4.3　ANSYS ICEM CFD的基本用法

ICEM CFD是功能强大的几何建模和网格划分工具，本节将介绍ICEM CFD几何模型创建、几何模型导入、网格生成、块的生成、网格编辑、网格输出等基本操作。

4.3.1　几何模型的创建

在进行流体计算时，不可避免地要创建流体计算域模型。除了使用其他几何建模软件以外，ICEM CFD也具备一定的几何建模能力，主要包含两类建模思路，即自底向上建模方式和自顶向下建模方式。

（1）自底向上建模方式。遵循点-线-面的几何生成方法。首先创建几何关键点，由点连接生成曲线，再由曲线生成曲面。这里与其他软件不同的是，ICEM CFD中并没有实体的概念。其最高一级几何为曲面。至于在创建网格中所建的body，只是拓扑意义上的体。

（2）自顶向下建模方式。ICEM CFD中可以创建一些基本几何，如箱体、球体、圆柱体等。在建模过程中，可以直接创建这些基本几何，然后通过其他方式对几何进行修改。

下面介绍基本几何的创建方式，包括点、线、面等。

1．点的创建

打开Geometry选项卡，选择 按钮（创建点），即可进入点创建工具面板。该面板包含的按钮如图4-3所示。下面依次进行功能描述。

（1）Part（部件）：若没有选中下方的Inherit Part复选框，则该区域可编辑。可将新创建的点放入指定的Part中。默认此项为GEOM，且Inherit Part被选中。

（2） Screen Select（屏幕选择点）：单击该按钮后，可在屏幕上选取任何位置进行点的创建。

（3） Explicit Coordinates（坐标输入）：单击此按钮，进行精确位置点的创建。可选模式包括单点创建及多点创建，如图4-4所示。

图4-4（a）所示为单点创建模式，输入点的（x，y，z）坐标即可创建点。图4-4（b）所示为多点创建模式，可以使用表达式创建多个点。

表达式可以包含+、–、/、*、^、()、sin()、cos()、tan()、asin()、acos()、atan()、log()、log10()、exp()、sqrt()、abs()、distance(pt1，pt2)、angle(pt1，pt2，pt3)、X(pt1)、Y(pt1)、Z(pt1)，所有角度均以“°”作为单位。

• 第一个文本框表示变量，包含两种格式：列表形式（m1 m2 … mn）与循环格式（m1，mn，incr）。主要区别在于是否有逗号，没有逗号为列表格式，有逗号为循环格式。例如，“0.1 0.3 0.5 0.7”为列表格式；而“0.1，0.5，0.1”为循环格式，表示起始值为0.1，终止值为0.5，增量为0.1。
• F(m)->X为点的x方向坐标，通过表达式进行计算。
• F(m)->Y为点的y方向坐标，通过表达式进行计算。
• F(m)->Z为点的z方向坐标，通过表达式进行计算。

图4-4（b）中实际上创建的是一个螺旋形的点集。

（4） Base Point and Delta（基点偏移法）：以一个基准点及其偏移值创建点。使用时需要指定基准点和相对该点的x，y，z坐标。

（5） Center of 3 Points（3点定圆心）：可以利用此按钮创建3个点或圆弧的中心点。选取3个点创建中心点，其实是创建了由这3个点构建的圆的圆心。

（6） Parameter Along a Vector（两点之间定义点）：此命令按钮利用屏幕上选取的两点创建另一个点。单击此按钮后出现图4-5所示的操作面板。

此方法创建点有两种方式，一种为图4-5所示的参数方法，另一种为指定点的个数。

如图4-5所示，若设置参数值为0.5，则创建所指定两点连线的中点。此处的参数为偏离第一点的距离，该距离计算方式为两点连线的长度与指定参数的乘积。

采用指定点的个数的方式会在两点间创建一系列点。若指定点的个数为1，则创建中点。

（7） Curve Ends（线的端点）：选择此命令按钮创建两个点，所创建的点为选取的曲线的两个终点。

（8） Curve-Curve Intersection（线段交点）：创建两条曲线相交所形成的交点。

（9） Parameter along a Curve（线上定义点）：与方式（6）类似，不同的是此命令按钮选取的是曲线，创建的是曲线的中点或沿曲线均匀分布的N个点。

