اموزش ICEM CFD – کاملترین دوره آموزش icem و شبکه بندی در انسیس

ICEM CFD یکی از بروز ترین و بهترین نرم افزارهای مش زنی در انسیس و حوزه دینامیک سیالات می باشد. گروه آموزشی ما برای اولین بار دوره کامل آموزش ICEM CFD این نرم افزار توانمند شبکه بندی در انسیس را برای دانشجویان مهندسی مکانیک و شیمی و عمران برگزار می کند. این نرم افزار با استفاده از ابزارهای وسیع خود برای شبکه بندی توانسته تمامی نیازهای کاربران سی اف دی را در زمینه مش زنی در انسیس برطرف کند. ICEMCFD توانایی ایجاد شبکه بندی در فضای دو بعدی و سه بعدی دارد. لازم به ذکر است که  دوره اموزش icem cfd  مهندس خالقی با بیش از 16 ساعت ویدئوی آموزشی، کامل ترین دوره آموزش icem  در سطح کشور می باشد. علاوه بر این به مرور آپدیت می شود و فایل های جدید در اختیار شما قرار خواهد گرفت.

سرفصل های دوره اموزش ICEM CFD :

سرفصل های دوره اموزش icem به صورت کامل و درس به درس در انتهای صفحه توضیح داده شده است اما به صورت کلی به آنها اشاره می کنیم. با دیدن ویدئو زیر می توانید اطلاعات جامعی پیرامون مباحث دوره اموزش icem cfd کسب کنید. همچنین یک ویدئو رایگان جدا از مباحث دوره برای کمک به دانشجویان به کوشش مهندس خالقی تهیه شده است که بعد از سرفصل ها در صورت نیاز می توانید دانلود کنید:

مباحث مطرح شده در جامع ترین دوره بلاک بندی و مش زنی انسیس

 

✅ بخش اول

• نحوه وارد کردن هندسه ، بررسی زیر شاخهای ، نحوه ایجاد شرایط مرزی ، اسوشیت کردن
• شکستن بلاک
• نحوه استفاده از Spacing ها برای جلوگیری از پرش نود در دامنه
• نحوه ایجاد تنطیم کردن شرایط مرزی برای نرم افزارهای تحلیل کننده
• بررسی حلگرهای نرم افزار ICEM CFD
• خروجی گرفتن مش برای نرم افزار فلوئنت

✅ بخش دوم تا ششم

• معرفی و بررسی روش Half O-grid.
• ایجاد بلاکهای مختص لایه مرزی.
• نحوه بلاک بندی ایرفویل
• شبکه بندی با استفاده از چرخاندن بلاک.
• بررسی بلاک بندی با انتقال بلاک.
• بررسی قسمت ایجاد نقطه در نرم افزار ICEMCFD
• تبدیل شبکه سازمان یافته به مثلثی.

✅ بخش ششم ، هفتم و هشتم

• نحوه ایجاد بلاک سه بعدی.
• تبدیل بلاک دو بعدی به سه بعدی در icemcfd.
• ایجاد مش لایه مرزی برای مدل های سه بعدی.
•  چندین مثال برای بلاک بندی سه بعدی در icem cfd.
• بررسی روش های اکسترود بلاک در سه بعد.

✅ بخش نهم ؛ دهم و  یازده ام

حل پروژه های متنوع بلاک بندی هندسه های سه بعدی در icem برای تلسط کامل دانشجویان

✅ بخش دوازده تا پانزده

• مش بی سازمان هندسه های دو بعدی در icem cfd و بررسی مفاهیم
• نحوه افزایش کیفیت شبکه
• استفاده از چگالی مش
• مش بی سازمان سه بعدی در icem

✅ آپدیت اول :
جلسه شانزدهم با موضوع بلاک بندی سازمان یافته لوله T شکل  منتشر شد.

 ✅ این دوره کاملترین دوره آموزش icem cfd و آموزش شبکه بندی و مش زنی در انسیس در سطح کشور بوده و  مطالب تدریس شده شامل بلاک بندی ( مش سازمان یافته ) دو بعدی ، بلاک بندی سه بعدی ، مش بی سازمان دو بعدی و مش بی سازمان در سه بعد می باشد . که به صورت کامل نیاز دانشجویان در زمینه شبکه بندی را پوشش داده است.

توضیحات دوره آموزش ICEM  :

 ✅ توجه : با عنایت به پایان دوره آموزش ICEM CFD ، دانشجویان می توانند با خرید دوره آموزش icem در انسیس فلوئنت ، لینک های دانلود را به صورت کامل و یکجا دریافت کنند.

نحوه شرکت در دوره آموزش ICEM CFD به دو صورت است: اگر در زمان برگزاری دوره که معمولا هر 6 ماه یکبار می باشد اقدام کنید ، فیلم های ضبط شده در اختیار دوستان قرار میگیرد و دانشجویان عزیز می توانند این فایل ها را در زمان دلخواه دانلود و همیشه از آن ها استفاده کنند. در طول برگزاری دوره که پنج هفته می باشد با عضویت در گروه تلگرامی مخصوص دوره آموزش icem علاوه بر دریافت لینک فایل های دانلودی، سوالات عزیزان توسط استاد کلاس پاسخ داده می شود.
به علت تخصصی بودن مطالب ، هر هفته سه جلسه آموزشی برگزار ( 3 ویدئو آموزشی به شما تحویل  داده می شود ) و  فایل ها و پروژه های تمرینی به عنوان تکلیف در اختیار دانشجویان قرار می گیرد تا با مشاهده ویدئو و انجام تمارین به تسلط کافی در نرم افزار icem برسند. روش ما برای دوره اموزش ICEM CFD کاملا پروژه محور و با حل مثال های متنوع می باشد. در نتیجه اطلاعات به صورت کامل و کاربردی منتقل می شود.
اگر پس از پایان دوره نیز اقدام به خرید کنید، تمامی فایل های آموزشی به صورت یکجا قابل دانلود می باشد و می توانید آن ها را دریافت کنید.

