h 課程內容大綱: 壹、ICEM CFD產品介紹。 貳、DDN介面介紹。 一、Pipe-Junction Geometry。 二、Sphere-Cube Geometry。 參、Tetra(非結構化四面體)網格操作步驟。 一、Pipe-Junction Geometry。 二、Sphere-Cube Geometry。 肆、Prism(邊界薄層)網格操作步驟。 一、Pipe-Junction Geometry。 二、Sphere-Cube Geometry。 伍、Hexa(結構化六面體)網格操作步驟。 一、Pipe-Junction Geometry。 二、Sphere-Cube Geometry。 陸、練習 壹、ICEM CFD產品介紹。 一、前言: 網格的產生一直是計算流體力學(CFD)
分析
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工程師一大困難,往往在先期的開發中,投入相當大的人力及時間在網格的建置,而一不良的網格往往影響後續計算的時間與收斂性的可否。 針對此一困境,本公司特別由美國(ICEMCFD)引進一套具強大功能的網格產生器,透過簡單的指令操作與極佳的輸出性,讓網格的產生在分秒必爭的工業競爭下,能夠迅速完成。 二、網格類型: ICEMCFD所支援的網格格式包含:六面體(Hexa)及四面體(Tetra)等兩種通用之網格,此外針對物體
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面分佈層問題,特別加入了Prism正交性網格。透過內部品質(Quality)的平滑性(Smooth)運算,能夠迅速產生良好之連續性格點。 三、支援軟體: ICEMCFD之套裝軟體為計算流體力學之網格前處理產生器,可提供搭配結合之計算程式,包含現下工業界常用專業分析軟體,如Ansys、CFD、CFX、Fluent、IDEAS、LS-DYNA、Nastran、PHOENICS、及STAR-CD等將近九十種之CFD軟體之網格。 此外,對產品先期開發上,ICEMCFD可直接接受CAD/CAM繪圖軟體Pre-E所產生幾何外型之圖檔,另外,亦可接受如stl及igs等常用格式之圖檔,使設計與分析能有一貫性之介面接受度,減少開發上不同檔案的轉換。 四、系統需求: ICEMCFD目前最新版本為4.13可供使用之系統包含Unix工作站及PC 下的Nt、Nt2000及Linux等作業系統,硬體建議256MB的記憶體及600MB以上的硬體空間。一般情況下100百萬的四面體格點所需硬體為128MB的記憶體及200MB的硬碟空間。 支援的顯示能力可達全彩模式(24-bit),在PC上,建議螢幕解析度在1280X1024模式下,能有最佳操作環境。 貳、DDN介面操作。 DDN功能為ICEM CFD本身所提供之CAD/CAM模型繪圖軟體,採用icon圖形視窗及指令操作介面方式: DDN介面說明 例一:Pipe Junction: 步驟一:輸入點 步驟二:畫弧 步驟三:延伸 步驟四:製面 步驟五:投影 步驟六:完成外型輪廓 步驟七:三等分半圓弧,產生半圓面 步驟八:挖空內部連接面 例二:Sphere-Cube 步驟一:輸入點 步驟二:畫框 步驟三:延伸,高度為5 步驟四:製面 步驟五:製半圓實體 步驟六:貼面設定 步驟七:產生邊線 步驟八:完成底面 參、Tetra(非結構化四面體)網格操作步驟。 例一:Pipe-Junction 步驟一:變更面的名稱 在Geometry=>Surface=>Change family 步驟二:建立實體位置 在Geometry=>Material=>Create(Screen midpoint) 步驟三:設定網格參數大小 在Gemoetry=>Surface=>Mesh params(Model)中輸入Reference Size 5,Maximun size 64,勾選Natural size。 在Geometry=>Surface=>Mesh params(Families)中點選cyl2輸入size0.5。 步驟四:存檔後,產生網格 在Meshing=>Tetra(Batch from CAD)下,勾選Load cut domain。 步驟五:進行smooth 在Edit mesh=>Smooth開啟smooth功能表,如表所示變更參數,執行Smooth選項。 