（10） Project Point to Curve（投影到线上的点）：将空间点投影到某一曲线上，创建新的点。该命令有选项可以使新创建的点分割曲线。

（11） Project Point to Surface（投影到面上的点）：将空间点投影到曲面上创建新的点。

创建点的方式一共有11种，其中用于创建几何的主要是前3种，后面8种主要用于划分网格中辅助几何的构建。当然，它们都可以用于创建几何体。

2．线的创建

打开Geometry选项卡，选择 按钮（创建线），即可进入线创建工具面板。该面板包含的按钮如图4-6所示。下面依次进行功能描述。

（1） From Points（多点生成样条线）：该命令按钮为利用已存在的点或选择多个点创建曲线。需要说明的是，若选择的点为两个，则创建直线；若点的数目多于两个，则自动创建样条曲线。

（2） Arc Through 3 Points（3点定弧线）：圆弧创建命令按钮。圆弧的创建方式有“3点创建圆弧”和“圆心及两点”两种。选用3点创建圆弧时，第一点为圆弧起点，最后选择的点为圆弧终点。

采用第二种方式进行圆弧创建也有两种方式，如图4-7所示。若采用Center的方式，则第一个选取的点与第二点间的距离为半径，第三点表征圆弧弯曲的方向。

若采用Start/End方式，则第一点并非圆心，只是指定了圆弧的弯曲方向，而第二点与第三点为圆弧的起点与终点。当然，这两种方式均可以人为地确定圆弧半径。

（3） Arc from Center Point/2 Points on Plane（圆心和两点定义圆）：该命令按钮主要用于创建圆，采用如图4-8所示的方式，规定一个圆心加两个点。选取点时，第一次选择的点为圆心。

若没有人为地确定半径值，则第一点与第二点间的距离为圆的半径值。可以设定起始角与终止角。若规定了半径值，则用第一点与半径创建圆，第二点与第三点的作用是联合第一点确定圆所在的平面。

（4） Surface Parameter（表面内部抽线）：根据平面参数创建曲线。此命令按钮的功能与块切割的做法很相似，该功能在实际应用中用得很少。

（5） Surface-Surface Intersection（面相交线）：此功能按钮用于获得两相交面的交线。使用起来也很简单，直接选取两个相交的曲面即可。选择方式可以是：直接选取面、选择part或选取两个子集。

（6） Project Curve on Surface（投影到面上的线）：曲线向面投影。有两种操作方式：沿面法向投影和指定方向投影。沿面法向投影方式只需要指定投影曲线和目标面。而选用指定方向投影的方式需要人为指定投影方向。

3．面的创建

打开Geometry选项卡，选择 按钮（创建面），即可进入面创建工具面板。该面板包含的按钮如图4-9所示。下面依次进行功能描述。

（1） From Curves（由线生成面）：单击此按钮，可以通过曲线创建面。可选模式包括选择2到4条边界曲线创建面、选择多条重叠或不相互连接的线创建面及选择4个点创建面。

（2） Curve Driven（放样）：单击此按钮，可以通过选取一条或多条曲线沿引导线扫略创建面。

（3） Sweep Surface（沿直线方向放样）：单击此按钮，可以通过选取一条曲线沿矢量方向或直线扫略创建面。

（4） Surface of Revolution（回转）：单击此按钮，可以通过设定起始和结束角度，选取一条曲线沿轴回转创建面，如图4-10所示。

（5） Loft Surface on Several Curves（利用数条曲线放样成面）：单击此按钮，可以通过利用多条曲线放样的方法生成面。

4.3.2　几何文件导入

由于ICEM CFD建模功能不强，因此一些复杂的结构模型常需要在专业的CAD软件中进行创建，然后将几何文件导入ICEM CFD完成网格划分。

ICEM CFD可导入多种CAD软件绘制的几何文件，如图4-11所示。

4.3.3　网格生成

ICEM CFD生成的网格主要分为四面体网格、六面体网格、三棱柱网格、O-Grid网格等。其中：

• 四面体网格能够很好地贴合复杂的几何模型，生成简单。
• 六面体网格质量高，需要生成的网格数量相对较少，适合对网格质量要求较高的模型，但生成过程复杂。
• 三棱柱网格适合薄壁几何模型。
• Grid网格适合圆或圆弧模型。

