ICEM使用經(jīng)驗(yàn)與網(wǎng)格劃分錯(cuò)誤分析

使用ICEM軟件三年有余，最早是研究生期間接觸，現(xiàn)在工作中偶爾會(huì)用，主要是飛行器外流場(chǎng)分析。限于使用時(shí)間較短，且接觸的算例相對(duì)簡(jiǎn)單，水平有限，這里的建議可能只對(duì)初學(xué)者有價(jià)值。

文章中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)都是比較小的點(diǎn)，在網(wǎng)格劃分中容易忽略的點(diǎn)，另外對(duì)網(wǎng)格劃分過程中異常情況的理解可能也并不到位，歡迎高手批評(píng)指正。

1、 在畫網(wǎng)格之前，可以現(xiàn)在三維軟件里面畫好外場(chǎng)網(wǎng)格，然后倒入到icem中，采用igs和stp格式導(dǎo)入時(shí)，會(huì)產(chǎn)生破面等問題。一定要把幾何外形修補(bǔ)好，否則在生成網(wǎng)格時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種問題。

2、 在生成六面體棱柱附面層網(wǎng)格時(shí)，會(huì)出現(xiàn)附面層生長方向錯(cuò)誤，這有可能是由于采用igs導(dǎo)入時(shí)導(dǎo)致曲面法向量反向。可以在在Repair Geometry下看到了面法矢量的圖標(biāo)Modify surface normals，進(jìn)入之后選擇可能的曲面，并應(yīng)用，調(diào)整曲面法向量方向。注意在調(diào)整的時(shí)候注意相關(guān)的曲面法向量問題。

3、 由于模型曲面法向量反向，無法生成附面層網(wǎng)格，但是可以生成面網(wǎng)格，狀態(tài)欄會(huì)提示：cheaking the direction of input pri** mesh.

4、 導(dǎo)入模型后，可以刪除Geometry下面的所有point和curve，然后用geometry--repair geometry--- 下面第一個(gè)拓?fù)浒粹o重新拓?fù)渖伤璧膒oint和curve。拓?fù)渫瓿珊笮枰獧z查幾何有無黃線，geometry--repair geometry--- 下面第2個(gè)按鈕，如果有黃線窗口會(huì)提醒“* curve”，如果有的話需要進(jìn)行模型修正，直到檢查提醒為“0curve”為止。

5、 在需要特殊外形加密的地方，在繪制幾何模型時(shí)就要考慮到，比如在機(jī)翼前緣，則在繪圖時(shí)切個(gè)機(jī)翼曲面，使機(jī)翼前緣單獨(dú)為一個(gè)面。Mesh--surface mesh setup下面可以選擇“mesh method”,autoblock.在使用該命令時(shí)，一般要配合著curve mesh setup 命令使用，布置合適的節(jié)點(diǎn)，才能再適合的位置加密網(wǎng)格。

6、 自下而上生成非結(jié)構(gòu)體網(wǎng)格。體網(wǎng)格劃分原理，先生成面網(wǎng)格，然后在面網(wǎng)格的基礎(chǔ)上（注意面網(wǎng)格生成的不同方法，patch independent和patch dependent。一般使用后者，可以根據(jù)面的輪廓線生成網(wǎng)格，前者不嚴(yán)格按照輪廓線。所以當(dāng)模型的曲面修補(bǔ)不好時(shí)，會(huì)出現(xiàn)，利用前者可以生成面網(wǎng)格，后者不可以），長出附面層網(wǎng)格（pri**，長附面層網(wǎng)格的時(shí)候，要在mesh--part mesh setup 里面勾選生長附面層網(wǎng)格的part），最后在填充棱柱附面層網(wǎng)格與遠(yuǎn)場(chǎng)網(wǎng)格之間的空隙。

7、 導(dǎo)入CATIA模型到icem中。Icem--file---import model 選擇catia V5格式即可.這種導(dǎo)入方法，幾何模型質(zhì)量較好。導(dǎo)入時(shí)，可以選擇單位（導(dǎo)入后在icem狀態(tài)欄右下角有顯示）。

8、 part mesh setup 中沒有設(shè)置的話（也就是默認(rèn)的0），則默認(rèn)為global mesh setup中的設(shè)置，否則覆蓋全局設(shè)定中的值。

9、 作一步就保存一步，可以劃分期間的網(wǎng)格分別命名為“name_shell,name_pri**,name_vloume,”等，這樣當(dāng)下一步生成的網(wǎng)格有問題時(shí)，可以直接打開上一步保存的網(wǎng)格代替（file-mesh-open mesh ,replace）

10、 遇到體網(wǎng)格生成超出計(jì)算域時(shí)，注意檢查面網(wǎng)格質(zhì)量，多半是由于面網(wǎng)格的質(zhì)量不好（面網(wǎng)格畸變或者有縫隙）。對(duì)于計(jì)算飛機(jī)的氣動(dòng)特性，注意要保證機(jī)翼后緣的厚度，厚度太薄會(huì)導(dǎo)致這個(gè)問題（一般后緣厚度預(yù)留2個(gè)網(wǎng)格厚度）。當(dāng)面網(wǎng)格無法有效捕捉后緣外形時(shí)，可以調(diào)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中出現(xiàn)ORFN時(shí)，目前 沒發(fā)現(xiàn)有什么大問題。出現(xiàn)ORFN，代表著有區(qū)域不在幾何里（比如參照線，或者那些顯示為綠色的線）（https://www.cfd-online.com/Forums/cfx/20956-what-does-part-orfn-icem-5-1-mean.html）

