ICEM CFD中合并多个网格

星空caer 2023年9月26日浏览：1065 收藏：2

对于结构十分复杂的几何模型，若能够将几何体分割成多个部分由多人分别进行网格划分，生成网格后能够对网格进行组装，这恐怕是很多人梦寐以求的功能了。其实很多前处理软件都具有此功能。今天要说的是如何在ICEM CFD中实现此功能。

为了简单起见，这里用一个非常简单的模型进行演示。当然复杂的模型的处理方式也是相同的。我们要处理的几何模型如图1所示。一个L型整体块被切割成3份。分别导出为3个不同的几何文件。按图中标示的顺序分别导出为1.x_t，2.x_t，3.x_t，当然其他的格式也无妨。但是最好是在同一个体上进行切割，否则网格组装的过程中会存在定位的问题。同一个体上切割的几何则不会存在几何坐标定位的问题。

图1 原始几何

图2 几何1生成的网格

图3 保存网格

1、将几何1.x_t导入到ICEM CFD中进行网格划分。注意千万保证单位的一致，切记。

这里是一个长方体，网格划分方法就不多说了。预览网格如图2所示。选择菜单File > Mesh > Load From Blocking生成网格。

2、保存网格。

选择File > Mesh >Save Mesh As…，我们这里保存已生成的网格为1.uns，后面组装的时候要用到此文件。

3、按照相同的步骤对模型2与模型3进行网格文件，同时保存网格文件为2.uns与3.uns。

图4 模型2的网格

图5 模型3的网格

4、网格组装

先导入1.uns，点击菜单File > Mesh >Open Mesh…，选择第2步保存的网格文件1.uns，导入模型1的网格。

以同样的菜单，选择2.uns，会弹出对话框如图6所示。注意此时选择Merge，否则如果选择Replace的话，则只会导入模型2的网格，将模型1的网格替换掉，这不是我们想要的。接下来我们以相同的步骤导入3.uns，同样选择Merge。导入后网格如图7所示。

图6 对话框

图7 全部倒入后的模型

5、导出网格

以常规方式导出网格。我们这里测试将网格导入至少fluent中。从图8导入信息可以看到，完全没有问题。

图8 Fluent中网格导入提示信息

图9 Fluent中显示的网格

导入至FLUENT中的网格如图9所示。在这里要提醒的是，为了在FLUENT中正常使用这些网格，需要在ICEM CFD中确定好边界名称、域名称等相应的Part，可以以将网格单元添加至part的方式进行创建。

OK，大功告成，就是这么简单。其实能进行网格合并的软件很多，比如TGrid，比如HyperMesh。这种方法主要是用在复杂模型上，可以将复杂模型分成多个部分，由多人独自完成一部分。也算是并行工作的一种吧，呵呵。

ICEM CFD处理混合网格划分中低质量的问题

所谓的混合网格，指的是模型中同时存在结构网格与非结构网格的情况。

采用混合网格的主要优势在于：对于复杂的几何，我们可以将其分解成多个几何，对于适合划分结构网格的采用结构网格划分方式，而对于非常复杂的部分，可以使用非结构方式进行划分。

然而采用混合网格也有一些缺点：交接面位置网格质量会非常差。因此我们需要采用一些方式对网格质量进行改善。另外对于交界面的处理也存在一些问题。

我们先说说在ICEM CFD中进行混合网格划分的一般步骤。通常分为以下三步：

（1）几何准备。对于本身就是多个几何的情况，因为处理方式简单，这里不做讨论。这里要说的是一个连续的几何，我们需要在ICEM CFD中将其进行分割成多个部分。这里可以运用的部分主要在于ICEM CFD的几何创建功能，包括点、线生成以及面切割。

（2）part创建。这一步其实挺重要的。如果这一步工作没做好，后面有的是纠结。在这一步中需要将体分解成多个部分分别放入不同的part中。同时画四面体区域创建body。注意，这里我们需要创建面将四面体部分封闭，同时要将创建的面放到一个独立的part中，因为后面的节点合并中需要使用到它。

（3）创建block。注意这里创建block的时候要选择划分结构网格的几何。

做完以上工作后，就可以分别进行网格划分了。

第一个问题：交界面的处理

不同的求解器，处理方式不同。这里只说cfx与fluent。ICEM CFD对CFX的支持非常好，直接将网格导出至CFX中能够识别出interface对，我们在cfx-pre中设置interface就可以将区域联通了。而FLUENT则不同了，如果直接输出，则只能创建的面识别成interface，且无法改成interior，而由于只有一个面，无法构建interface对，区域无法联通。因此，我们需要在ICEM CFD中对交界面进行设置，将其改成interior。

第二个问题：交界面网格质量

由于在交界面上直接进行网格节点合并，所以极其容易导致低质量的网格。这里其实可以利用ICEM CFD中的Edit Mesh进行解决。注意要使用edit mesh，必须生成网格，也就是说六面体部分要通过file>mesh>load from blocking生成网格。网格光顺界面如下图所示。

我们可以将up to value的值设置高一些，比如0.5以上。

对于下方的处理，通常是固定hexa_8,quad_4以及pyra_5，然后光顺tri_3与tetra_4，最后将所有的都进行光顺。具体方法也没有确定，可以自己进行尝试。采用这种方法可以比较有效的提高交界面位置网格质量。