选择哪种网格类型进行网格划分要根据实际模型的情况确定，甚至可以将几何模型分割成不同的区域，采用多种网格类型进行网格划分。

ICEM CFD为复杂模型提供了自动网格生成功能，使用此功能能够自动生成四面体网格和描述边界的三棱柱网格，网格生成功能如图4-12所示。

1．Global Mesh Setup（全局网格尺寸）

主要具备以下功能：

（1） Global Mesh Setup（全局网格尺寸）：设定最大网格尺寸和比例尺，确定全局网格尺寸，如图4-13所示。

• Scale factor（比例因子），用来改变全局的网格尺寸（体、表面、线），通过乘以其他参数得到实际网格参数。
• Global Element Seed Size（全局单元源尺寸），用来设定模型中最大可能的网格大小。

• Display（显示），显示体网格的大小示意图，如图4-14所示。

（2） Shell Mesh Setup（表面网格尺寸）：设定表面网格类型和大小，如图4-15所示。

①网格类型有4种可供选择：

• All Tri，所有网格单元类型为三角形。
• Quad w/one Tri，面上的网格单元大部分为四边形，最多允许有一个三角形网格单元。
• Quad Dominant，面上的网格单元大部分为四边形，允许有一部分三角形网格单元的存在。这种网格类型多用于复杂的面，此时如果生成全部四边形网格，就会导致网格质量非常低。对于简单的几何，该网格类型和Quad w/one Tri生成的网格效果相似。
• All Quad，所有网格单元类型为四边形。

② Mesh Method（网格生成方法）有4种可供选择：

• AutoBlock，自动块方法，自动在每个面上生成二维的Block，然后生成网格。
• Patch Dependent，根据面的轮廓线生成网格，该方法能够较好地捕捉几何特征，创建以四边形为主的高质量网格。
• Patch Independent，网格生成过程不严格按照轮廓线，使用稳定的八叉树方法，生成网格过程中能够忽略小的几何特征，适用于精度不高的几何模型。
• Shrinkwrap，是一种笛卡儿网格生成方法，会忽略大的几何特征，适用于复杂的几何模型快速生成面网格，此方法不适合薄板类实体的网格生成。

（3） Volume Mesh Setup（体网格尺寸）：设定体网格类型和大小，如图4-16所示。

①网格类型有3种可供选择：

• Tetra/Mixed，是一种应用广泛的非结构网格类型。在默认情况下自动生成四面体网格（Tetra），通过设定可以创建三棱柱边界层网格（Prism），也可以在计算域内部生成以六面体单位为主的体网格（Hexcore），或者生成既包含边界层又包含六面体单元的网格。

• Hex-Dominant，是一种以六面体网格为主的体网格类型，这种网格在近壁面处质量较好，在模型内部质量较差。
• Cartesian，是一种自动生成的六面体非结构网格。

②不同的体网格类型对应着不同的网格生成方法。网格生成方法主要有以下7种可供选择：

• Robust（Octree），适用于Tetra/Mixed网格类型，此方法使用八叉树生成四面体网格，是一种自上而下的网格生成方法，即先生成体网格，再生成面网格。对于复杂模型，不需要花费大量时间用于几何修补和面网格的生成。
• Quick（Delaunay），适用于Tetra/Mixed网格类型，此方法生成四面体网格，是一种自下而上的网格生成方法，即先生成面网格，再生成体网格。
• Smooth（Advancing Front），适用于Tetra/Mixed网格类型，此方法生成四面体网格，是一种自下而上的网格生成方法，即先生成面网格，再生成体网格。与Quick方法不同的是，近壁面网格尺寸变化平缓，对初始的面网格质量要求较高。
• TGrid，适用于Tetra/Mixed网格类型，此方法生成四面体网格，是一种自下而上的网格生成方法，能够使近壁面网格尺寸变化平缓。
• Body-Fitted，适用于Cartesian网格类型，此方法创建非结构笛卡儿网格。
• Staircase（Global），适用于Cartesian网格类型，该方法可以对笛卡儿网格进行细化。
• Hexa-Core，适用于Cartesian网格类型，该方法生成以六面体为主的网格。