12、 當(dāng)網(wǎng)格出現(xiàn)問題時(shí)，以半模平尾算例為例，對(duì)稱面上的網(wǎng)格長到了尾翼后緣內(nèi)部，可以利用調(diào)整節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改。mesh右擊勾選 dot node.然后edit mesh-----move nodes------interactive，選擇要調(diào)整的節(jié)點(diǎn)，勁量趨向于正三角形，調(diào)整時(shí)，注意不斷查看網(wǎng)格質(zhì)量。

13、 在生成翼身組合體的網(wǎng)格時(shí)，出現(xiàn)過機(jī)翼前緣網(wǎng)格生成失敗的情況，分析網(wǎng)格發(fā)現(xiàn)是機(jī)翼前緣的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)在翼身結(jié)合處與機(jī)身的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)保持了連續(xù)性，沒有與機(jī)翼的線網(wǎng)格結(jié)合。分析原因可能是勾選了“global mesh setup--respect line element”,取消勾選后再生成，機(jī)翼前緣的網(wǎng)格生成成功。

14、 生成附面層網(wǎng)格時(shí)，第一層網(wǎng)格的高度需要利用（https://geolab.larc.nasa.gov/APPS/YPlus/）網(wǎng)站進(jìn)行計(jì)算。

15、 如果在拓?fù)鋾r(shí)出現(xiàn)黃色線段，建議勾選single curve cleanup選項(xiàng)。或者可以利用修建功能進(jìn)行模型修正，可以參考這個(gè)文檔進(jìn)行：https://wenku.baidu.com/view/f1f24d6f4431b90d6d85c762.html。

16、 遇到網(wǎng)格與曲面不貼合的情況（如下圖）：

一般有如下幾個(gè)解決方案：1、 刪除不合格的網(wǎng)格后，在try hard 里面，將數(shù)值調(diào)為3后選中曲面重新生成；2、分析可能是幾何曲面有問題，刪除原有曲面后，用邊線重新生成曲面，然后再重新生成網(wǎng)格。如果還是不行，建議利用geometry----create curve--project cruve on surface命令將曲線投影到曲面上試試。

17、 起落架的邊界層生成時(shí)出現(xiàn)如下的情況，此時(shí)檢查附面層網(wǎng)格的質(zhì)量，沒有任何問題。網(wǎng)格切片檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)邊線處的附面層網(wǎng)格生成失敗，如果此時(shí)生成體網(wǎng)格，那么生成體網(wǎng)格的時(shí)候就會(huì)提示“make volume mesh consistent with surface mesh ”并卡死軟件。

分析原因：1分析原因可能是某處幾何的曲面方向有問題，同時(shí)考慮到附面層的生成有問題，所以懷疑是起落架的曲面有問題。故刪除起落架曲面，并重新構(gòu)建曲面，此時(shí)起落架處的附面層網(wǎng)格有所改善，如下圖：

但是此時(shí)生成體網(wǎng)格的時(shí)候，體網(wǎng)格會(huì)出現(xiàn)爆炸的情況，如下圖：

懷疑肯定與附面層網(wǎng)格生成不好有關(guān)。

此時(shí)通過如下兩種方式可以解決這個(gè)問題：

1、 縮小網(wǎng)格尺寸，以上與附面層有關(guān)的面網(wǎng)格最大尺寸限制在8，嘗試縮小到2或者4的時(shí)候，體網(wǎng)格生成成功；

2、 先利用octree法生成體網(wǎng)格，然后再生成附面層網(wǎng)格。

以上兩種網(wǎng)格的質(zhì)量未經(jīng)過驗(yàn)證，且第一種方案的網(wǎng)格數(shù)量巨大。（縮小尺寸能成功的原因懷疑可能是：減少尺寸后，在這個(gè)起落架三線交界的尖角處的附面層扭曲會(huì)好很多，因此體網(wǎng)格可能會(huì)成功）。在附面層網(wǎng)格中的max pri** angle, max heigh over base, pri** heigh limit factor參數(shù)設(shè)置后可以改善附面層網(wǎng)格在起落架那邊的分布，但是無法解決體網(wǎng)格無法生成的問題。分析模型如果沒問題的話，那生成的網(wǎng)格，只是質(zhì)量的好壞的問題，而不應(yīng)該無法生成，所以應(yīng)該是模型的問題，分析起落架在三個(gè)面交界處的附面層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)極度扭曲，懷疑是尺寸的曲面角度過小導(dǎo)致，嘗試將此處的曲面連接處倒圓角后重新生成體網(wǎng)格，網(wǎng)格正常，解決。

18、 遇到如下的情況，一般有如下幾種解決方案：

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