步驟六:完成 例二:Sphere Cube 步驟一:變更面的名稱 在Geometry=>Surface=>Change family 步驟二:建立實體位置 在Geometry=>Material=>Create(Screen midpoint) 步驟三:設定網格參數大小 在Gemoetry=>Surface=>Mesh params(Model)中輸入Reference Size 2,Maximun size 64。 在Geometry=>Surface=>Mesh params(Families)中點選sym輸入size2。 步驟四:存檔後,產生網格 在Meshing=>Tetra(Batch from CAD)下,勾選Load cut domain。 步驟五:進行smooth 在Edit mesh=>Smooth開啟smooth功能表,如表所示變更參數,執行Smooth選項。 肆、Prism(邊界薄層)網格操作步驟。 例一:Pipe-Junction 步驟一:開啟Prism功能選單 在Meshing=>Prism開啟選單功能表,勾選欲進行邊界層處理之面的名稱,輸入初始厚度及漸增建擴比例如下表,按Accept進行網格產生。 步驟二:完成 例二:Sphere Cube 步驟一:開啟Prism功能選單 在Meshing=>Prism開啟選單功能表,勾選欲進行邊界層處理之面的名稱,輸入初始厚度及漸增建擴比例如下表,按Accept進行網格產生。 步驟二:完成 伍、Hexa(結構化六面體)網格操作步驟。 例一:Pipe-Junction 步驟一:進入Hexa工具 在Meshing=>Hexa=>Interactive中開啟下表,選擇No blocking 步驟二:切割區塊 在Blocking=>Split分割模型,如下所示。 步驟三:變更物質特性 執行Blocking=>Material=>select Block功能,選擇反白之區塊,按滑鼠中鍵接受。 設定為挖空(Vorfn)特性。 步驟四:片段曲線連接 執行Edge=>Group Curve=>screen select連接片段曲線,如下。 步驟五:投影 執行Projection=>Edge->Curve=>project指令,投影邊線。 執行Project=>vertex->point指令,完成點的投影,需開啟Display視窗下的Edge=>Opts=>Project。 執行Project displayed。 步驟六:設定網格密度及大小 執行Meshing=>Surface params開啟功能表,設定如下參數。 步驟七:產生網格 在Display視窗下,開啟Project faces回答Yes進行網格產生,開啟Mesh選項。執行Meshing=>Quality check,網格品質不佳。 步驟八:執行O grid處理 執行Blocking=>O grid,開啟Inner O-grid視窗,選擇LIVE,執行Face:Add,如下圖之結果,執行Accept。 步驟九:建立新網格 重覆步驟七,完成。 例二:Sphere-Cube 步驟一:進入Hexa工具 在Meshing=>Hexa=>Interactive中開啟下表,選擇No blocking 步驟二:先前投攝 執行Projection=>Project displayed,開啟DisplayEdge=>Opts=>Project。執行Edge=>Group curve=>screen select,點選半圓底邊之邊線成一封閉之邊線(edge)。 步驟三: 執行Projection=>Edge->curve=>Project,將半圓底邊投射在底面四邊 上。 步驟四:產生O-grid 執行Blocking=>O grid,開啟O gird選單,Materials下點選LIVE,執行Face=>Add,點選底面相對點,執行Accept。 步驟五:移點 開啟Display視窗下Points選項,執行Projection=>Vertex->point。 步驟六:挖空內部區塊 執行Blocking=>Material=>2 corners,點選內部方塊之相對頂點,開啟Selection工具,選擇VORFN。 步驟七:設定網格切割密度參數 執行Meshing=>Surface params,設定參數如下。 步驟八:切割網格 點選Display視窗下的Project face,選擇Yes,點選Display視窗下的Mesh,顯現網格。。