（4） Prism Mesh Setup（棱柱网格尺寸）：设定棱柱网格大小，如图4-17所示。

在Global Prism Settings（全局参数）中：

• Growth law（增长规律），有Exponential（指数）和Linear（线性）两种类型。
• Initial height（初始高度），不指定时自动计算。
• Number of layers（层数），棱柱总层数。
• Height ratio（高度比率），棱柱高度增长率。
• Total height（总高度），总棱柱厚度。
• Compute params（将计算余下的参数），指定以上4个参数中的3个，余下的1个可通过计算得到。

在Prism element part controls（局部参数）中，可为各个部分单独设定初始高度、高度比率和层数，如图4-18所示。

• New volume part，指定新的部分存放棱柱单元或从已有的面、体网格部分中选择。
• Side part，存放侧面网格的部分。
• Top part，存放最后一层棱柱顶部三角形面单元。
• Extrude into orphan region，当选中时向已有体单元外部生长棱柱，而不是向内。

在Smoothing Options（光顺选项）中：

• Number of surface smoothing steps（光顺步数），当仅拉伸一层时，设表面/体光顺步为0，值的设定根据模型及用户的经验而定。
• Triangle quality type（三角网格质量类型），一般选择Laplace。
• Max directional smoothing steps（最大光顺步数），根据初始棱柱质量重新定义拉伸方向，在每层棱柱生成的过程中都计算。

其他参数：

• Fix marching direction（保持正交），保持棱柱网格生成与表面正交。
• Min prism quality（最低网格质量），设置最低允许棱柱质量，当质量不满足时，重新方向光顺或用金字塔型单元覆盖（替换）。
• Ortho weight（正交权因子），节点移动权因子（0为提高三角形质量，1为提高棱柱正交性）。
• Fillet ratio（圆角比率），0表示无圆角，1表示圆角曲率等于棱柱层高度，如图4-19所示。

• Max prism angle（最大棱柱角），控制弯曲附近或到邻近曲面棱柱层的生成，在棱柱网格停止的位置用金字塔连接形网格，通常设置在120º到180º范围内，如图4-20所示。

• Max height over base（最大基准高度），限制棱柱体网格的纵横比，在棱柱体网格的纵横比超过指定值的区域棱柱层时停止生长，如图4-21所示。

• Prism height limit factor（棱柱高度限制系数），限制网格的纵横比，如果系数达到指定值，棱柱体网格的高度不会扩展，保证指定的棱柱体网格层数。如果相邻两个单元尺寸差异的系数大于2，那么功能失效，如图4-22所示。

（5） Periodicity Mesh Setup（设定周期性网格）：设定周期性网格的类型和尺寸，如图4-23所示。

鉴于设置棱柱网格尺寸和周期性网格相对简单，限于篇幅不再赘述，有兴趣的读者可以参考帮助文档。

2． Mesh Size for Parts（特定部位网格尺寸设定）

设定几何模型中指定区域的网格尺寸，如图4-24所示。可以通过将几何模型中的特征尺寸区域定义为一个Part，设置较小的网格尺寸，以捕捉细致的几何特征，或者将对计算结果影响不大的几何区域定义为一个Part，设置较大的网格尺寸，以减少网格生成的计算量，提高数值计算的效率。

