2.2　ICEM CFD 15.0的应用

与众多的前处理软件相比，ANSYS ICEM CFD在结构化网格划分方面有着巨大的优势。其强大的结构化网格划分功能使其在CFD前处理过程中得到了极其广泛的应用，本节将介绍ANSYS ICEM CFD 15.0的基本特点和用法。

2.2.1　ICEM CFD 15.0基本界面

ICEM CFD 15.0的操作界面如图2-33所示。

图2-33　ANSYS ICEM CFD 15.0的操作界面

一、菜单

在图形显示区的左上角有一串功能菜单（Manager），主要包括网格项目管理、设置和文件输入输出等，下面简要介绍这些基本菜单。

●File：文件菜单提供许多与文件管理相关的功能，如打开文件、保存文件、合并和输入几何模型、存档工程，这些功能方便了管理ICEM CFD 15.0工程。

●Edit：编辑菜单包括回退、前进、命令行、网格转化为小面结构、小面结构转化为网格、结构化模型面等命令。

●View：视图菜单包括合适窗口、放大、俯视、仰视、左视、右视、前视、后视、等角视、视图控制、保存视图、背景设置、镜像与复制、注释、加标记、清除标记、网格界面剖视等命令。

●Info：信息菜单包括几何信息、面的面积、最大截面积、曲线长度、网格信息、单元体信息、节点信息、位置、距离、角度、变量、分区文件等命令。

●Settings：设置菜单包括常规、求解、显示、选择、内存、远程、速度、重启、网格划分等命令。

●Help：帮助菜单包括启动帮助、启动用户指南、启动使用手册、启动安装指南、有关法律等命令。

二、模型树

模型树位于操作界面左侧，通过几何实体、单元类型和用户定义的子集控制图形显示。

因为有些功能只对显示的实体发生作用，所以模型树在孤立需要修改的特殊实体时体现了重要性。用鼠标右键单击各个项目可以方便地进行相应的设置，例如颜色的标记和用户定义显示等。

三、消息窗口

消息窗口显示ICEM CFD提示的所有信息，使用户了解内部过程。窗口显示操作界面和几何、网格功能的联系。在操作过程中时刻注意消息窗口是很重要的，它将告诉用户各种消息状态。

保存命令将所有窗口内容写入一个文件，文件路径默认在工程打开的地方。日志选择按钮选中状态时将只保存用户特定的消息。

2.2.2　ICEM CFD 15.0几何建模

首先介绍ICEM CFD15.0中鼠标和键盘的基本操作，如表2-15所示。

表2-15　ICEM CFD15.0鼠标、键盘操作方法

一、点的生成

在Geometry选项卡中单击按钮，在屏幕左下角出现点的创建按钮，可使用不同的方法创建点，如图2-34所示。

图2-34　ICEM CFD 15.0点的创建

二、线的生成

在Geometry选项卡中单击按钮，在屏幕左下角出现线的创建按钮，可使用不同的方法创建线，如图2-35所示。

图2-35　ICEM CFD 15.0线的创建

三、面的生成

在Geometry选项卡中单击按钮，在屏幕左下角出现面的创建按钮，可使用不同的方法创建面，如图2-36所示。

图2-36　ICEM CFD 15.0面的创建

2.2.3　ICEM CFD 15.0网格划分

ICEM CFD 15.0的网格划分功能非常强大，不但能进行非结构化网格的划分，还能够进行结构化网格的划分。划分结构化网格是ICEM CFD 15.0的强项，也是用户使用此软件的主要目的。下面主要介绍一下怎么使用ICEM CFD 15.0进行结构化网格划分。

如果计算模型比较简单，可以直接使用ICEM CFD 15.0的工具来建立几何模型，但是ICEM CFD 15.0的建模功能不够强大，一般其模型需要在CAD或者其他软件中建立再导入进来。下面假设已经在其他软件中建立好模型，介绍怎么将模型导入并使用ICEM CFD 15.0进行结构化网格的划分。

一、导入几何体

选择File→Geometry→Open Geometry命令，选择好文件后在出现的对话框中进行相应的设置，即可将几何文件导入。在这里还可以将其他类型的文件导入，如msh文件等。导入之后就可以进行相关操作。