 

دانلود آموزش رایگان ICEM CFD به کوشش مهندس خالقی

 

توضیحات تکمیلی درباره آموزش شبکه بندی در  icem cfd :

از جمله مزیت های این نرم افزار می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1.  توانایی اصلاح هندسه
2.  پشتیبانی از انواع فرمت هندسه
3.  ایجاد مش بی سازمان
4.  ایجاد مش سازمان یافته
5.  تونایی بالا در ایجاد مش لایه مرزی
6.  خروجی برای انواع نرم افزارهای تحلیلی
7.  بهبود شبکه با الگوریتم های موجود.

برای ایجاد مش سازمان یافته به مهارت بالایی نیاز داریم و اغلب هزینه زمانی به مراتب بالاتری نسبت به استفاده از مش بی سازمان برای کاربر دارد. هرچند این گونه شبکه ، کیفیت مش بسیار بهتری ایجاد می کند. نرم افزار ICEM CFD را می توان یکی از قوی ترین نرم افزارهای شبکه بندی سازمان یافته دانست .در این نرم افزار با استفاده از تکنیک بلاکینگ Blocking کاربر توانایی ایجاد مش سازمان یافته را دارد.

این نرم افزار  در کنار مزیت های زیادی که برای کاربر فراهم کرده است توانسته با بهرگیری از الگوریتم Surface Base مشکل بزرگی که کاربران برای تولید حجم برای مدل های تحلیلی خود داشته اند را برطرف کرده و دیگر کاربران نیاز به مشخص کردن حجم مدل در این نرم افزار ندارند. البته این نکته نیاز به توضیح ندارد که برای افزایش مهارت شبکه بندی در انسیس با این ماژول نیاز به تمرین فراوان می باشد به همین علت ما در دوره آموزش ICEM CFD  به صورت پروژه محور به ارائه مطالب پرداخته ایم تا دانشجویان عزیز بتوانند تسلط کافی را بدست بیاورند.

این نرم افزار در مقایسه با نرم افزار های متداول تولید شبکه مانند گمبیت ، قابلیت های بیشتر و مناسب تری جهت تولید شبکه بر روی هندسه های مختلف از جمله  هندسه های پیچیده داراست . توانایی ایجاد تغییر و بهبود مش ، همراه با تنظیمات پیشرفته و ارتباط با انواع مختلف دینامیک سیالات محاسباتی و تحلیل اجزاء محدود از جمله مزایای مش زدن در icem است.

این نرم افزار شبکه بندی سازه ها یا هندسه های پیچیده را تا جای ممکن به نحوی انجام می دهد که نیازی به ترمیم مش وجود نداشته باشد. لبه ها ، شکاف ها ، سوراخ ها و فاصله بین دو قطعه یا هم پوشانی آن ها شناسایی شده و مشکلی در شبکه بندی ایجاد نمی کند.

آموزش icem : شبکه بندی و انواع آن

همان طور که  می دانید برای انجام مدل سازی عددی ابتدا باید دامنه حل را به تعدادی حجم های محدود گسسته نمود. بدین منظور ابتدا باید شبکه روی هندسه ایجاد گردد. در واقع کیفیت شبکه ایجاد شده روی جواب نهایی تاثیر زیادی می گذارد، کاربر باید دید قابل قبولی نسبت به مسائل دینامیک سیالات داشته باشد ، تا بتواند با توجه به گرادیان پارامتر های مختلف ، تراکم شبکه در مناطق مختلف را تنظیم نماید.

به طور کلی دو نوع المان مربّعی و مثلّثی برای مسائل دو بعدی و چهار نوع المان مکعبی ، هرمی ، منشوری و گوه ای برای مسائل سه بعدی  وجود دارد. شکل زیر انواع المان های موجود را نشان می دهد.

می توانیم از المان های مربّعی ، مثلثی یا ترکیبی از این دو استفاده کنیم. تعداد المان در یک مسئله محدود به قدرت سخت افزاری و زمان مورد نیاز هست. برای جریان هایی که جهت جریان مطابق با جهت گسترش هندسه باشد، المان مربعی و مکعبی در مقایسه با المان های مثلثی می تواند جواب بهتری را نتیجه دهد، زیرا این المان ها مقدار نفوذ کاذب کمتری را نشان می دهند، اما در مقابل کاربر برای ایجاد این نوع المان باید تلاش و زحمت بیشتری را صرف کند. برای هندسه های پیچیده ، مش های مربعی و مکعبی هیچ مزیتی از نظر عددی نسبت به شبکه های مثلثی از خود نشان نمی دهند. در مقابل با استفاده از مش های مثلثی و هرمی می توان در زمان صرفه جویی نمود و یک شبکه مناسب را بسیار سریع ایجاد کرد.