3． Surface Mesh Setup（表面网格设定）

通过鼠标选择几何模型中的一个或几个面，设定网格尺寸，如图4-25所示。

• Maximum size，基于边的长度。
• Height，面上体网格的高，仅适用于六面体/三棱柱。
• Height ratio，六面体/三棱柱层的增长率。
• Num. of layers，均匀的四面体增长层数或三棱柱增长层数，大小由表面参数确定。
• Tetra width，四面体平均生长率。
• Mini size limit，表面最小的四面体，自动细分的限制。
• Max deviation，表面三角形中心到表面的距离小于设定值时停止细分。

4． Curve Mesh Parameters（曲线网格参数）

设定几何模型中指定曲线的网格尺寸，如图4-26所示。

• Maximum size，基于边的长度。
• Number of nodes，沿曲线的节点数。
• Height，面上体网格的高，仅适用于六面体/三棱柱。
• Height ratio，六面体/三棱柱层的增长率。
• Num. of layers，均匀的四面体增长层数或三棱柱增长层数，大小由表面参数确定。
• Tetra width，四面体平均生长率。
• Mini size limit，表面最小的四面体，自动细分的限制。
• Max deviation，表面三角形中心到表面的距离小于设定值时停止细分。

5． Create Mesh Density（网格加密）

通过选取几何模型上的一点，指定加密宽度、网格尺寸和比例，生成以指定点为中心的网格加密区域，如图4-27所示。

• Size，网格尺寸。
• Ratio，网格生长比率。
• Width，密度盒内填充网格的层数。

网格加密的类型有两种：

• Points，用2～8个位置的点（两点为圆柱状）标识网格加密区域，如图4-28所示。
• Entity bounds，用选择对象的边界定义密度盒。

6． Define Connections（定义连接）

通过定义连接两个不同的实体，如图4-29所示。

7． Mesh Curve（生成曲线网格）

为一维曲线生成网格，如图4-30所示。

8． Compute Mesh（计算网格）

根据前面的设置生成二维面网格、三维体网格或三棱柱网格。

（1） Surface Mesh（面网格）：生成二维面网格，如图4-31所示。网格类型有4种可供选择：

• All Tri，所有网格单元类型为三角形。
• Quad w/one Tri，面上的网格单元大部分为四边形，最多允许有一个三角形网格单元。
• Quad Dominant，面上的网格单元大部分为四边形，允许有一部分三角形网格单元的存在。这种网格类型多用于复杂的面，此时如果生成全部四边形网格，就会导致网格质量非常低。对于简单的几何，该网格类型和Quad w/one Tri生成的网格效果相似。
• All Quad，所有网格单元类型为四边形。

（2） Volume Mesh（体网格）：生成三维体网格，如图4-32所示。网格类型有3种可供选择：

• Tetra/Mixed，是一种应用广泛的非结构网格类型。在默认情况下自动生成四面体网格（Tetra），通过设定可以创建三棱柱边界层网格（Prism），也可以在计算域内部生成以六面体单位为主的体网格（Hexcore），或者生成既包含边界层又包含六面体单元的网格。
• Hex-Dominant，是一种以六面体网格为主的体网格类型，这种网格在近壁面处质量较好，在模型内部质量较差。
• Cartesian，是一种自动生成的六面体非结构网格。

（3） Prism Mesh（三棱柱网格）：生成三棱柱网格，一般用来细化边界，如图4-33所示。

4.3.4　块的生成

除了自动生成网格外，ICEM CFD还可以通过生成Block（块）逼近几何模型，在块上生成质量更高的网格。

ICEM CFD生成块的方式主要有两种：自上而下和自下而上。自上而下生成块的方式类似于雕刻家将一整块以切割、删除等操作方式构建符合要求的块。

而自下而上类似于建筑师从无到有，一步一步以添加的方式构建符合的块。无论是以何种方式进行块的构建，最终的块通常都是相似的。块生成的功能如图4-34所示。

主要具备以下功能：

1． Create Block（生成块）

生成块用于包含整个几何模型，如图4-35所示。

生成块的方法包括以下5种：

• （生成初始块）　通过选定部位的方法生成块。
• （从顶点或面生成块）　使用选定顶点或面的方法生成块。
• （拉伸面）　使用拉伸二维面的方法生成块。
• （从二维到三维）　将二维面转换成三维块。
• （从三维到二维）　将三维块转换成二维面。

