1.导入模型
图4-2 启动ICEM软件
2)选择[File]>[Import Geometry]>[STEP/IGES]菜单命令,选择计算模型的打开格式,如图4-3所示。由图4-3可知,软件包括多种可导入格式,可支持多种CAD软件输出的文件格式。
3)打开计算模型。在弹出的“Select STEP/IGESfiles”对话框中选择“train.IGS”项,如图4-4所示。单击“打开”按钮确认操作。
图4-3 选择计算模型的打开格式
图4-4 打开计算模型
4)Tetin File名默认为train.tin,单击“OK”按钮,稍后会出现如图4-5所示的“Create a new project”对话框。
图4-5 “Create a new project”对话框
5)单击“Yes”按钮,视图区出现导入的列车头车模型,如图4-6所示。
图4-6 列车头车模型
6)勾选[Model]>[Geometry]>[Surfaces]项,视图区头车模型的线框模式图如图4-7所示。可以看出,为表示各面,车体模型线条增加。
图4-7 头车模型的线框模式图
2.检查模型及修改模型
1)检查模型面网格。单击工具栏中的[Geometry]>[Repair Geometry](即项),选择属性栏中的按钮。在“Tolerance”项中输入2,如图4-8所示。单击“Apply”按钮确认操作。
图4-8 检查模型面网格
2)单击工具栏中的[Geometry]>[Delete Surfaces](即项),视图区鼠标变为十字形式,如图4-9所示。可以看出,图4-9中所指区域存在一个多余面(位于车体表面内部)。
图4-9 多余面
3)单击该多余面。图4-10中增加的黑色线条对应的面就是所选中的多余面。
图4-10 选中多余面
4)单击鼠标中键,多余面被删除,如图4-11所示。
图4-11 删除多余面
3.建立计算域
1)单击工具栏中的[Geometry]>[Create/Modify Surface](即项),选择视图区中的图标,如图4-12所示。在“Create Std Geometry”中保持选择“Box”项,在“Box Dimensions”栏中保持“Method”项为“Specify”。
图4-12 建立计算域
2)单击属性栏“BOX Origin”项右侧的按钮,视图区出现“Select location”工具栏,如图4-13所示。选择工具栏上的按钮,单击如图4-14所示的点,显示出该点的坐标值1199.3515401.5327.692。
图4-13 显示点的坐标值
3)鉴于本节列车长度为20m左右,且车头鼻端处Y轴坐标值约等于零,计算域沿车长方向(Y轴方向)取5倍车长,沿车宽方向取30m对称分布,沿车高方向取20m(地面高度设为Z轴坐标值约等于零)。在属性栏中输入以下信息:
创建好的计算域如图4-14所示。
图4-14 创建好的计算域
4.创建流体域Body项
1)单击工具栏中的[Geometry]>[Create Body](即项),选择视图区中的图标,如图4-15所示。
图4-15 创建Body项
2)选择图4-15中的点1和点2,单击鼠标中键确认操作。新生成的Body点如图4-16所示。
图4-16 新生成的Body点
5.创建Part项
1)勾选[Model]>[Geometry]>[Points]项,取消选择[Model]>[Geometry]下的其余项和[Model]>[Parts]>[Body]项。视图区中仅显示出所有点,如图4-17所示。
图4-17 显示所有点
2)右键单击[Model]>[Parts],选择“Create Part”项。修改属性栏中的Part名为“Points”。单击属性栏中的项,视图区出现“Select geometry”工具栏,如图4-18所示。
(www.xing528.com)
图4-18 选中所有点
3)单击“Select geometry”工具栏中的“”按钮(选择所有可见几何体),或单击键盘中的“A”键,选择视图区中不同颜色的所有点。单击鼠标中键确认操作,视图区中的所有点显示为一种颜色,同时出现[Model]>[Parts]>[POINT]项,如图4-19所示。单击鼠标中键,生成名为“POINT”的Part项。
图4-19 生成“POINT”项
4)勾选[Model]>[Geometry]>[Curves]项,取消选择[Model]>[Geometry]下的其余项,视图区中仅显示出所有曲线。
5)修改属性栏中的Part名为“Curve”。单击属性栏中的项,视图区出现“Select geometry”工具栏。同样,单击“Select geometry”工具栏中的“”按钮,或单击键盘中的“A”键,选择视图区中不同颜色的所有曲线。单击鼠标中键确认操作,视图区中的所有曲线显示为一种颜色,同时出现[Model]>[Parts]>[CURVE]项,如图4-20所示。
图4-20 显示所有曲线
6)勾选[Model]>[Geometry]>[Surfaces]项,取消选择[Model]>[Geometry]下的其余项,视图区中仅显示出所有曲面。