به منظور صرفه جویی در تعداد المان های شبکه و بدست آوردن یک جواب مناسب می توان از ترکیب شبکه بندی مثلثی / هرمی و گوه ای استفاده نمود. برای مثال بهتر است برای نواحی لایه مرزی از المان گوه ای (prism) استفاده نمود. در دوره آموزش icem  با انواع مش بندی ها و بلاک بندی ها و نحوه استفاده از مش لایه مرزی آشنا خواهید شد.

اموزش icem : کیفیت شبکه بندی

کیفیت مش ، نقشی اساسی در دقت و پایداری محاسبات عددی دارد. مواردی که در کیفیت مش تاثیر دارند، عبارتند از:  پخش نقاط گره ، همواری و کشیدگی سلول ها. بر اساس نوع مش انتخابی باید کیفیت مش بندی مورد بررسی قرار گیرد.

تراکم و پخش گره ها در مش بندی در برخی جریان ها ( لایه های برشی ، ناحیه جدایش ، موج ضربه ای ، لایه مرزی و ناحیه اختلاط ) باید به دقت بررسی گردد. در بسیاری از جریان ها در صورتی که از مش با وضوح پایین استفاده گردد ، جواب ها به کلی تغییر می یابد. به عنوان مثال ، پیش بینی جدایش ناشی از گرادیان فشار نامطلوب ، به لایه مرزی جریان وابستگی زیادی دارد.

کشیدگی ( Skewness ) سلول ها به صورت اختلاف بین شکل یک سلول و شکل متقارن معادل آن است. کشیدگی زیاد ، می تواند دقت و پایداری حل را تحت تاثیر قرار دهد. برای مثال در مش های چهار ضلعی زاویه نزدیک به ۹۰ درجه و در مش های سه ضلعی زاویه نزدیک به ۶۰ درجه مناسب است. به صورت یک قانون کلی ، کشیدگی باید در مش های سه ضلعی و چهار ضلعی کمتر از۰.۹۵ و به طور میانگین ۰.۳۳ باشد. بهترین حالت کشیدگی برای مش ، نزدیک عدد یک و بدترین حالت  نزدیک عدد صفر است.

نسبت طول به عرض (Aspect Ratio ) برای اندازه گیری کشیدگی سلول استفاده می گردد. در برخی جریان ها با ناهمسانگردی زیاد، کشیدگی می تواند مطلوب هم باشد ولی به طور کلی باید کشیدگی را کاهش داد. برای  Aspect Ratio عدد 5:1 پیشنهاد می گردد ولی در مش های لایه مرزی می تواند تا 10:1 نیز باشد.

در تولیدات شبکه برای شبیه سازی سیالاتی و دینامیکی ، نسبت طولی دو المان کنار هم نباید تغییرات شدید داشته باشد که معیار سنجش آن به همواری شبکه معروف است. در صورت تغییرات شدید همواری شبکه ، پرش در نتایج دیده می شود که از دقت حل کم می کند. برای سنجش این کیفیت می توان گزارشی از معیار تغییرات حجم گرفت. بر اساس نرم افزار CFX  ، مقدار مجاز تغییرات حجم دو المان چسبیده برای شبیه سازی سیالاتی ۱.۷ است. در دوره اموزش icem cfd به صورت کامل با انواع معیار های کیفیت شبکه و نحوه سنجش آن ها آشنا خواهید شد.

 انواع شبکه بندی در نرم افزار ICEM CFD

این نرم افزار بسته به نیاز شبکه بندی را به دو نحو بی سازمان (Unstructured mesh) و سازمان یافته (Structure mesh)  انجام می­دهد. کاربر در این نرم افزار شبکه بندی را به سه صورت زیر می تواند انجام دهد.

• شبکه سازمان یافته-Structure mesh
• شبکه بی سازمان-Unstructured mesh
• شبکه هیبرید-Hybrid mesh

شبکه بی سازمان در نرم افزار ICEM CFD

شبکه بی سازمان بر پایه تنظیمات کاربر در این نرم افزار به صورت مثلثی در دو بعد و به صورت هرمی در سه بعد صورت می­گیرد. این نوع شبکه با الگوریتم­ های شبکه بندی حجم و سطح محدود شده و با استفاده از الگوریتم های بهبود شبکه می­توان تا حد قابل قبولی کیفیت شبکه را برای یک تحلیل بهتر افزایش داد. که به تفصیل در دوره آموزش icem cfd  توضیح داده می شوند. مراحل صورت گرفته در شبکه بندی بی سازمان به صورت زیر می­باشد.

• Create/Import geometry
• Repair geometry ensuring a closed volume
• Determine global meshing parameter
• Specify part mesh setup
• Specify curves and surface mesh size
• Compute mesh

کاربرد این نوع شبکه  برای هندسه های پیچیده می باشد اما اغلب کاربران سی اف دی برای دور شدن از مشکلات شبکه سازمان یافته این نوع شبکه را برای تحلیل خود انتخاب می کنند.