2． Split Block（分割块）

将块沿几何变形部分分割开来，从而使块能够更好地逼近几何模型，如图4-36所示。分割块的方法包括以下6种：

• （分割块）　直接使用界面分割块。
• （生成O-Grid块）　将块生成O-Grid网格形式。
• （延长分割）　延长局部的分割面。
• （分割面）　通过面上边线分割面。
• （指定分割面）　通过端点分割块。
• （自由分割）　通过手动指定的面分割块。

3． Merge Vertices（合并顶点）

将两个以上的顶点合并成一个顶点，如图4-37所示。

合并顶点的方法包括以下4种：

• （合并指定顶点）　通过指定固定点和合并点的方法将合并点向固定点移动，从而合成新顶点。
• （使用公差合并顶点）　合并在指定公差极限内的顶点。
• （删除块）　通过删除块的方法将原来块的顶点合并。
• （指定边缘线）　通过指定边缘线的方法将端点合并到线上。

4． Edit Block（编辑块）

通过编辑块的方法得到特殊的网格形式，如图4-38所示。编辑块的方法包括以下7种：

• （合并块）　将一些块合并为一个较大的块。
• （合并面）　将面和与之相邻的块合并。
• （修正O-Grid网格）　更改O-Grid网格的尺寸因子。
• （周期顶点）　使选定的几个顶点之间生成周期性。
• （修改块类型）　通过修改块类型生成特殊网格类型。
• （修改块方向）　改变块的坐标方向。
• （修改块编号）　更改块的编号。

5． Blocking Associations（生成关联）

在块与几何模型之间生成关联关系，从而使块更加逼近几何模型，如图4-39所示。

生成关联的方法包括以下10种：

• （关联顶点）　选择块上的顶点和几何模型上的顶点，将两者关联。
• （关联边界与线段）　选择块上的边界和几何体上的线段，将两者关联。
• （关联边界到面）　将块上的边界关联到几何体的面上。
• （关联面到面）　将块上的面关联到几何体的面上。
• （删除关联）　曲线选中的关联。
• （更新关联）　自动在块与最近的几何体之间建立关联。
• （重置关联）　重置选中的关联。
• （快速生成投影顶点）　将可见顶点或选中顶点投影到相对应的点、线或面上。
• （生成或取消复合曲线）　将多条曲线形成群组，形成复合曲线，从而可以将多条边界关联到一条直线上。
• （自动关联）　以最合理的原则自动关联块和几何模型。

6． Move Vertices（移动顶点）

通过移动顶点的方法使网格角度达到最优化，如图4-40所示。移动顶点的方法包括以下6种：

• （移动顶点）　直接用鼠标拖动顶点。
• （指定位置）　为顶点直接指定位置，可以直接指定顶点坐标，或者选择参考点和相对位置的方法指定顶点位置。
• （沿面排列顶点）　指定平面，将选定顶点沿着面边界排列。
• （沿线排列顶点）　指定参考线段，将选定顶点移动至此线段上。
• （设定边界长度）　通过修改边界长度的方法移动顶点。
• （移动或旋转顶点）　移动或旋转顶点。

7． Transform Blocks（变换块）

通过对块的变换复制生成新的块，如图4-41所示。变换块的方法包括以下5种：

• （移动）　通过移动的方法生成新块。
• （旋转）　通过旋转的方法生成新块。
• （镜像）　通过镜像的方法生成新块。
• （成比例缩放）　以一定比例缩放生成新块。
• （周期性复制）　周期性地复制生成新块。

8． Edit Edges（编辑边界）

通过对块的边界进行修整以适应几何模型，如图4-42所示。编辑边界的方法包括：

• 分割边界。
• 移出分割。
• 通过关联的方法设定边界形状。
• 移出关联。
• 改变分割边界类型。

9． Pre-Mesh Params（预设网格参数）

指定网格参数供用户预览，如图4-43所示。预设网格参数包括：

• 更新尺寸，自动计算网格尺寸。
• 指定因子，指定一个固定值将网格密度变为原来的n倍。
• 边界参数，指定边界上的节点个数和分布原则。
• 匹配边界，将目标边界与参考边界相比较，按比例生成节点个数。
• 细化块，允许用户使用一定的原则细化块。

