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ICEM文件格式 1.1 .prj,工程文件 1.2 .tin,几何文件,包含有几何模型信息、材料点的定义、全局以及局部网格尺寸定义。 1.3 .blk,块文件,保存有块的拓扑结构 1.4 .uns,网格文件 1.5 .fbc,保存有边界条件、局部参数等信息 1.6 .par,保存有模型参数等信息 1.7 .rpl,用于记录用户的操作信息 1.8 .jrf,ICEM脚本文件,用于批处理与二次开发 二维网格划分步骤 2.1 设定工作目录为文件存储路径 2.2 创建点、线 2.3 定义Part,Part对应导出网格后边界的名称,每条线只能存在于一个Part中 2.4 创建面,当选择点或线组成面时,需要按照一定的方向依次选取 2.5 保存几何模型,File>>Geometry>>Save Geometry As: xx.tin 2.6 定义网格全局参数 2.6.1 Scale factor与Max element值相乘所得结果即为全局允许存在的最大网格尺寸,勾选Display反复修改这两个参数 2.6.2 对于壳/面网格,只有Patch Dependent方法才能生成边界层网格 2.7 定义Part网格尺寸,勾选Apply inflation parameters to curves,允许生成2D边界层网格 2.8 生成网格,观察网格,调整网格参数 2.9 输出网格质量,Quality应在0~1之间,值越大说明网格质量越好,不允许质量为负的网格存在 2.10 导出网格,File>>Mesh>>Save Mesh As: xx.uns 导出于求解器,Output>>选择求解器>>Apply,Output>>保存fbc和atr文件为默认名>>单击No>>选择xx.uns>>选中2D>>Done,获得.msh网格文件 二维结构化网格生成流程 3.1 创建/导入几何 3.2 分析模型拓扑结构 3.3 划分Block Block是生成结构化网格的基础,是几何模型拓扑结构的表现形式,通过创建Block来体现几何模型,通过建立映射关系来搭建起几何模型与Block之间的桥梁。 3.4 建立映射关系 2D问题中Edge到Curve的映射、3D问题中Face到Surface的映射就是给定网格计算的边界条件。 2D问题中需要逐个建立Vertex到Point,Edge到Curve的映射。 3.5 定义网格节点数 ICEM是基于Block生成的网格,也就是首先生成Block的网格,然后依托Edge和Curve的映射关系将Block的网格节点坐标通过计算生成Geometry的网格坐标,因此在ICEM中是通过定义Edge的节点数来定义网格节点的。 平行的Edge应有相同的节点数 3.6 检查网格质量 3.7 导出网格 Block相关知识 结构化网格按照网格分布情况可以分为H型网格和O型网格(C型与Y/L型网格为O网格的特例)。 4.1 O-Block O-Block可以较好的解决圆弧或其他复杂形状Block顶点处网格的扭曲,同时可以在近壁面处生成理想的边界层加密区域。 节点设置 5.1 参数意义 Edge: 待定义节点分布的Edge Length: 所选Edge的长度 Nodes: 定义Edge的节点数 Mesh law: 定义Edge节点分布规律 Spacing: 指第一层网格点与端点之间的距离 Ratio: Ratio1=b/a, Ratio2=d/c,应大于1. Ratio示意图Max Space: Edge上最大网格间距 5.2 常用 Mesh law 节点分布规律简述 5.2.1 BiGeometry: 抛物线型节点分布规律(默认),若节点数足够,可形成一段线性区域 BiGeometry分布规律 5.2.2 Uniform: 节点平均分布 5.2.3 Hyperbolic: 双曲线性节点分布 Hyperbolic分布规律6. 边界层网格 6.1 绝大多数流动属于湍流流动,常用的湍流模型包括S-A模型、k-e模型,k-w模型、雷诺应力模型(RSM)等。RSM、k-e模型为高Re模型,适用于离开壁面一定距离的湍流区域,对于壁面附近的区域,可采用壁面函数法来处理。S-A、k-w为低雷诺数模型。现对常用的两方程模型k-e模型和k-w模型进行介绍。 (1)k-e模型,包括附加的湍动能方程和湍流耗散率方程,为高雷诺数模型,适用于各项基本同向的湍流充分发展高雷诺数区域;不适用于存在强旋流、弯曲壁面流动或弯曲曲线流动、扰流问题; (2)RNG k-e模型,基于重整化群的k-e模型,相比于标准k-e模型,能适用于更为广泛的流动,特别是湍流各向异性的高应变率及流线弯曲程度较大的流动,但其也是一种高雷诺数模型,且比标准k-e模型多消耗10%~15%的CPU时间。 (3)低雷诺数k-e模型,在布置网格时,需要在靠近壁面的粘性底层内布置至少10个网格。 (4)k-w模型,包括附加的一个湍动能方程和w方程,为低雷诺数模型,可适用于存在逆压梯度的边界层底层流动。 (5)SST k-w模型,由于k-w模型特别适用于边界层底层的低雷诺数流动区域,k-e模型适用于边界层的尾流和自由剪切流,因此k-w SST湍流模型在近壁面处由k-w模型占主导,而在充分发展的湍流区域由k-e模型主导,在过渡区域则两个模型共同产生作用。 6.2 壁面函数法基本思想: (1)假设在所计算问题的壁面附近粘性底层以外区域,无量纲速度满足对数分布律 (2)划分网格时,将第一个内节点P布置到对数分布律成立的范围内,即配置到旺盛湍流区 (3)按照线性分布假设,计算粘性底层内的当量粘性系数。 6.3 y+计算方法 y+是考虑了第一层网格厚度ywall和具体流动特征参数的无量纲壁面距离,当已知流场和壁面第一层网格厚度ywall时为正问题,直接求y+: 正问题计算y+ 当流场未知,需要根据y+预估壁面第一层网格厚度ywall时为反问题: 反问题计算ywall 划分网格属于反问题,需要根据所选用的湍流模型y+确定第一层网格厚度。当待求解的流动问题为低雷诺数流动问题时,需要将壁面第一层网格划分至粘性底层,对应的y+ |
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