شبکه سازمان یافته در نرم افزار ICEM CFD

شبکه سازمان یافته یا به اصطلاح دیگر شبکه منظم به منظور افزایش کیفیت شبکه و کاهش تعداد سلول های محاسباتی استفاده می شود. این نوع شبکه در مقایسه با شبکه بی سازمان هزینه زمانی بیشتری از کاربر گرفته و به درک بالایی از ابزارهای شبکه بندی در icem cfd نیاز دارد.
شبکه سازمان یافته به صورت مربع در دو بعد و مکعب مستیطیل در سه بعد می باشد. این نوع شبکه برای هندسه های پیچیده توصیه نمی­شود. مراحل شبکه بندی سازمان در  ICEM CFD یافته به صورت زیر می­باشد.

• Create/Import geometry.
• Initialize blocking.
• Generate block structure using the split, merge, Ogrid definition.
• Associate vertices, edges and faces to points, curves and surfaces.
• Check block structure quality to ensure the block model meets specified quality threshold.
• Determine edge meshing parameters.
• Generate mesh.
• Check the cell quality of the mesh once it’s generated.
• Write output files to desired solver

بخش اصلی دوره آموزش icem cfd مختص به توضیح شبکه بندی در انسیس ( سازمان یافته ) می باشد و می توانید با انواع هندسه های پیچیده و شبکه بندی آن ها در انسیس به طور کامل آشنا شوید.

بلاک­های تولید شده در ICEM CFD برای هندسه های متفاوت به سه دسته کلی زیر تقسیم بندی می­شود. با به کارگیری این سه دسته می­توان تمامی هندسه ها را بلاک بندی کرد.

• O-grid
• C-Grid
• H-Grid

لینک کردن ICEM CFD  با Ansys Meshing

یکی از ویژگی های جالب و منحصر به فرد نرم افزار ICEM CFD   لینک شدن آن با انسیس مشینگ می ­باشد. با استفاده از این ویژگی این قابلیت که برای شبکه بندی از هر دو نرم افزار استفاده شود برای کاربر فراهم می­ شود. به طور مثال شما میتوانید بخش خاصی از هندسه خود را با استفاده از بلاک بندی در نرم افزار شبکه بندی کنید و سپس این بلاک و شبکه را وارد نرم افزار انسیس مشینگ کنید.

توضیحات مختصری درباره محیط نرم افزار ICEM

با توجه به تعداد زیاد زیرمنوها و روش های ایجاد بلاک در این نرم افزار ، توضیح کامل این منوها در قالب یک مقاله امکان پذیر نیست اما ما به صورت خلاصه توضیحاتی پیرامون آنها را خدمت دوستان ارائه میدهیم. برای اشنایی کامل و تسلط می توانید در دوره اموزش icem ما شرکت یا از مقالات سایت استفاده کنید:

محیط گرافیکی ICEM CFD

اولین قدم در آموزش icem آشنایی با پنجره گرافیکی این نرم افزار است. که از قسمت های زیر تشکیل شده است:

منوی اصلی: قسمتی از پنجره ی گرافیکی که کلیه عملیات نرم افزار در آن قرار گرفته است.

آیکونهای  کاربردی: شامل آیکون هایی برای بزرگنمایی ، تنظیم صفحه نمایش ، اندازه گیری ، undo, Redo و  ذخیره ی فایل ها است.

درخت نمایش : این درختواره در سمت چپ محیط گرافیکی قرار دارد و وظیفه ی مدیریت  در نمایش چهار عملیات رایج در پروژه ها که شامل هندسه ، مش ، بلاک و تقسیمات هندسه را دارد.

زبانه های عملیاتی : در قسمت بالای محیط گرافیکی قرار دارد و بخش های آن شامل هندسه ، مش ، بلاک اصلاح مش ، خواص ،انتخاب حلگر و خروجی است که کل فرآیند پروژه را در بر میگیرد ، هر یک از این بخش وظیفه به خصوصی را دارند.

پنجره ی پیام ها : این پنجره مکان نوشتن فرآیند های داخلی نرم افزار ، ارتباط با رابط گرافیکی و هرگونه اطلاعات از قبیل اندازه ، مساحت سطح و غیره است. همچنین دستورات داخلی را میتوان درون پنجره پیامها تایپ نمود.

مراحل انجام یک پروژه در دوره آموزش ICEM CFD   و فایل های ذخیره سازی نرم افزار :

به طور کلی مراحل انجام یک پروژه در این ماژول مطابق نمودار زیر است . در دوره آموزش icem به صورت تدریجی این مراحل بررسی می شود :

این نرم افزار در هنگام ذخیره سازی  فایل های خود ، اجزای مختلف مدل را در فایل های مختلف ذخیره میکند، این فایل ها عبارتند از :

1. tin: اجزای مختلف هندسه و تنظیمات مربوط به اندازه ی المان روی هر جزء هندسی ، در این فایل ذخیره می شود.
2. Uns: مش بی سازمان تولید شده روی هندسه در این فایل ذخیره می شود.
3. Blk: فایل حاوی مش سازمان یافته.
4. Aft, Fbs : جنس شرایط مرزی و نوع المان روی هر صفحه در این دو فایل ذخیره می شود.
5. Par: حاوی اطلاعات حلگر جامداتی خود نرم افزار ICEM CFD است.
6. Prj: تنها کاری که در این فایل میکند ، باز کردن همزمان فایل های دیگر است. به عبارتی در این فایل هیچ گونه اطلاعاتی در مورد هندسه ، مش ، حلگر و غیره نیست.
7. Jfr: ذخیره سازی فایل ژورنال با این پسوند است.