10． Pre-Mesh Quality（预览网格质量）

该功能用于预览网格质量，从而修正网格，如图4-44所示。

11． Pre-Mesh Smooth（预览网格平滑）

平滑网格提高网格质量，如图4-45所示。

12． Check Blocks（检查块）

检查块的结构，如图4-46所示。

13． Delete Blocks（删除块）

删除选定的块，如图4-47所示。

鉴于预览网格质量、预览网格平滑、检查块和删除块设置相对简单，限于篇幅不再赘述，有兴趣的读者可参考帮助文档。

4.3.5　网格编辑

网格生成以后，需要查看网格质量是否满足计算要求，若不满足要求，则还需要进行网格修改。网格编辑选项可实现这样的目的，网格编辑选项如图4-48所示。

1． Create Elements（生成元素）

手动生成不同类型的元素，元素类型包括点、线、三角形、矩形、四面体、棱柱、金字塔、六面体等，如图4-49所示。

2． Extrude Mesh（扩展网格）

通过拉伸面网格生成体网格的方法，如图4-50所示。扩展网格的方法包括：

• Extrude by Element Normal（通过单元拉伸）
• Extrude Along Curve（通过沿曲线拉伸）
• Extrude by Vector（通过沿矢量方向拉伸）
• Extrude by Rotation（通过旋转拉伸）

3． Check Mesh（检查网格）

检查并修复网格，提高网格质量，如图4-51所示。

4． Display Mesh Quality（显示网格质量）

显示查看网格质量，如图4-52所示。

5． Smooth Mesh Globally（平顺全局网格）

修剪自动生成的网格，删去质量低于某个值的网格节点，提高网格质量，如图4-53所示。平顺全局网格的类型包括以下3种：

• Smooth（平顺）　通过平顺特定单元类型的单元提高网格质量。
• Freeze（冻结）　通过冻结特定单元类型的单元使得在平顺过程中该单元不被改变。
• Float（浮动）　通过几何约束控制特定单元类型的单元在平顺过程中的移动。

6． Smooth Hexahedral Mesh Orthogonal（平顺六面体网格）

修剪非结构化网格，提高网格质量，如图4-54所示。平顺类型包括以下两种：

• Orthogonality（正交）　平顺将努力保持正交性和第一层的高度。
• Laplace（拉普拉斯）　平顺将尝试通过设置控制函数使网格均一化。

冻结选项包括以下两种：

• All Surface Boundaries（所有表面边界）　冻结所有边界点。
• Selected Parts（选择部分）　冻结所选择部分的边界点。

7． Repair Mesh（修复网格）

手动修复质量较差的网格，如图4-55所示。修复网格的方法包括：

• Build Mesh Topology（建立网格的拓扑结构）
• Remesh Elements（重新划分网格）
• Remesh Bad Elements（重新划分质量较差的单元网格）
• Find/Close Holes in Mesh（发现/关闭网格中的孔）
• Mesh From Edges（网格边缘）
• Stitch Edges（缝边）
• Smooth Surface Mesh（光顺表面网格）
• Flood Fill / Make Consistent（填充/使一致）
• Associate Mesh With Geometry（关联网格）
• Enforce Node, Remesh（加强节点，重新划分网格）
• Make/Remove Periodic（指定/删除周期性）
• Mark Enclosed Elements（标记封闭单元）

8． Merge Nodes（合并节点）

通过合并节点提高网格质量，如图4-56所示。合并节点的类型包括：

• Merge Interactive（合并选定的节点）
• Merge Tolerance（根据容差合并节点）
• Merge Meshes（合并网格）

9． Split Mesh（分割网格）

通过分割网格提高网格质量，如图4-57所示。分割网格的类型包括：

• Split Nodes（分割节点）
• Split Edges（分割边界）
• Swap Edges（交换边界）
• Split Tri Elements（分割三角单元）
• Split Internal Wall（分割内部墙）
• Y-Split Hexas at Vertex（分割六面体单元）
• Split Prisms（分割三棱柱）

