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2023年3月20日发(作者：浴马图)-CFD中文教程
ICEMCFD工程
Tutorials目录中每个工程是一个次级子目录。每个工程的目录下有下列子目录：import,
parts,domains,mesh,和transfer。他们分别代表：
•import/:要导入到ICEMCFD中的集合模型交换文件，比如igs，STL等；
•parts/:CAD模型
•domains/:非结构六面体网格文件(ct),结构六面体网格分区文件(domain.n),
非结构四面体网格文件(cut_domain.1)
•mesh/:边界条件文件(family_boco,boco)，结构网格的拓扑定义文件(family_topo,
topo_mulcad_out),和Tetin几何文件(tetin1).
•transfer/:求解器输入文件(),用于Mom3d.的分析数据
mesh目录中Tetin文件代表将要划分网格的几何体。包含B-spline曲面定义和曲线信息，
以及分组定义
Replay文件是六面体网格划分的分块的脚本
鼠标和键盘操作
鼠标或键盘操作功能
鼠标左键点击和拖动旋转模型
鼠标中键点击和拖动平移模型
鼠标右键点击和上下拖动缩放模型
鼠标右键点击和左右拖动绕屏幕Z轴旋转模型
F9按住F9，然后点击任意鼠
标键
进行操作的时候进行模型
运动
F10按F10紧急图象Reset
第二章ICEMCFDMeshEditor界面
TheMeshEditor,创建修改网格的集成环境，包含三个窗口
•TheICEMCFD主窗口
•显示窗口
•TheICEMCFD消息窗口
主窗口
主窗口中除了图形显示区域，外，还有6个radio按钮：File,Geometry,Meshing,EditMesh
andOutput.
TheFileMenu
TheFilemenu包含
•Open,Save,Saveas,Close,Quit,Projectdir,Tetinfile,
Domainfile,,Importgeo,Exportgeo,Options,Utilities,
Scripting,Annotations,Importmesh,DDNpart.
TheGeometryMenu
TheGeometrymenu模型修补和编辑，边界条件的设置，调用ICEMCFDDDN。它包含
•DDNtools,Boundconds,Repair,Utilities,Globalsetup.
模型编辑模式，由一排彩色radiobuttons控制
•Surface,Curve,Point,Material,Density,Loop.
它们又分别具有次级菜单
•Create,Delete,Modify,Meshparams,Changefamily,
Copy/move.
TheMeshingMenu
Themeshingmenu包含ICEMCFD各种网格划分模块。只有用户拥有楼阁模块的license，
他才可以使用这个模块。目前ICEMCFD提供下列模块：
•Hexa,Tetra,Global,Prism,Quad,AutoHexa,Mulcad/Padamm,
P-Cube
按不同的按钮会调用不同的模块。
TheEditMeshMenu
TheEditMeshmenu包含必要的网格编辑功能,粗化、平滑合并等。具体的操作有：
•Copy/move,Smooth,Refine,Coarsen,Merge,Extrude,
Diagnostics,Uncouple,Bandwidth,Changetype,Change
family,Utilities,Editnodes,Editelements,Editedges,Edit
Blocks,Editsubfaces,Repair
TheOutputMenu
TheOutputmenu针对不同求解器进行边界条件的设置。此外用户可以调用Mom3d和
Visual3进行网格自适应和可视化。可使用的功能有：
•Selectsolver,Boundconds,Solverparams,Solverinput,
Runsolver,Visual3,Mom3d,RAMM-ICE
Note:TheICEMCFD后处理模块Visual3,网格优化模块Mom3d,以及与RAMM-ICE的
内燃机网格接口必须有另外的license
TheUtilitiesCluster
这些功能都位于主窗口的右上角：
•Help:connectstheusertotheICEMCFDon-linehelp
•Orient:控制显示坐标
•View:定制显示属性
•Undo:操作反悔
•Redo:撤销反悔
•Print:打印
•Shell:调用一个X-Term命令窗口
显示窗口
Thedisplaywindow,处于屏幕右边,允许控制按照family,geometricentity,element
typeanduser-definedsubsets来显示.
Important:Sincesomefunctionsareperformedonlyontheentities
shown,theDisplaywindowisaveryimportantfeaturetousewhen
isolatingtheparticularentitiestobemodified.
Families
Color-codedandcustomizable,displaybyfamily,asdefinedinthe
mesherinterface,isavailableinthiswindow.
Geometry
Whenthisbuttonistoggledon,theuserhascontroloverthe
sbuttonbesideforeach
entitytypeallowscontroloverthedisplaycharacteristics.
