3.3 ICEM CFD功能及界面

3.3.1 特点及功能

作为一款前处理软件，ICEM CFD不仅具备常规前处理软件的基本功能，而且还具有一些独特的优势，其主要特点表现在以下方面。

（1）具有良好的操作界面。ICEM CFD界面符合Windows操作习惯。

（2）提供丰富的几何接口。其不仅支持常见的中间格式模型（如igs、STEP、ParaSolid等），还支持一些通用CAD软件（如CATIA、UG、Creo（Pro/E）、Solidworks等）的直接模型输入，同时还支持点数据输入。

（3）具有完善的几何操作功能。提供了一系列工具可以对输入的几何进行简化、错误检查及修复，同时还具备几何模型创建功能。

（4）网格装配。ICEM CFD可以将复杂模型进行分解单独实施网格划分，之后将独立划分的计算网格组装成整体网格。

（5）混合网格。ICEM CFD允许网格中包含六面体网格、四面体网格、金字塔网格及棱柱网格。

（6）独特的虚拟块六面体网格生成功能。能够很方便地实现O型网格、C型网格及L型网格的划分，可以显著地提高曲率较大位置的网格质量。

（7）灵活的拓扑构建方式。既可以采用自顶向下构建方式，也可以采用自底向上的拓扑构建方式。

（8）具有多种网格质量标定功能。能快速标定及显示低于质量标准的网格，并提供了整体网格光顺、坏网格自动重划分、可视化修改网格质量等功能。

（9）拥有超过100种求解器接口。包括Fluent、CFX、CFD++、CFL3D、STAR-CD、STRA-CCM＋、Nastran、Abaqus、Ls-dyna等。

3.3.2 基本界面

ICEM CFD软件界面包括菜单栏、工具栏、标签栏、选择工具栏、数据设置窗口、图形显示窗口、消息窗口、模型树、柱状图窗口等，下面将依次介绍各个部分的作用。如图3-75所示为ICEM CFD操作界面。

1．菜单栏（图3-76）

菜单栏主要是一些模型的宏观操作，比如打开文件、设定工作目录、控制模型的显示角度、设定显示精度和显示背景、查看几何信息和网格信息等。下面简要介绍几个常见的操作。

（1）设定工作目录。设定工作目录是每次使用ICEM CFD的第一个操作，方便文件的保存和读取。操作方法为选择File→Change Working Dir命令，选择工作目录。

（2）导入几何模型。在ICEM CFD中导入几何模型有多种方式：导入ICEM CFD本身支持的tin文件；导入其他软件所创建的几何文件；导入Workbench所支持的几何文件。

导入tin文件：操作方法为选择File→Geometry→Open Geometry命令（注：只有tin文件才能采用这种方式打开）。

打开外部CAD软件文件：操作方法为选择File→Import Geometry命令（注：对于导入Creo（Pro/E）、Solidworks、UG文件可能会存在版本匹配问题，需要做好ICEM CFD与这些软件的连接关系配置，通常可以使用中间文件格式igs、STEP、Parasolid等进行导入）。

（3）查看网格信息。操作方法为选择Info→Mesh Info命令，查看网格的单元数和节点数；选择Info→Mesh Report命令，生成网格报告，包含网格数目、质量等信息。

（4）使用小工具。操作方法为选择Info→Toolbox，可以使用计算器、记事本、单位换算等小工具。

（5）设定主窗口背景颜色。操作方法为选择Settings→Background Style命令。

（6）获取帮助。选择菜单栏中的Help命令即可。在数据输入窗口中，单击问号的图标也可以迅速地获取与之相关的帮助。

2．工具栏（图3-77）

（1）为打开工程文件，为保存工程文件。

（2）通过及其下拉菜单可以打开、关闭和保存几何文件，和同理，可以打开、关闭和保存网格文件和块文件。

（3）为放大按钮。

（4）为测量工具，其下拉菜单中有（测量两点间的距离）、（测量角度）和（测量某点的具体坐标）。

（5）控制块的显示，其中为不显示内部边，为显示内部边。

（6）控制面的显示。

3．标签栏

ICEM CFD绝大多数操作是通过标签栏中的工具按钮完成，这里主要介绍与网格生成有关系的几何标签栏（Geometry）、网格标签栏（Mesh）、块标签栏（Blocking）、网格编辑标签栏（Edit Mesh）和输出标签栏（Output），如图3-78所示。

图3-79为Geometry标签栏工具按钮。其功能自左向右为创建点、创建线、创建面、创建体、创建网格面、几何修补、几何变换、恢复主导对象、删除点、删除线、删除面、删除体、删除任意对象。

图3-80为Mesh标签栏工具按钮。其功能分别为全局网格参数设置、部件网格尺寸设置、面网格尺寸设置、线网格尺寸设置、密度盒设置、连接器创建、线单元生成、网格生成。该标签栏主要用于非结构网格生成。

图3-81为Blocking标签栏下功能按钮。包括创建块、块切分、顶点合并、编辑块、关联、顶点移动、块变换、边编辑、预览网格参数、预览网格质量显示、预览光顺、块检测、删除块等。该标签栏功能按钮主要用于分开六面体网格划分。

图3-82为Edit Mesh标签栏下功能按钮。此标签栏功能按钮只有在生成了网格之后才会被激活。对于非结构网格来说，Compute Mesh之后即可激活此标签栏下功能按钮；而对于分块六面体网格，则必须通过File→Mesh→Load From Blocking命令，生成网格之后才能激活。

图3-83为Output标签栏下按钮。该功能按钮可以输出指定求解器所需求的网格文件。

3.3.3 ICEM CFD的文件组成

ICEM CFD主要包括以下几种文件类型，文件扩展名分别为tin、prj、uns、blk、fbc、atr、par、jrf、rpl，这些文件类型所包括的文件内容如表3-2所示。

各种类型的文件分别存储不同的信息，可以单独读入或者导出ICEM，以此提高使用过程中文件的输入输出速度。

3.3.4 ICEM CFD中鼠标的使用

ICEM CFD提供了很多操作键，常见的鼠标操作键如表3-3所示。

同时，ICEM CFD中存在选择模式与视图模式。选择模式可以选择几何对象，视图模式无法选择对象，但可以进行图形视图查看。当鼠标为十字时表示处于选择模式，当鼠标为箭头时表示处于视图模式。在处理复杂模型过程中，经常需要进行两种模式转换，用户可以使用选择窗口中功能按钮或F9键实现两种模式切换。

3.3.5 ICEM CFD网格生成流程

（1）设定工作目录，打开或创建新的工程。

（2）导入几何模型，修改并简化，定义Part名称。

（3）对于非结构化网格需要定义网格尺寸，设定网格的类型和生成方法及其他参数，计算生成网格；对于结构化网格，创建并划分Block，建立映射关系，设定节点参数，生成网格。

（4）检查并编辑网格。

（5）输出网格。