叶片泵设计数值网格划分工具

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：常用的网格划分工具有ICEM CFD、GridPro、Gridgen等。6）ICEM CFD系统还提供丰富的网格检查工具，便于用户对网格质量进行检查和修改。Gridgen曾是美国工程师和科学家采用的主流网格划分工具。

对于复杂结构的网格生成，现在已经演变成为一个专业的技术领域，涉及领域包括计算机图形学、几何拓扑理论、并行计算等。常用的网格划分工具有ICEM CFD、GridPro、Gridgen等。下面对几种主要的软件进行简要介绍。

1.ICEM CFD软件

ICEM CFD提供丰富的CAD模型修复功能，可实现自动中面抽取、独特的网格“雕塑”技术、网格编辑技术、丰富的网格输出格式，以及广泛的求解器支持能力。ICEM CFD的主要技术优势有如下几点：

1）ICEM CFD已集成于ANSYS Workbench平台，享有Workbench平台的技术优势。

2）ICEM CFD支持与Unigraphics、Pro/ENGINEER、CATIA、I-DEAS、SolidWorks等主流建模软件的对接。

3）ICEM CFD能够快速生成以六面体为主的网格。ICEM CFD采用了由顶至下的“雕塑”方式，可以生成多重拓扑块的结构和非结构化网格。整个过程半自动化，使用户能在短时间内熟练掌握网格划分核心技术。

4）采用了O-Grid等技术，用户可以方便地在ICEM CFD中对非规则几何形状划出高质量的“O”形、“C”形、“L”形六面体网格。

5）ICEM CFD也提供了快速四面体网格划分的能力。对于结构复杂的几何模型进行快速高效的网格划分，用户只需要设定网格参数，系统就可以自动快速地生成四面体网格。

6）ICEM CFD系统还提供丰富的网格检查工具，便于用户对网格质量进行检查和修改。

7）ICEM CFD提供了边界Prism网格，对边界层进行局部网格细化，或是在不同形状网格（六面体和四面体）之间交接处进行过渡，保证了边界层及交接部较好的计算网格条件。

2.GridPro软件

GridPro是美国PDC公司专为NASA开发的网格生成工具，主要服务于航天、航空、汽车、医药、化工等领域。GridPro的主要优点有如下几点：

1）GridPro集成了自动模板功能，当用户完成几何构型修改后，只需轻松点击几下鼠标就可以创建一个新的网格，网格重用性非常好。

2）GridPro能够非常方便地实现局部和边界层的网格加密，实现只在用户指定分区加密，并自动协调周边分区的网格密度，这样既保证了局部的网格精度，又不影响其他区域网格的数量和计算速度。

3）GridPro对每一个网格能够进行充分的优化，使每一个元素都是平滑和正交的，从而提高网格的精确度和正交性。

4）GridPro提供了全方位的检查和评估，从而保证了高质量的细部网格。

5）GridPro提供了集成输入工具CADﬁx，使得用户可以方便地导入和修复所有主流CAD建模数据，同时还为UG、CATIA、ProE、SolidWorks等CAD系统提供了丰富的输入接口。

3.Gridgen软件

Gridgen是最初由通用动力公司在研制F16战机的过程中于20世纪80年代开发的网格工具，主要服务于美国军方。随后，Gridgen的设计人员在1994年成立了Pointwise公司并推出其商业网格软件。

Gridgen曾是美国工程师和科学家采用的主流网格划分工具。该软件采用的是传统的思路，即由线到面、由面到体的装配方式生成网格。另外Gridgen还支持转动、平移、缩放、复制、投影等多种几何技术。许多现代网格生成技术都能在Gridgen中找到。Gridgen可以生成多块结构网格、非结构网格和混合网格，可以引进CAD的输出文件作为网格生成基础。该软件不需要人工清理模型，还能够分析存在瑕疵的CAD模型。Gridgen生成的网格可以支持十几种常用商业的CFD软件格式。由于Gridgen是在工程应用中发展而来的，实用性强是其主要优点。

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