Note:Basedonthedomainfilechosen,thistogglebuttonwill
eitherbelabeled“unstructured”or“structured,”orbeabsent
altogetherifnodomainfileisspecified.
•StructuredorUnstructured:Asidefromdisplayofthemesh
basedonelementtype,forevengreaterpower,ICEMCFD
allowstheusertocreatecustomsubsets;thecarefuldisplayof
whichallowsagreatdealofcontrolinthemeshoperations.
•DisplaySubset:Thistogglebuttonallowsyoutodefinesubset
ofyourmodelbasedonasetofnumerousattributes,including
elementtype,screenselection,coordinateposition,etc.
第三章ICEMCFDTetra四面体网格划分器
自动对CAD模型或者STL模型生成四面体网格，无需先生成表面网格
这是Tetra生成的棱拄和四面体混合网格，包含55万四面
体网格和12层33万棱拄网格
介绍
Tetra采用8叉树算法来对体积进行四面体填充并生成表面网格。用户必须事先规定一些关
键的点和曲线。Tetra具有强大的网格平滑算法，以及局部适应性加密和粗化算法。
对于复杂模型，ICEMCFDTetra具有如下优点:
•基于8叉树算法的网格生成
•快速模型set-up
•网格与表面拓扑独立
•无需表面的三角形划分
•可以直接从CAD模型和STL数据进行网格生成
•对CADsurfacesand/orSTLRepresentation定义网格尺寸
•控制体积内部的网格尺寸
•四面体的节点和曲线与事先的规定匹配
•采用Naturalsize单独的决定几何特征上的四面体网格尺寸
•体积网格和表面网格的平滑、节点合并和边交换
•四面体网格能够合并到混合网格中，并实施平滑操作
•单独区域的粗化
•Enforcementofmeshperiodicity,bothrotationalandtranslational
•表面网格编辑和诊断工具
•局部细化和粗化
•为多种材料提供一个统一的网格
•快速算法:1500cells/second
ICEMCFDTetra的输入
ICEMCFDTetra的输入方法有：
•SetsofB-SplinecurvesandtrimmedB-Splinesurfaceswith
prescribedpoints
•Triangularsurfacemeshesasgeometrydefinition
B-Spline曲线和曲面当B-spline曲线和曲面输入后，采用线段和三角形对曲
面和曲线进行近似，并在预先规定的点上设置顶点。
B-Spline曲线允许Tetra处理表面上的间断。如果在表
面的边界上没有定义曲线，Tetra划分的三角形会自由
的越过间断。而预先规定的点会使得它认出曲线上尖锐
的拐弯。Tetra中有工具来自动的在尖锐的特征上获
取点和曲线。
三角形表面网格对于三角形表面网格，关键点和曲线能够自动的被识
别。虽然Tetra生成的网格上的节点不完全和原始的网
格重合，但是它会符合模型的形状。这对于从别的网格
数据或者立体扫描数据中导入几何模型是很有用处的。
ICEMCFDTetra中的智能几何
ICEMCFD的CAD接口，保留有CAD几何模型的参数化描述，网格可以在修改过的几何
模型上重新生成。在CAD中选中被导入的模型带有附加的信息，它们与主几何模型一起
存储，几何模型的参数改变后，用户要重新生成网格只需简单的File>Save，就可以立
即进行非结构四面体网格重新计算。
八叉树算法
Tetra网格生成是基于如下的空间划分算法：这种算法需要的区域保证必要的网格密度，
但是为了快速计算尽量采用大的单元。
1.在几何模型的曲线和表面上规定网格尺寸
2.构造一个初始单元来包围整个几何模型
3.单元被不断细分来达到最大网格尺寸（每个维的尺寸按照1/2分割，对于三维就是1/8）
4.均一化网格来消除悬挂网格现象
5.构造出最初的最大尺寸单元网格来包围整个模型
6.节点调整以匹配几何模型形状
7.剔除材料外的单元
8.进一步细分单元以满足规定的网格尺寸要求
9.通过节点的合并、移动、交换和删除进行网格平滑
Family设置,MaterialPoints,预先规定Points
在ICEMCFD中可以对几何模型中的各种几何元素进行分组，形成不通的families。这样允
许用户对不通的families进行不同的参数设置。除了对不通families设置边界条件，用户还
可以对每个family定义控制网格尺寸的参数：maximumlength,initialheight,andheight
ratio。此外还可以对单独的曲线和表面定义网格尺寸参数。这样通过预先规定的网格尺
寸参数，用户可以控制四面体节点和关键区域的边的位置。
如上面的八叉树算法已经描述的，当网格划分器调整网格节点以匹配几何模型外形时，
它首先匹配预先规定点和曲线。
在单元剔除步骤，Tetra要求在每个需要进行分析的不同材料内定义一个materialpoint。对
于CFD，materialpoint可以来定义流体区域；对于结构有限元分析，可以来定义固体区域；
或者对于耦合传热问题，用来定义两种区域。
ICEMCFDTetra重要特性
NaturalSize如果对一个family定义的最大四面体尺寸比某个成员几何元素大，用户
必须使用naturalsize限制。Theusercanspecifyanaturalsize
thatisproportionaltothereferencetetrasize;itshouldbeassigned
avaluethatisslightlysmallerthanthesmallestgapinthemodel,
sothatthemesherwillfurthersubdividethetetrahedratomatch
thisgeometricfeature.
