针对本科毕设中所涉及到的离心泵数值分析和性能计算，将用最简单粗暴的方法，讲解如何基于CFturbo、ICEM、FLUENT来开展离心泵水力设计和性能分析的计算机辅助（CAE）实现。离心泵的水力设计由CFturbo软件实现；网格剖分由ICEM软件实现；CFD数值计算由FLUENT软件实现；并验证设计值是否达到。

这里是第二部分，ICEM软件实现离心泵过流通道的网格剖分，含叶轮流道、进口延伸段、蜗壳流道的网格剖分。

由于三个流道分开来划分网格，所以分三部分来分别讲解，这里是进口延伸段部分的网格划分，相对比较简单，我会讲得尽可能详细一些，以方便没有任何基础的同学也能照猫画虎做出来，后面两个流道的划分我会相对讲得简洁一些。

把前一篇用CFturbo设计好并输出来的三维几何文件stp（总共有三个Stator_1.stp、Impeller_1.stp、Volute_1.stp，分别对应着进口延伸段、叶轮流道、蜗壳流道），分别放置于三个不同的目录下，我们将分别划分它们的网格。之所以不放在一起折腾，是因为非常容易弄乱，倒不如分开来处理，最后再逐个导入到FLUENT中较为方便一些。

如下所示的目录和文件放置方式。

打开ICEM软件，就长这个样子了。

File->Change Working Dir…，更改工作目录，把工作目录更改为进口延伸段几何体所在目录，确定。

File->Import Geometry->Legacy->STEP/IGES，选择进口延伸段三维几何体Stator_1.stp，打开。

单击左下角OK，导入几何体。

图形框右下角的坐标系上，点击轴即可获得对应的轴向视图，点击中间点，可获得正等轴测图，点下中间点，再点下左上角的适应窗口图标（文件夹图标下面那个），让图形在窗口中完全展示，可见进口延伸段的1/6扇形（一个圆柱管道流道的1/6扇形区域）结构。

在继续讲解前，先讲下左边模型树里面的意义，Geometry里面为几何体，Points点、线Curves、面Surfaces，勾选哪种就显示哪种，Parts里面则对应是不同的部分，勾选哪个就显示那个部分，后面咱们要在Parts里面创建不同的边界面和一个计算域body，以便在数值计算的时候区分它们。

由于计算是需要在整个流道（圆柱区域）上展开的，所以要把这个1/6的扇形域旋转复制成整个圆柱域才好。

在复制之前，先把两侧的周期面（两个矩形面）删除掉，选中模型树Model->Geometry->Surfaces，显示面

然后，用点开Geometry->Delete Surfaces删除面。

选中两侧的周期面（两个矩形面），OK即可删掉它们（或者直接按下鼠标中间来确认删除）。

删掉两个周期面后是这样子的，只剩下来进出口的扇形面和圆管壁面。

接下来做周期复制操作，Geometry->Transform Geometry。

点下Select后面的实体选择，然后在选择栏中点击眼睛图标把所有的面都选上作为复制的母本。

选择Translate/Rotate/Mirror/Scale方式为第2个Rotate Geometry；

在Rotate下面勾选Copy，在Number of Copies复制数目选择5个（复制5个副本出来）；

在Rotation中选择Axis轴为Z轴；

Angle它贴心地设好了60度，没错；

在Center of Rotation中输入旋转中心为原点，默认就是原点哈，OK即可完成周期复制操作。

再点下Fit Windows让图形适应窗口，看到复制好了的几何体。

注意，这会只有点、线、面，并没有三维的实体域存在。

在模型树的Parts上右键Create Part来创建Part。

左下方Create Part创建部件中，Part中输入名字“in_inlet”表示进口延长段的进口面，然后在Create Part by Section的Entities中点右侧箭头，接下来选中图形中的右上方的进口圆面（六个扇形面），Apply。

模型树中Model下的Parts中多了项IN_INLET（它不区分大小写，windows系统的通病啊），取消勾选不让显示后可发现右上方的面是设置成了IN_INLET没错的。

同样的方法，把左下方的圆面（六个扇形面）设置为"IN_OUTLET"表明其为进口延长段的出口面（静止面）与叶轮流道进口面（旋转运动域的运动面）的动静交界面。

同样的方法，把圆柱域的圆筒壁面（6个圆弧面）设置为“IN_WALLS”表明为进口延长段的静止壁面（管道壁面）。

可以在模型树Model的Geometry中只保留Surfaces，只显示面，然后在Parts中只显示IN_INLET、IN_OUTLET、IN_WALLS来查看这些面是否设置正确了。

至此，只有面，并没有体，所以接下来创建体，Geometry->Create Body，创建体。

模型树中Model->Geometry->Points勾选，让它显示点；

在左下方的Create Body创建体设置框中，输入Part的名字为“body_in”，表示进口延伸段的体。用Material Point物质点的方式来创建体，Matreial Point选项中Location位置用默认的Centroid of 2 points两点中心，然后在2 screen locations中点右侧箭头，在图形窗中选择任意两个点，但是要保证这俩点的中点刚好位于几何体内，我这里选的是进口面的中点和出口面的外侧点，OK即可创建一个名为body_in的三维实体。

这个方法是用指定两个点的中点来定义体，系统将自动找寻包围这个中点的所有面，然后将其所围成的区域构建成一个三维体。

创建好之后，图形中显示了BODY_IN，在模型树的Parts也有了BODY_IN，在模型树的Geometry中也有了Bodies，表明创建成功了。

接下来修复几何拓扑结构，因为建模的时候留下来了一堆乱七八糟的点和线，这些是没有用的，如果留着的话，后面画好网格后导出到FLUENT里会出现一些乱七八糟的名字和点线，有碍观瞻，所以把它们都给删掉，然后再根据已有的面和体修复这些点和线就好了。具体做法是这样子的。

