ANSYS ICEM CFD非结构壳/面网格生成实例——周期性流动和传热（以一个简单的例子为例）

壳/面网格生成流程

1、定义壳/面网格全局参数，包括网格类型、网格生成方法及相关选项；
2、分别定义各个Part的网格尺寸；
3、定义曲面的网格尺寸；
4、定义线的网格尺寸；
5、生成线网格，通常此步可以省略；
6、生成壳/面网格。

步骤如下：

1、设定工作目录

File→Change Working Dir，选择文件工作路径

2、创建Point

创建P_A
单击Geometry标签栏的Create Point按钮。在Create Point面板单击XYZ（Explict Coordinates），在Method下拉列表框中选择Creat 1 point，并在数据栏定义X=-2，Y=0.5，Z=0，其余采用默认设置，单击Apply按钮生成P_A。

创建其余各点
采用上一步的方法，生成其余点。
P_B：X=-1，Y=0.5，Z=0
P_C：X=2，Y=0.5，Z=0
P_D：X=-2，Y=-0.5，Z=0
P_E：X=1，Y=-0.5，Z=0
P_F：X=2，Y=-0.5，Z=0

3、创建Curve

创建圆
单击Geometry标签栏的Create/Modify Curve，在Create/Modify Curve面板单击Optional Radius。勾选Radius并输入半径值0.5；定义圆弧的起始角度（Start angle）和终止角度（End angle）分别为0°和360°，即整个圆弧。

单击Points文本框后的箭头，在主窗口选择圆心P_B，然后在P_B附近单击任意两点生成圆。如下图所示。

采用上面的方法，完成另一个圆的创建工作，如下图所示。

4、创建Surface

创建Surface
单击Geometry标签栏的Create/Modify Surface，在Create/Modify Surface面板单击Simple Surface，在Method下拉列表框中选择From 4 Points。

单击Location文本框后的箭头，在主窗口中依次选择P_A、P_C、P_F、P_D，单击鼠标中键确定，生成结果如下图所示。

点击Model→Geometry→Surface→单击鼠标右键，选择Solid→再次单击鼠标右键，选择transparent.

分割Surface
单击Geometry标签栏的Create/Modify Surface，在Create/Modify Surface面板单击Segment/Trim Surface，在Method下拉列表框中选择By Curve。

单击Surface文本框后箭头，在主窗口选择两个圆，单击鼠标中键确定。

注意：通过已存在线分割面。

删除Surface
单击Geometry标签栏的Delete Surface，单击Surface文本框后的箭头，在主窗口选择待删除Surface，单击鼠标中键确定。

5、定义边界

在生成和分割Surface的过程中会自动生成点和线，导致点线元素冗余。解决该问题的方法是首先删除所有的点、线元素，然后通过面的特征自动生成边线和角点。
删除点
单击Geometry标签栏“Delete Point”，然后单击Point文本框后“Select Point”，在Select geometry选择工具栏中单击“Select all appropriate objects”删除所有的点。

删除线
单击Geometry标签栏“Delete Curve”，然后单击Curve文本框后“Select Curve”，在Select geometry选择工具栏中单击“Select all appropriate objects”删除所有的线。

建立拓扑
单击Geometry标签栏“Repair Geometry”，在Repair Geometry面板单击“Build Diagnostic Topology”，其余采用默认设置，单击Apply按钮，结果如下图所示。

注意：几何模型建立拓扑结构时会根据面自动生成线和点。删除所有点和线元素后，有效避免了点线元素冗余的问题。

定义入口Part（IN）

右击模型树Model→Parts，选择Create Part；在弹出的Create Part面板中定义Part栏入口名称为IN，单击“Create Part by Selection”添加几何元素至Part内，单击Entities文本框后“Select Entities”，选择主窗口中左侧Curve，单击鼠标中键确定，如下图所示。

定义其余Part
采用上面的方法，参考下图定义其余Part。

注意：Part名与FLUENT中的边界名对应，因此在生成网格过程中定义Part名应简洁便于记忆，Part中的元素一致以便于FLUENT中边界条件定义。
创建FLUID时选择前面所创建的Surface（就是线条围起来的区域），代表流体计算域。
保存几何模型
通过上述操作完成了几何模型处理工作，选择File→Geometry→Save Geometry As，将几何模型保存为Periodic.tin，下面将开展网格生成工作。

定义网格参数

定义网络全局参数，即网络生成方法和网格尺寸等参数。
定义网格全局尺寸
单击Mesh标签栏“Global Mesh Setup”，在Global Mesh Setup面板单击“Global Mesh Size”，定义Scale factor=1，勾选Display；定义Max element=0.04，勾选Display。其他选项保持默认，单击Apply按钮确定，如下图所示。

注意：Scale factor是一个控制全局网格尺寸的系数。该系数必须是正值。Max element的值与Scale Factor值相乘所得结果，即为全局允许存在的最大网格尺寸。例如定义Max element size为3，定义Scale factor为2.5，则允许的最大网格尺寸为3×2.5=7.5。最大网格尺寸应小于待划分网格区域特征尺寸。勾选Display后，可以旋转几何模型中观察Scale factor和Max element的大小，并将其调整为合理值。
定义壳网格全局参数
单击Mesh标签栏“Global Mesh Setup”，在Global Mesh Setup面板单击Shell Meshing Parameters。定义壳网格类型（Mesh Type）为Quad Dominant，定义壳网格生成方法（Mesh Method）为Path Dependent，单击Apply按钮确定，如下图所示。