تولید هندسه در نرم افزار ICEM CFD

روند تولید هندسه در این نرم افزار بدین صورت است که ابتدا نقاط را به وجود می آوریم ، با اتصال نقاط به هم خطوط و منحنی ها ایجاد می شود و با اتصال خطوط و منحنی ها به هم سطح به وجود می آید . ICEM CFD برخلاف نرم افزار منسوخ شده ی GAMBIT  که بر پایه حجم است، برپایه ی سطح طراحی شده است. یعنی فضای درون این سطوح بسته را به صورت هوشمند حجم در نظر می گیرد.

با اینکه برای تولید هندسه ، ابزار های خوبی در  بخش هندسه نرم افزار فراهم شده ، اما برای هندسه های پیچیده بهتر است برای کاهش زمان طراحی از یکی از نرم افزار های اختصاصی تولید هندسه مانند : Catia ,SolidWorks,Pro Engineer کمک گرفت ، یکی از قابلیت های خوب ICEM CFD  باز خوانی بی نقص فایل های هندسه از نرم افزار های تولید هندسه با فرمت رایج STL,STEP,IGES,MODEL  است. قسمت تولید هندسه در نرم افزار ICEM تقریبا یک قسمت کوچک شده از محیط Generative shape Design در نرم افزارCatia است. بنابراین تسلط بر یکی از نرم افزار های تولید هندسه پیشنهاد می شود. ما در دوره آموزش icem  ، بیشتر با کمک ماژول space claim به طراحی هندسه ها می پردازیم.

1- منوی GEOMETRY در نرم افزار ICEM CFD :

استفاده از منوی geometry  بیشتر برای اصلاح کردن و به اصطلاح  modify  انجام می پذیرد. مثلا اگر برای شبکه بندی  نیاز به یک نقطه یا شکستن یه خط و … دارید ازین منو استفاده می شود. امکاناتی برای کشیدن سطح دوبعدی و سه بعدی در این قسمت در نظر گرفته شده است ولی به اعتقاد ما استفاده از این بخش برای کشیدن هندسه توجیهی ندارد چون با روش های بسیار ساده تر و سریع تر می توانید در سایر نرم افزارهای تخصصی ایجاد هندسه مثل کتیا ، سالیدورک و space claim این هندسه ها را ایجاد و در icem وارد کنید .

قسمت های کاربردی تر این منو شامل موارد  زیر می باشد:

• create point                                         ایجاد نقطه به روش های مختلف در صفخه و روی خطوط
• create / modify curve                        ایجاد خطوط با نقطه و روی صفحه و اصلاحات مختلف روی آن
• create/modify surface                      انواع تغییرات رو صفحات و ایجاد صفحات به روش های مختلف
• create body                                         ایجاد حجم
• و گزینه های معتدد دیگر برای پاک کردن خطوط و صفحات ،  create faceted , repair geometry, transform geometry

ابزار های تولید هندسه عبارتند از :

تولید نقطه

مجموعه ابزار برای تولید نقطه در این قسمت قرار دارند:

1.   Screen Select : با این ابزار می توان در هر مکانی به صورت دستی نقطه ایجاد کرد.
2.   Explicit Coordinate : تولید نقطه با دادن مختصات انجام می گیرد.
3.   Base Point and Delta : برای تولید یک نقطه در فاصله نقطه ای  دیگر است.
4.   Center of 3 Points/Arc : با انتخاب سه نقطه در فضا ، نرم افزار نقطه مرکز دایره ای که از این سه نقطه می گذرد را تولید می کند. همچنین اگر در حالت Arc انتخاب یک خط منحنی شکل ، نقطه مرکز آن را تولید می کند.
5. Based on 2 Location : این ابزار برای تولید یک یا چند نقطه بین دو نقطه به کار می رود.
6. Curve Ends: جهت تولید نقاط ابتدا و انتهای یک خط از این ابزار استفاده می کنیم.
7. Curve. Curve intersection :از این گزینه برای تولید نقطه در محل تقاطع دو خط استفاده می گردد.
8. Parameter along Curve :تولید نقطه در طول یک منحنی به وسیله این ابزار امکان پذیر است.
9.   Project Point to Curve : برای تصویر کردن نقطه ای در فضا روی یک خط باید از این گزینه استفاده نمود.
10.  Project point to surface : جهت تصویر کرد نقطه روی صفحه از این ابزار استفاده می شود.

ایجاد خط در icem cfd

این گزینه شامل مجموعه ابزار هایی برای تولید و تغییر در منحنی ها است.

1.   From Points  : برای تولید منحنی با انتخاب تعدادی از نقاط از این ابزار استفاده می شود.
2.   Arc : جهت تولید کمانی از دایره باید این گزینه را انتخاب کرد.
3.   Circle : ابزار تولید دایره است.
4.   Surface Parameters  : جهت تولید خط در میان صفحه این ابزار را به کار میگیریم.
5.   Surface. Surface Intersection : پیدا کردن خط تقاطع دو صفحه توسط این ابزار انجام می شود.
6.   Project Curve on Surface : جهت تصویر کردن منحنی روی یک صفحه به کار می رود.
7.   Segment Curve : ابزاری جهت تقسیم یک منحنی به دو یا چند منحنی است.
8.   Concentrates Reapproximate Curves : ادغام چند منحنی با یکدیگر توسط این ابزار امکان پذیر است.
9.   Extract Curves from Surface :تولید منحنی مرزی صفحه
10.   Modify Curve : برای تغییر در جهت منحنی و امتداد دادن منحنی ها باید از این گزینه استفاده نمود.
11.  Create Section Curve : جهت تولید خط در فصل مشترک یک یا چند صفحه با صفحه دیگر است.