把模型树中的Model->Parts，保留之前创建的三个面和一个体，把其余的PART_1到PART_5选中，右键，Delete删除掉，还蹦出来个窗口问你要不要确认删除，当然确认Delete了！

防止没删除干净，Geometry->Delete Curve删除曲线，Select Geometry中选择四个箭头的那个“选中所有的东东”，把所有曲线全干掉。

Geometry->Delete Point删除点，Select Geometry中选择四个箭头的那个“选中所有的东东”，把所有点全干掉。

这时候，仅剩三个面和一个体，我们用它们来恢复曲线和点，Geometry->Repair Geometry，它要拿个扳手去修复体呢，哈。

左下方的选项里基本上什么也不用动，只要注意Tolerance容差，如果修复不成功的话，是需要把这个值调小或者调大，直到修复成功为止。咱们这里几何体比较简单，直接点OK。

非常好，再次修复出的点和线都没有问题，线是红色的表示OK的，如果出现黄色的就表示有问题了，因为这些颜色的意思是：

黄色指的是只有一个面和这条线关联，说直白点也就是单个面的边界线，是不连续的，一般是几何体有问题的地方；

红色代表度有两个面和这条线关联，一个封闭的多面体其上的线都是红线；

蓝线指的是有两个以上的面和这条线有关联，一般出现在内部面的交界线上，是没问题的。

先保存下工程，File->Save Project，给个名字保存下就好了，用默认的名字也没影响的。

咱们这不去划分精细和复杂的分块结构网格了，也不去考虑边界层网格，就用最简单粗暴的均匀非结构网格粗略来划分。

上方Mesh->Global Mesh Setup整体网格设置，在左下方的设置中，将Global Element Seed Sizes整体网格尺度中的Max element最大单元设为4，即让整体网格尺度为4mm，OK确认。

这里的最大单元尺度为整体单元大小设置，一般根据具体情况先设置的大一些，划分出来网格看看，如果嫌不够的话，再设置的小一些，再划分来看看，直到适合为止。如果一开始设置的太小，会让分出来的网格数目非常大，有可能很占空间，也有可能机子根本算不动，所以要量力而行，根据实际情况来定。

上方Mesh->Compute Mesh计算网格，来生成非结构网格。

左下方的设置栏中，保持原设置，即

Mesh Type选择Tetra/Mixed四面体单元，适应性最强的三维单元了吧。

Mesh Method网格划分方法选择Robust（Octree），这是一种八叉树网格剖分方法，采用从上到下的方式，先划分体网格，再划分边界面网格，所以，体网格划分的非常规整，而边界面上网格则经常会出现乱七八糟的不匹配情况。跟它相对的是Quick（Delaunay）方法，这是从下到上的方式，先划分边界面网格，然后再划分体网格，好处是面网格很规整，但是体网格不规整，甚至常常出现拓扑错误，让体网格跑到计算域外面去了……所以，咱们这就选用默认的Robust（Octree）方法。

单击Compute或者OK都行的，让它来划分网格吧。

右下方会有信息冒出来，还有个进度条在刷刷刷地走，耐心等待片刻，网格便画好了。

网格画好后，左上栏模型树中，多出来了一项Mesh，其是与Mesh相关的查看项，点开发现有Points、Lines、Shells、Volumes可供查看，一般也不会看点和线的，只会查看Shell壳和Volumes体，Shell壳网格是边界面上的壳网格，而Volumes体网格则是三维实体内部的体网格了，都可以右键选择显示框线还是实体框线的样式。通常可以全部显示来看Shell壳网格，而Volumes如果全部显示的话，就太耗资源了。所以一般是用切片来展示一个剖面上的体网格，即，在模型树的Mesh标签上右击选择Cut Plane剖面，然后再勾选Volumes体网格来查看不同剖面上的体网格剖分情况。

最上方Info->Mesh Info，查看网格信息，可在右下方信息栏中看到节点数目、单元数目的信息，从而估算自己的机子带不带得动后续的数值计算，一般的个人机最多也就跑个百万节点量级的计算。当然，如果你有工作站、计算中心、超算中心、太湖之光的话，那就另说了。

先Save一下Project，然后来输出网格。

右上方Output Mesh->Write input，输出网格。

再提醒你保存工程，那就Yes再保存下。

然后在跳出来的目录中选择刚才保存的工程名打开。

在Ansys Fluent设置窗口中保持Grid dimension网格维数为3D三维（咱们这是三维问题）；Scaling缩放为No不缩放（在FLUENT里再缩放，ICEM的单位是mm，FLUENT里的单位是m，但是可以缩放的，不影响）；Write binary file为写成二进制文件，二进制文件占空间小但是无法直接来读取，喜欢了就选Yes，不喜欢就默认No，不影响的；Ignore couplings不知道什么鬼，就保持默认No吧；Output file中的“./”表示当前工作目录（.是当前目录，…是上个目录，操作系统都是这么来的），名字默认是fluent，咱们为了区分后面的叶轮和蜗壳，把它加个说明，名字改成“fluent_in”表示为进口延伸段的网格。

设置好后，单击Done，即可完成输出。

当右下方信息栏中出现“Done with translation.”就表示网格输出结束了。可以在文件夹下找到FLUENT的网格文件“fluent_in.msh”。

至此，进口延伸段的网格划分完毕，保存工程，关掉ICEM，咱们继续划分叶轮的网格。

见下篇。