基础上(注意面 格生成的不同方法,patch independent和patch dependent。一般使用后者,可以根据面的轮廓线生成 格,前者不严格按照轮廓线。所以当模型的曲面修补不好时,会出现,利用前者可以生成面 格,后者不可以),长出附面层 格(pri**,长附面层 格的时候,要在mesh–part mesh setup 里面勾选生长附面层 格的part),最后在填充棱柱附面层 格与远场 格之间的空隙。
7、 导入CATIA模型到icem中。Icem–file—import model 选择catia V5格式即可.这种导入方法,几何模型质量较好。导入时,可以选择单位(导入后在icem状态栏右下角有显示)。
8、part mesh setup 中没有设置的话(也就是默认的0),则默认为global mesh setup中的设置,否则覆盖全局设定中的值。
9、操作一步就保存一步,可以划分期间的 格分别命名为“name_shell,name_pri**,name_vloume,”等,这样当下一步生成的 格有问题时,可以直接打开上一步保存的 格代替(file-mesh-open mesh ,replace)
10、 遇到体 格生成超出计算域时,注意检查面 格质量,多半是由于面 格的质量不好(面 格畸变或者有缝隙)。对于计算飞机的气动特性,注意要保证机翼后缘的厚度,厚度太薄会导致这个问题(一般后缘厚度预留2个 格厚度)。当面 格无法有效捕捉后缘外形时,可以调整“global mesh parameter-ignore size”中的值,使其小于所需要捕捉的特征尺寸。
11、 part中出现ORFN时,目前 没发现有什么大问题。出现ORFN,代表着有区域不在几何里(比如参照线,或者那些显示为绿色的线)(
https://www.cfd-online.com/Forums/cfx/20956-what-does-part-orfn-icem-5-1-mean.html)
12、 当 格出现问题时,以半模平尾算例为例,对称面上的 格长到了尾翼后缘内部,可以利用调整节点进行修改。mesh右击勾选 dot node.然后edit mesh—–move nodes——interactive,选择要调整的节点,劲量趋向于正三角形,调整时,注意不断查看 格质量。
13、 在生成翼身组合体的 格时,出现过机翼前缘 格生成失败的情况,分析 格发现是机翼前缘的 格节点在翼身结合处与机身的 格节点保持了连续性,没有与机翼的线 格结合。分析原因可能是勾选了“global mesh setup–respect line element”,取消勾选后再生成,机翼前缘的 格生成成功。
14、生成附面层 格时,第一层 格的高度需要利用(https://dwz.cn/PdQe8ZCJ) 站进行计算。
15、 如果在拓扑时出现黄色线段,建议勾选single curve cleanup选项。或者可以利用修建功能进行模型修正,可以参考这个文档进行:https://dwz.cn/b2aqpbz2。
16、 遇到 格与曲面不贴合的情况(如下图):
一般有如下几个解决方案:
17、 起落架的边界层生成时出现如下的情况,此时检查附面层 格的质量,没有任何问题。 格切片检查时发现边线处的附面层 格生成失败,如果此时生成体 格,那么生成体 格的时候就会提示“make volume mesh consistent with surface mesh ”并卡死软件。
分析原因:
分析原因可能是某处几何的曲面方向有问题,同时考虑到附面层的生成有问题,所以怀疑是起落架的曲面有问题。故删除起落架曲面,并重新构建曲面,此时起落架处的附面层 格有所改善,如下图:
但是此时生成体 格的时候,体 格会出现爆炸的情况,如下图:
怀疑肯定与附面层 格生成不好有关。此时通过如下两种方式可以解决这个问题:
1、 缩小 格尺寸,以上与附面层有关的面 格最大尺寸限制在8,尝试缩小到2或者4的时候,体 格生成成功;
2、 先利用octree法生成体 格,然后再生成附面层 格。
以上两种 格的质量未经过验证,且第一种方案的 格数量巨大。(缩小尺寸能成功的原因怀疑可能是:
减少尺寸后,在这个起落架三线交界的尖角处的附面层扭曲会好很多,因此体 格可能会成功)。在附面层 格中的max pri** angle, max heigh over base, pri** heigh limit factor参数设置后可以改善附面层 格在起落架那边的分布,但是无法解决体 格无法生成的问题。
分析模型如果没问题的话,那生成的 格,只是质量的好坏的问题,而不应该无法生成,所以应该是模型的问题,分析起落架在三个面交界处的附面层 格结构极度扭曲,怀疑是尺寸的曲面角度过小导致,尝试将此处的曲面连接处倒圆角后重新生成体 格, 格正常,解决。
18、 遇到如下的情况,一般有如下几种解决方案:
19、由面 格生成附面层 格时出现的这种麻子一样的情况,暂时没有找到原因。
20、划分 格时对外场 格设置的尺寸大,但是生成的面 格尺寸明显非常小,单位没有问题,设置没有问题,多次删除 格重新生成,更改尺寸均无法解决。只有重新导入模型,重新建立PART, 格划分才能正常。原因不明。
21、 格的装配方法。采用同样的参考系,也就是说建模的时候,在一个坐标系下建立模型,然后分别导出画 格,最后在icem里面采用“open-open mesh”命令打开多套 格,采用merge方式进行融合装配。
22、 附面层 格在边界上没有按照节点进行划分,原因不明,尝试过将第一层节点距离spacing设置为第一层附面层 格的高度,重新生成 格。问题依旧没有解决。下一次重新导入模型,从头开始试试。
以上总结是这几年在利用ICEM进行 格划分时遇到的异常情况的汇总以及处理方案。比较浅显,欢迎批评指正。感兴趣的朋友,可以点击阅读原文查看我在仿真秀的专栏,附件提供资料下载,欢迎留言和讨论。
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