تولید صفحه در نرم افزار icem cfd :

برای تولید صفحه می توان از دستورات زیر استفاده کرد. البته همانطور که بیان شد در دوره آموزش icem  ، بیشتر تمرکز بر ایجاد شبکه با کیفیت می باشد و تولید هندسه اصولا در این ماژول توصیه نمی شود.

1.   Simple Surface‌ : تولید صفحه از نقاط یا خطوط.
2.  Curve Driven‌ : تولید یک صفحه با امتداد دادن یک خط در راستای منحنی دیگر
3. Sweep Surface‌ : این ابزار یک خط را جاروب کرده و تولید صفحه می کند.
4.   Surface of Revolution : توسط این ابزار یک صفحه از دوران یک منحنی حول یکمحور تولید می شود.
5.   Loft Surface over Several Curves : با کمک این ابزار یک صفحه از مقاطع منحنی شکل حاصل می شود.
6.   Offset Surface : برای کپی کردن یک صفحه به صورت عمود از این ابزار استفاده می شود.
7.   Mid Surface : به منظور تولید یک صفحه بین دو صفحه باید از این ابزار استفاده شود.
8.   Segment/Trim Surface : برای تقسیم یک صفحه این ابزار به کار گرفته می شود.
9.   Merge/Reapproximate Surface : ادغام یا تبدیل صفحه به Bspline توسط این ابزارانجام می شود
10. Untrim Surface :  ادغام یا تبدیل صفحه به Bspline کاربرد دارد. به عبارت دیگر ابزار بازگشت به عقب Segment/Trim Surface (undo)  است.
11.  Create Curtain Surface : به کمک این ابزار می توان خطی در فضا را به سمت صفحه ای امتداد داد به طوری که در محل تماس با صفحه عمود باشد.
12.   Extend Surface : برای امتداد دادن یک صفحه از یک لبه ی آن
13.   Geometry Simplification‌: این ابزار برای تولید Facet بر روی هندسه است.
14.  Standard Shapes  : برخی هندسه های معمول از نظیر استوانه ، مکعب و… از طریق این ابزار قابل تولید هستند.

ابزار ایجاد نقاط مادی

1- Material Point : بدین صورت است که با انتخاب دو نقطه مرکز آن دو به عنوان یک ماده تلقی میگردد و این خاصیت تا همه صفحات محسور کنند ی آن حجم ادامه میابد و تمام نقاطی که درون آن حجم بسته که این مرکز دو نقطه در آن قرار دارد نیز به عنوان ماده مفهوم می پذیرند.

2- By topology : با انتخاب این گزینه یک فضای بسته توسط چندین صفحه به عنوان یک حجم جدا و حاوی خاصیت مادی تلقی می گردد.

ترمیم هندسه در icem cfd

زیر مجموعه این گزینه ابزار هایی جهت بالا بردن کیفیت هندسه و ترمیم آن ها هستند.

1.  Build Diagnostic Topology: یکی از کاربردی ترین ابزارها در منوی هندسه است. وظیفه ی این ابزار تولید خطوط و نقاط در لبه صفحه ها و سپس مشخص نمودن وضعیت صفحات نسبت به یکدیگر است.
2.   Check Geometry : ابزاری برای بررسی هندسه
3.   Close Holes : این ابزار برای بستن سوراخ درون صفحه به کار گرفته می شود.
4.   Remove Holes : برای از بین بردن سوراخ درون صفحه از این ابزار استفاده می شود.
5.   Stitch/Match Edges : ابزاری جهت اتصال دو یا چند لبه زرد رنگ است.

تغییر و جا به جایی در هندسه

این گزینه شامل  مجموعه ابزار هایی جهت جا به جایی مکان هندسه است. از این بخش گاهی موارد برای بلاک بندی هندسه ها استفاده می شود که در دوره آموزش icem cfd با چند مثال به خوبی کاربرد این قسمت را فرا می گیرید.

1.       Translate Geometry  : جهت جا به جایی انتقالی هندسه.
2.       Rotate Geometry : دوران هندسه حول یک محور توسط این ابزار برای ما انجام می شود.
3.      Mirror Geometry : انعکاس یک جزء هندسی نسبت به یک صفحه با این ابزار صورت می گیرد.
4.       Scale Geometry : برای تغییر اندازه هندسه باید از این ابزار استفاده کرد.
5.      Translate and Rotate : دوران و جا به جایی هندسه به صورت هم زمان عملکرد این ابزار است.

2- منوی mesh  در نرم افزار ICEM CFD:

از این قسمت برای تنظیمات کلی مش ها استفاده میکنیم که شامل :

• global mesh setup                                          تنظیمات مربوط به اندازه شبکه در حالت کلی و اندازه شبکه مربوط به خط، صفحه و حجم
• part mesh setup                                             میتوان اندازه شبکه را تغییر داد همچنین اندازه لایه مرزی و تعداد آن را مشخص کرد
• surface mesh setup  / curve mesh setup   این قسمت مختص تعیین اندازه شبکه بر روی صفحه و منحنی های مربوط به هندسه میباشد.