10． Move Nodes（移动节点）

通过移动节点提高网格质量，如图4-58所示。移动节点类型包括：

• Interactive（移动选取的节点）
• Exact（修改节点的坐标值）
• Offset Mesh（偏置网格）
• Align Nodes（定义参考方向）
• Redistribute Prism Edge（重新分配三棱柱边界）
• Project Node to Surface（投影节点到面）
• Project Node to Curve（投影节点到曲线）
• Project Node to Point（投影节点到点）
• Un-Project Nodes（非投影节点）
• Lock/Unlock Elements（锁定/解锁单元）
• Snap Project Nodes（选取投影节点）
• Update Projection（更新投影）
• Project Nodes to Plane（投影节点到平面）

11． Transform Mesh（转换网格）

通过移动、旋转、镜像和缩放等方法提高网格质量，如图4-59所示。转换网格的方法包括：

• Translate（移动）
• Rotate（旋转）
• Mirror（镜像）
• Scale（缩放）

12． Covert Mesh Type（更改网格类型）

通过更改网格类型提高网格质量，如图4-60所示。更改网格类型的方法包括：

• Tri to Quad（三角形网格转化为四边形网格）
• Quad to Tri（四边形网格转化为三角形网格）
• Tetra to Hexa（四面体网格转化为六面体网格）
• All Types to Tetra（所有类型网格转化为四面体网格）
• Shell to Solid（面网格转换为体网格）
• Create Mid Side Nodes（创建网格中点）
• Delete Mid Side Nodes（删除网格中点）

13． Adjust Mesh Density（调整网格密度）

加密网格或使网格变稀疏，如图4-61所示。调整网格密度的方法包括：

• Refine All Mesh（加密所有网格）
• Refine Selected Mesh（加密选择的网格）
• Coarsen All Mesh（粗糙所有网格）
• Coarsen Selected Mesh（粗糙选择的网格）

14． Renumber Mesh（重新为网格编号）

重新为网格编号，如图4-62所示。重新为网格编号的方法包括：

• User Defined（用户定义）
• Optimize Bandwidth（优化带宽）

15． Adjust Mesh Thickness（调整网格厚度）

修改选定节点的网格厚度，如图4-63所示。调整网格厚度的方法包括以下3种：

• Calculate（计算）　网格厚度将自动通过表面单元厚度计算得到。
• Remove（去除）　去除网格厚度。
• Modify selected nodes（修改选择的节点）　修改单个节点的网格厚度。

16． Reorient Mesh（再定位网格）

使网格在一定方向上重新定位，如图4-64所示。再定位网格的方法包括：

• Reorient Volume（再定位几何体）
• Reorient Consistent（再定位一致性）
• Reverse Direction（反转方向）
• Reorient Direction（再定位方向）
• Reverse Line Element Direction（反转线单元方向）
• Change Element IJK（改变单元方向）

17． Delete Nodes（删除节点）

删除选择的节点，如图4-65所示。

18． Delete Elements（删除网格）

删除选择的网格，如图4-66所示。

19． Edit Distributed Attribute（编辑分布属性）

通过编辑网格单元的分布属性提高网格质量，如图4-67所示。

4.3.6　网格输出

网格生成并修复后，便可以将网格输出，以供后续模拟计算使用，网格输出的工具如图4-68所示。

网格输出的使用方法如下：

1． Select Solver（选择求解器）

选择进行数值计算的求解器。对于Fluent来说，求解器选择为ANSYS Fluent选项，如图4-69所示。

2． Boundary Conditions（边界条件）

此功能用于查看定义的边界条件，如图4-70所示。

3． Edit Parameters（编辑参数）

用于编辑网格参数。

4． Write Import（写出输入）

将网格文件写成Fluent可导入的*.msh文件，如图4-71所示。