7)修改属性栏中的Part名为“Surface”。单击属性栏中的项,视图区出现“Select geometry”工具栏。同样,单击“Select geometry”工具栏中的“”按钮,或单击键盘中的“A”键,全部选择视图区中不同颜色的所有曲线。单击鼠标中键确认操作,视图区中的所有曲线显示为一种颜色,同时出现[Model]>[Parts]>[SURFACE]项(绿色字体),如图4-21所示。注意,视图区中的所有面也均为绿色,这是ICEM软件的方便之处。
6.设置计算域边界
1)保持选择[Model]>[Geometry]>[Surfaces]项。右键单击[Model]>[Parts],选择“Create Part”项。修改属性栏中的Part名为“INLET”,选择如图4-22所示的面作为进口面,单击鼠标中键确认操作,同时出现[Model]>[Parts]>[INLET]项。
注意:一般选中的面均表示为黑色。
图4-21 生成“SURFACE”项
图4-22 选择进口面
2)修改属性栏中的Part名为“OUTLET”,选择如图4-23所示的面作为出口面,单击鼠标中键确认操作,同时出现[Model]>[Parts]>[OUTLET]项。
图4-23 选择出口面
3)修改属性栏中的Part名为“GYM”,选择如图4-24所示的面作为虚拟的计算域表面,单击鼠标中键确认操作,同时出现[Model]>[Parts]>[GYM]项。
图4-24 选择计算域表面
4)修改属性栏中的Part名为“GROUND”,选择如图4-25所示的面作为计算域的地面,单击鼠标中键确认操作,同时出现[Model]>[Parts]>[GROUND]项。
图4-25 选择地面
5)仅选择[Model]>[Parts]>[SURFACE]项。修改属性栏中的Part名为“TRAIN”,单击属性栏中的项,视图区出现“Select geometry”工具栏。同样,单击“Select geometry”工具栏中的“”按钮,或单击键盘中的“A”键,选择图4-26中的所有面作为车体表面,单击鼠标中键确认操作,同时[Model]>[Parts]>[SURFACE]项更名为[Model]>[Parts]>[TRAIN]项。
图4-26 选择车体表面
7.网格划分
1)单击工具栏按钮[Mesh]>[Global Mesh Setup](),选择属性栏中的[Global Mesh Parameters]按钮()。如图4-27所示,保持“Global Element Scale Factor”项的值为1.0,在“Global Element Seed Size”项中输入“2000.0”(软件默认网格尺寸按mm计),单击“OK”按钮确认操作。
图4-27 输入网格总体尺寸
2)输入各边界表面的最大尺寸。如图4-28所示,单击工具栏[Mesh]>[Part Mesh Setup]()项,在弹出的“Part Mesh Setup”对话框的“max size”一栏中输入各part的最大尺寸,“TRAIN”项要求车体表面网格最大为“100”,在“GROUND”、“GYM”、“INLET”、“OUTLET”项均输入“2000”。
图4-28 输入各边界表面的最大尺寸
3)进行网格划分。如图4-29所示,单击工具栏按钮[Mesh]>[Compute Mesh](),在属性栏中采用默认的“Tetra/Mixed”网格划分方式,单击“Compute”按钮开始划分网格。右下角的进度条显示网格划分进度。
图4-29 划分网格
4)网格划分完毕后,软件右下角的代码输出区显示网格量为990197,如图4-30所示。划分完网格后应检查网格质量,确认无问题后方可输出网格。当没有网格错误与缺陷时,可以进行光顺化处理,以优化网格质量。一般要求体网格质量在0.2~0.3以上,此处不再详述。
8.输出网格
图4-30 网格量
1)选择网格输出格式。单击工具栏按钮[Output]>[Solver Setup](),在属性栏中选择“Output Solver”项为“Fluent_V6”,选择“Common Structural Solver”项为“ANSYS”,如图4-31所示。单击“OK”按钮确认操作。
2)单击工具栏按钮[Output]>[Solver Setup](),弹出如图4-32所示的对话框,单击“Yes”按钮确认保存。
3)选择对应的“train.uns”文件,如图4-33所示。
4)在“Fluent V6”对话框中输入文件名“train”,如图4-34所示。这里的Scaling选项指的是网格尺寸的缩放。
5)单击“Done”按钮确认保存。查看保存路径,可以找到网格文件“train.msh”。
图4-31 选择网格输出格式
图4-32 保存文件
图4-33 选择对应的“train.uns”文件
图4-34 输入文件名
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