به طور کلی دو روش برای تولید شبکه بی سازمان وجود دارد:

１.  روش بالا به پایین

２.  روش پایین به بالا

در روش بالا به پایین نرم افزار یک جعبه ی فرضی به دور هندسه تولید می کند و سپس آن را به المان های تعریف شده تقسیم میکند و در نهایت بیرون هندسه را حذف و شبکه را هموار سازی می کند. روش Octree برای تولید این شبکه استفاده می شود. در روش پایین به بالا نرم افزار از کوچکترین جزء هندسه گره را تولید کرده و به ترتیب از خط به صفحه و از صفحه به حجم پیش می رود.الگورتیم Delaunay از این روش برای ایجاد شبکه استفاده میکند. شکل زیر معرف این دو نوع روش مش زنی در انسیس و icem  هستند :

ابزار های تولید شبکه و مش زنی در icem cfd  عبارتند از:

ابزار Global Mesh Setup

شامل تنظیماتی مربوط به اندازه، نحوه ی تولید و نوع المان می باشد. این ابزار از  پنج زیر مجموعه تشکیل شده است:

Global Mesh Size

این قسمت جهت کنترل اندازه المان می باشد.

Scale Factor : با استفاده از این گزینه کلیه مقادیری که در بخش های بعدی به عنوان اندازه ی شبکه اعمال می شود ، در این عدد ضرب می شود. به نوعی با استفاده از این گزینه می توان کلیه ابعاد المان ها را یکجا بزرگ یا کوچک کرد.

Max Element : مقدار تنظیم شده در این بخش تعیین کننده حداکثر اندازه المان ها در روند تولید شبکه است. می توان در تنظیمات بعدی ، مقادیر کو چک تری برای مرز ها و بخش های مختلف دامنه حل نیز اعمال نمود و از آنجا که مقدار تنظیم شده در این بخش حداکثر مجاز است مقادیر کوچکتری که در مراحل ورودی هر بخش تنظیم می شوند ناقض آن نخواهد بود، در صورت عدم تنظیم این مقدار نرم افزار به صورت هوشمند مقدار قطر جعبه فرضی که هندسه در آن قرار می گیرد ، به عنوان پیش فرض در نظر می گیرد.

Curvature /Proximity Based Refinement : با استفاده از این گزینه نرم افزار به صورت هوشمند در بخش هایی از هندسه که انحنای سطوح و خطوط بزرگ باشد و یا دو صفحه و خط به یکدیگر نزدیک باشند ابعاد شبکه را کاهش می دهد تا انحنا یا شیار های با شبکه ریز تر پوشیده و در روند حل نشان داده شوند.

این گزینه بیشتر بر روی هندسه های پیچیده با جزئیات ناشناخته در روند حل نشان داده شوند. این گزینه بیشتر بر روی هندسه های پیچیده با جزئیات ناشناخته کاربرد دارد. بدنه موتور و پروانه کشتی نمونه ای از این هندسه ها است.

Shell Meshing Parameters : این قسمت برای کنترل الگوریتم های تولید مش صفحات است.

Volume Meshing Parameters : برای تنظیمات شبکه حجمی از این ابزار استفاده می شود.

مش لایه مرزی در icem cfd :

Prism Meshing Parameters : این قسمت تنظیمات شبکه لایه مرزی را مشخص می کند.

این تنظیمات به قرار زیر هستند:

Growth low : برای تعیین نحوه ی رشد لایه ها استفاده می شود. دقت کنید که از لحاظ شبیه سازی سیالاتی ارتفاع اولین لایه باید در محدوده ی خاصی باشد و لایه های دیگر می توانند ارتفاع بزرگتری داشته باشند.

سه روش برای نحوه ی افزایش رشد لایه مرزی در قسمت Growth low وجود دارد:

1. Exponential
2. Linear
3. WB.Eponential

حالت Linear از یکنواختی بیشتری در افزایش ضخامت لایه ها برخوردار است ، به همین دلیل پیشنهاد می شود در شبیه سازی های سیالاتی و دینامیکی صریح از این حالت استفاده می شود.

Compute Params‌: از ۴ ورودی داده شده تنها ۳ ورودی کافی است و یکی با توجه به بقیه قابل محاسبه است. در این صورت با خالی گذاشتن یک مقدار و دادن سه مقدار دیگر و زدن دکمه  مقدار خالی را نرم افزار محاسبه کرده و نشان می دهد.

Min Prism quality: نرم افزار پس از تولید شبکه لایه مرزی ، کیفیت المان های منشوری را بررسی می کند. اگر کمتر از مقدار مشخصه باشند ، سعی در بالا بردن کیفیت آن ها می کند و اگر نتواند کیفیت آن ها را ارتقاء ببخشد ، آن ها را به المان هرمی تبدیل می کند.

Fixed marching direction‌: اگر این گزینه فعال باشد شبکه لایه مرزی در جهت عمود بر صفحه  رشد می کند.

Setup Periodicity : برای ایجاد مرز های متناوب در هندسه استفاده می شود.

ابزار  Part Mesh Setup

به منظور اعمال  تنظیمات بر روی بخش های مختلف دامنه حل از Part Mesh Setup   استفاده می شود. در صورتی که هیچ تنظیمی در این بخش اعمال نشود، نرم افزار به صورت خودکار تنظیمات عمومی اعمال شده در بخش های پیشین را بر روی سطوح مختلف دامنه حل اعمال می کند. تنظیمات بخش های مختلف دامنه حل که پیش از این در مدل تفکیک شده بودند را مطابق تصویر اعمال می کنیم.