二、几何操作

一般导入的几何体是非常粗糙的，需要在ICEM CFD 15.0中进行相应的修改，不过这里建议在CAD等其他软件中将几何模型尽量简化。图2-37所示为在对几何体进行操作时经常用到的一些工具。

图2-37　Geometry工具栏

利用这些工具可对导入进来的几何体进行相关的几何操作，以得到想要的拓扑结构。只有得到很好的拓扑结构，才能更好地进行后续的操作。

三、建立拓扑结构并与几何模型关联

在处理好几何体后，接下来就要建立几何模型的拓扑结构。建立的方法是选择Blocking选项卡。所涉及的工具说明如图2-38所示。

图2-38　Blocking工具栏

通过这些工具可以创建几何模型的拓扑结构，以及与几何模型对应的边和点。

四、划分网格工具

在建立几何模型的拓扑结构之后，接下来就是设置网格划分参数。选择Mesh选项卡，设置网格参数，如图2-39所示。根据几何线的长度以及流场的情况来设置网格划分参数。

图2-39　Mesh工具栏

五、设置求解器

在完成网格划分以后，需要设置求解器，并输出为相应格式保存，如图2-40所示。

图2-40　选择求解器并设置边界条件工具

2.2.4　ICEM CFD 15.0基础实例演示

下面通过一个实例演示ICEM CFD划分网格的流程，让读者对ICEM CFD 15.0的功能有更好的了解。

【案例简介】

图2-41所示为一个圆柱绕流的二维模型，为了模拟流体流过圆柱的流动情况，需要对区域进行网格划分。

图2-41　圆柱绕流的二维模型

【思路分析】

首先通过ICEM CFD进行分块，因为此例为圆柱绕流模型，所以对其分块较为简单，删除多余的块，然后进行相关点的关联或者对某些线进行关联。再对其中的某些点进行调整，用来生成高质量的网格。具体流程如图2-42所示。

图2-42　圆柱绕流的网格划分流程

——参见附带光盘中的“START\Ch2\2-2.tin”文件。

——参见附带光盘中的“END\Ch2\2-2.msh”文件。

——参见附带光盘中的“AVI\Ch2\2-2.avi”文件。

1.首先将几何文件tin复制到工作目录下面，然后选择File→Open Geometry命令，选择文件2-2.tin，单击Accept按钮，即可将2-2.tin中的图形读入到ICEM CFD 15.0中。

2.创建块。单击Blocking→Create Block→Initialize Block按钮，打开创建块面板，如图2-43所示，选择类型为2D Planar，其余默认，单击Apply按钮，创建初始的块，如图2-44所示。

3.分离块。单击Blocking→Split Block→Split Block按钮，进行块的分离操作，添加两横两竖4条辅助线将面分离成9块，并将中间的一个块删除，分离后的模型如图2-45所示。

图2-43　创建块的面板

图2-44　初始的块

图2-45　分块后的模型

4.关联线。单击Blocking→Associate→Associate Edge to curve按钮，将会显示一个关联面板，如图2-46所示。进行线的关联，关联的结果如图2-47所示。

图2-46　关联面板

图2-47　完成关联后的块

5.调整点的分布。单击Blocking选项卡中的按钮，打开Move Vertices面板，单击按钮调整块上点的位置，以生成较高质量的网格。点调整后，模型如图2-48所示。

图2-48　分块后的模型

6.生成网格。单击Mesh选项卡中的按钮，弹出网格参数设置面板，按照图2-49所示的参数进行设置，并单击按钮选择所有的线。然后，单击Blocking选项卡中的按钮，单击Pre-Mesh Parameters面板中的按钮，单击Apply按钮。再在模型树中的Blocking中单击Pre-Mesh选项，生成图2-50所示的网格。

图2-49　参数设置

图2-50　生成的网格

7.输出网格文件。单击Output选项卡中的Select Solver按钮，在弹出的图251所示的面板中选择求解器。然后单击Output选项卡中的Write input按钮，在出现的Save Current Project First面板中选择No选项。在出现的选择文件对话框中选中相应的文件后，出现图2-52所示的输出msh文件对话框，单击Done按钮即可输出msh文件到指定路径，这样FLUENT软件就可以将这个网格文件导入了（2-2.msh）。

图2-51　选择求解器

图2-52　输出参数设置对话框