Thenaturalsizelimit将是整个网格中的最小尺寸。Onlyiftheuser
definesasmallermaxsizeonageometryentitywillTetracontinueto
subdivideuntilmeeting
ectofthenaturalsizelimitisa
geometry-basedadaptationofthemesh.
Tetrahedral
MeshSmoother
thetetrahedralsmoother计算每个单元的质量。然后根据用户指定的质量
要求进行平滑。
Smoother修改所有不符合标准的单元——节点被移动、合并，边被交
换，或者单元被删除。如此重复直到满足要求或者达到一定的迭代次数。
有时候用户不愿对某个family进行网格平滑，ICEMCFDTetra提供
fix_families功能来指定某个family保持不变。此外，另外一个相似的功
能fix_prisms，用来排除棱拄单元的平滑。
Tetrahedral
MeshCoarsener
Coarsening和smoother的过程相似。此外也可以采用fix_families来排除
某个family的coarsen操作。
如果coarsen操作中，size_check选项打开，得到的网格在所有几何元
素上会满足预设的尺寸标准。而且Tetra包含了完全的投影projection和
smoothing工具tools，以及单元创建、删除、分裂、交换和uniform
enforcementoforientation.
Triangular
SurfaceMesh
Smoother
Intheinterestofminimizinggridpoints,thecoarsenerreducesthe
eration
isbasedonthemaximumdeviationoftheresultanttrianglecenter
fromthesurface,theaspectratioofthemergedtriangle,andthe
maximumsizeofthemergedtriangle.
Triangular
SurfaceEditing
Tools
ICEMCFDTetra提供交互式网格编辑功能，可以实现节点在几何模型
表面的移动、合并或者删除。三角形单元可以被单独的分割和标记以不
同的名称，并进行质量检查以进行评价。
表面网格诊断工具允许用户快速填充表面网格中的“洞”，查找重叠的
三角形和non-manifold顶点以及detectionofsingle/multipleedgeand
duplicateelements.
PrismLayer
Offset
对于支持非结构四面体和棱拄混合网格的求解器来说，ICEMCFDTetra
的一个独特功能Prisms能够在壁面附近产生偏移的棱拄层网格。
Mesh
Periodicity
采用周期性网格ICEMCFDTetra网格能够很好的适应叶轮机问题的分
析。
第三章四面体网格划分示范1：三维管道回合
这个示范中，我们将对如图的三位管道回合段进行四面体网格划分。
本示范介绍的操作有：
Geometry
•设置网格参数Meshparams>Model和Meshparams>Families.
Meshingmenu
•自动网格生成和平滑Tetra>BatchfromCAD
Editmeshmenu
•检查网格质量Diagnostics.
打开工程
打开File>Open，选择Selectproject，选择3DpipeJunctproject，再选择tetin1。如
果出现一个提示窗口要求加载一个domain，则选择Cancel来开始一个新的模型。
生成四面体网格
定义family
1如果families还未定义，那么首先需要对几何模型的不同区域分类以创建family。最初
整个几何模型被设置为一个family，名称为GEOM。我们将按照figure3.1.1所示来修改
family设置。表面family有INL,OUT,CYL1,
CYL2,andSYM。
2选择Geometry>Surface>Changefamily.来修改family设置
figure3.1.1
3用鼠标左键选择某个表面，用鼠标中键确认选择，然后会出现一个family设置窗口。或
者为所选择的面选择一个已经存在的family，或者在Newfamily中输入一个新的名称来为
这个（些）面创建一个family
4一旦所有的surface被设置重新命名，采用相似的操作继续对Curves,Points,和
Materials进行设置。
5在Geometry>Curve>Changefamily几何模型中所有的曲线将被设置为CUR。
用户可以按住鼠标左键拖动进行box-select。
6所有的点放在PTSfamily中。注意将光标放在主窗口中，按"v"键，则可
以选择所有点元素。
定义Material点
1模型的material将被设置为LIVEfamily。它处于圆柱的内部。
2选择Geometry>Material>Create>Screenmidpoint.