注意：对于壳/面网格，只有Patch Dependent方法才能生成边界层网格。
定义Part网格尺寸，指定边界层网格参数
单击Mesh标签栏“Part Mesh Setup”，在弹出的Part Mesh Setup窗口中定义网格尺寸。定义FLUID的最大网格尺寸max size=0.04；勾选TH栏的Prism，即在该Part处生成边界层网络，定义height=0.005、height ratio=1.2,、num layer=10，并勾选Apply inflation parameters to curves，单击Apply按钮确定。

注意：在不同的Part上定义不同的网格尺寸。对计算结果影响较大的区域定义较小的网格尺寸，对计算结果影响较小的区域可以定义较大的网格尺寸。这样既可以保证计算精度，同时又减小网格规格，提高数值计算效率。勾选Apply inflation parameters to curves，即允许ICEM生成二维边界层网格。
定义SYM_UP短边节点分布
单击Mesh标签栏“Curve Mesh Setup”，弹出Curve Mesh Setup面板，在Method下拉列表框中选择General，单击Select Curve文本框后的箭头（select curves），在主窗口选择SYM_UP的短边，在Number of node文本框中定义节点数为17；在Bunching law下拉列表框中选择节点加密方式为BiGeometric，定义Spacing 1=0.005，Ratio 1=1.2，勾选Curve direction，主窗口中会显示加密方向，单击Apply按钮确定。

如果方向反了，点击Curve direction下方的Reverse direction。再点击Apply。

定义SYM_UP长边节点分布
单击Mesh标签栏“Curve Mesh Setup”，弹出Curve Mesh Setup面板，在Method下拉列表框中选择General，单击Select Curve文本框后的箭头（select curves），在主窗口选择SYM_UP的长边，在Maximum size允许最大线网格单元尺寸为0.05；在Bunching law下拉列表框中选择节点加密方式为BiGeometric，定义Spacing 1=0.005，Ratio 1=1.2，勾选Curve direction，主窗口中会显示加密方向，单击Apply按钮确定。

定义SYM_DOWN节点分布
采用与SYM_UP同样的操作定义SYM_DOWN的长边和短边。

注意：在定义节点分布时，应注意加密方向与SYM_UP协调。
若加密方向与SYM_UP不协调，需调换加密方向。可通过单击Advanced Bunching下栏的“Reverse direction”更改加密方向；也可通过定义Spring 1=0、Ratio 1=0、Spacing 2=0.005、Ratio 2=1.2实现。
查看节点分布
Model→Geometry→Curves，右键单击Curves选择Curve Node Spacing。

我们可以发现，前面加密方向的箭头是由密集到稀疏。

导出网格

生成网络
单击Mesh标签栏“Compute Mesh”，在Compute Mesh面板中单击Surface Mesh Only，其余参数保持默认，单击Compute，生成网络。结果如下图所示。

注意：边界加密对网格的影响。若不在前几步中指定边界加密，则在边界处的网格节点均匀分布，比如短边，长边这些经过处理的地方是不均匀分布，而环形的地方未处理，所以是均匀分布。如下图所示。

检查网格质量
单击Edit Mesh标签栏“Display Mesh Quality”，在Mesh type to check栏选中TRI_3和QUAD_4，即检查三角形和四边形网格单元；在Element to check栏选中All，即检查所有的网格单元；在Criterion下拉列表框中选择Quality作为质量好坏的评判标准，单击Apply按钮确定。如下图所示，网格质量在消息窗口以文字形式显示，在柱状图区以图表形式显示，网格质量均在0.35以上。

注意：在网格质量柱状图中，横轴表示网格质量，ICEM中正常网格质量在0~1，值越大表明网格质量越好，值越小表明网格质量越差，不允许质量为负值的网格存在。纵轴为相应网格质量区间内对应的网格单元数。
保存网格
选择File→Mesh→Save Mesh As，保存当前的网格文件为Periodic.uns。

导出网格

选择求解器
单击Output Mesh标签栏“Select Solver”，选择求解器。在Output Solve下拉列表框中选择ANSYS Fluent，单击Apply按钮确定。如下图所示。

注意：ICEM中还可以定义计算边界条件类型，单击Output Mesh标签栏“Boundary Conditions”即可进行。但是该操作仅能定义边界条件的类型，而不能定义具体的数值，如速度入口的速度值和方向等，因此建议在求解器中定义边界条件。
输出网格
单击Output Mesh标签栏“Write Input”，保存FBC和ATR文件为默认名；在弹出对话框中单击No，不保存当前项目文件；

在随后弹出的窗口中选择之前保存的Periodic.uns。随后弹出如下图所示的对话框，在Grid dimension栏选中2D，即输出二维网格；可以在Output file文本框内修改输出的路径和文件名，将文件名改为Periodic，单击Done按钮，导出网格。此时可在Output file栏所示的路径下找到Periodic.msh，至此完成网格前处理工作。