3在Selectfamily窗口中,输入LIVE作为Newfamily名称，按
Accept接受
4用鼠标左键在圆柱上选择两个相对的顶点，然后按鼠标中键确认。LIVE
应该在几何模型的内部。旋转模型以确认它确实在体积内部。
5要删除空的families，在Display菜单中选择Families>Edit，点击Delete
unused。这样列表中的无用family会自动清除。按Accept关闭这个窗口。
设置网格参数
1要确认Surfaces和Curves都已经被toggledon,在display窗口的分别按Surfaces和
Curves的Opts>Tetrasizes，四面体形状的图标就会显示在几何模型上。
2这时用户可以用Meshparams>Model来修改整个模型的网格尺寸（右图）。将
Referencesize设置为5，Referencesize是一个被乘数，其他所有的family、曲面和曲线
的网格尺寸都以它为参考，乘以各自的设定的size
3注意改变Referencesize并按Apply会改变几何模型上的四面体图标的尺寸。
4要改变某个指定family的网格尺寸，选择
Surface>Meshparams>Families。用户就可以从
Selectfamily窗口中选择family（如图）。本示范中
选择CYL2然后按Accept。CYL2对应的表面就
会以加亮显示。
5在Surfacefamilymeshparams窗口中(如图)，对
Size指定为0.5，其他参数为0，因为Tetra生成网
格时不用这些参数，只有Hexa用。选择Showsize
paramsusingrefsize会使得按下Apply后参数调
整可见。选择Dismiss关闭窗口。
6当对网格尺寸设置满意后，按File>Save来存
储。
RunningtheTetraMesh
1.选择Meshing>Tetra>from
CAD/SurfaceMesh来生成四面体网格。
Tetraparameters窗口将会出现(如右图);
2.按照图中设置后，按Mesh进行网格划分。
MessageWindow将会报告网格划分过程信
息。
译者注：这个步骤和PDF文档中所述不相同，原文
中的菜单和Tetraparameters窗口与4.2版不太一样。
原文和原图如下：
ChooseMeshing>Tetra>BatchfromCADto
ra>Interactive
fromCADmodeindicatesthatTetrawillnot
automaticallysavethevolumemesh(Writevolume)
orsurfacemesh(Writesurface).TheTetra
parameterswindowwillappear(refertoFigure3.1.4):
最后显示的网格为：
SavingtheMesh
用File>Save>Domainfile存盘
第五章SphereCube
本示范之后，读者将会掌握采用Smoother来提高网格质量。
1．打开工程
在Selectproject窗口，选择SphereCube工程后，再打开tetin1文件。
3.生成四面体网格
Family设置
1.与前面的示范相同，最初所有的表面属于一个family——GEOM。用户需要按照上图
对表面重新创建family(SPHERE,CUBE,SYM)。
2.在Geometry>Surface>Changefamily菜单中修改family设置。
3.用鼠标左键选择需要的表面，然后中键确认选择。在Selectfamily窗口出现后，或者
选择已经存在的family，或者创建新的family。
4.本示范中，对于所有的点和曲线，设为一个family,
GEOM。
定义Material点
同上个示范一样，material点被设置为单独的family，
LIVE。采用Create>Screenmidpoint功能设置material点。
用鼠标左键在半球上选择两个点，按中键确认，LIVE就会
出现在模型上。
一个半球体，内含一个立方体空腔。图中以标明表面的family名称。
ReassigningMeshParameters
1.用户必须在网格生成之前设置网格参数。在Geometry分类中，按MeshParams>
Model来进入ModelMeshParams窗口。
2.注意:为了方便，建议打开Referencesize旁边的display选项来显示标记为ref的四
面体图标。从Display菜单中，打开Surfaces>Opts>Tetrasizes和Curves>Opts
>Tetrasizes，以显示代表网格尺寸的图标。
3.回到Modelmeshparams窗口，输入如图参数；
4.在Meshparams>Families中可以对不通的family设置不同的网格参数。对于SYM，
按照下图设置。
5．存盘
6．参考第四章选择Meshing>Tetra>from
CAD/SurfaceMesh来生成四面体网格。在
Tetraparameters窗口做设置后，按Mesh进行
网格划分。MessageWindow将会报告网格划分
过程信息。
译者注：原PDF文档所述与此不同。
ICEMCFD4.2版的Tetraparameters窗口中无
法关闭Smoother。因此在这里设置Smoother不
要做很好的平滑。以便后面进行平滑操作的对比更明显。
7.网格划分好后存盘。