1- Maximum size : این مقدار در واقع اندازه بزرگترین المان سطحی ( غالبا مثلثی) بر روی سطح  و همچنین بزرگترین المان حجمی (غالبا چهار وجهی) بر روی حجم ها است. اندازه شبکه می تواند توسط توابع اندازه بر روی خطوط و یا مناطق متراکم ، از این مقدار نیز کمتر باشد، ولی امکان افزایش آن بیش از اندازه تنظیم شده در این پنجره وجود ندارد.

2- Prism : با فعال سازی این گزینه بر روی هر بخش ، نرم افزار در مرحله تولید شبکه لایه مرزی ، با استفاده از المان های منشوری و بعضا شش وجهی ، شبکه مناسب ان تولید خواهد شد.

3- Hexa Core : به طور معمول شبکه های بدون سازمان با استفاده از المان های چهار وجهی تولید می شوند. این المان های داری انعطاف پذیری بالایی برای انواع هندسه های پیچیده هستند ، لیکن تعداد آن ها برای اندازه المان مشابه  در مقایسه با المان های شش وجهی می توانند تا ۸ برابر نیز افزایش یابد.

4- Height Ratio :با دور شدن از سطح دیواره ، گرادیان ها به تدریج کاهش می یابد و باید با افزایش اندازه المان ها ، از افزایش بی دلیل تعداد المان ها پیشگیری شود. این مساله با اعمال ضریب رشد ارتفاع المان های لایه مرزی صورت می پذیرد. توصیه می شود این ضریب در حدود ۱.۲ باشد و افزایش آن به بیش از ۱.۴ می تواند در عدم دقت نتایج لایه مرزی موثر باشد.

5- Num Layers : به طور معمول بسته به مدل آشفتگی مورد استفاده و جزئیات مورد نیاز لایه مرزی، پیشنهاد می شود بین ۱۰ تا ۱۵ طبقه در لایه مرزی تولید شود. برای غالب شبیه سازی ها 10 طبقه مورد قبول است. و بسته به هزینه محاسباتی و برخی محدودیت های در جریان داخلی ، می توان تعداد آن را ۶ تا ۷ طبقه کاهش داد.

6- Tetra Size Ratio : به طور معمول نرم افزار با دور شدن از هر سطح ، سعی میکند اندازه المان را به حداکثر اندازه مجاز تنظیم شده برای منطقه ی حجمی مجاور سطح نزدیک کند. به طور مثال در صورتی  که اندازه ی المان بر روی یک سطح ۱ و اندازهای المان بر روی حجم مجاور سطح ۲ تنظیم شده باشد ، نرم افزار به سرعت اندازه المان را از ۱ در مجاورت سطح به ۲درون حجم افزایش می دهد.

این انتقال سریع در برخی موارد موجب پرش شدید و کاهش کیفیت شبکه می شود. در صورتی که تفاوت اندازه المان ها بر روی سطح و حجم مجاور آن زیاد باشد، با استفاده از ضریب رشد تنظیم شده در این بخش می توان ، انتقال هموار تری را اعمال نمود. این ضریب رشد در بیرون از لایه مرزی و برای شبکه بدون سازمان حجمی اعمال می شود. مقدار پیشنهادی برای ضریب رشد بیرون از لایه مرزی در محدوده ی ۱.۴ تا ۱.۶ است.

7- Tetra width : این عدد نشان دهنده تعداد المان ها در امتداد عمود بر سطح است که روی آن ها ، اندازه المان ها مطابق ضریب رشد تنظیم شده بر روی سطح ، حفظ می شود. پس از اتمام این تعداد المان ، نرم افزار icem ، المان ها را مطابق ضریب رشد تنظیم شده در مرحله ی قبل ، به تدریج افزایش می دهد.

8- Min size Limit : با استفاده از این گزینه ، می توان از کوچک شدن بیش از حد المان ها بر روی هر بخش جلوگیری نمود.

9- Max Deviation : این مقدار حداکثر انحراف موقعیت نقاط شبکه از سطح هندسه را تعیین می کند و بیشتر در تولید شبکه به روش Octree کاربرد دارد. تنظیم این مقدار در غالب پروژه ها ضروری نیست و میزان محاسبه شده پیش فرض توسط نرم افزار مناسب است.

10-  Internal wall : در صورتی که در دیواره غیر متصل به سایر دیوار ها در دامنه حل وجود داشته باشد(یک صفحه رها در دامنه حل) با فعال سازی این گزینه بر روی آن ، نرم افزار آن را به عنوان یک مرز مستقل شناسایی و تفکیک می کند. در صورت عدم فعال سازی این گزینه بر روی دیواره های مذکور ، در روند تولید شبکه ، سطح شناسایی نشده و در شبیه سازی وجود نخواهد داشت.

11-  Split wall : با فعال سازی این گزینه بر روی دیواره های توضیح داده شده در آیتم قبلی، شبکه ای متفاوت در دو طرف ایجاد خواهد شد.

12- Apply Inflation Parameters on curve : با فعال سازی این گزینه نرم افزار المان های لایه مرزی دو بعدی بر روی سطوح کاربرد دارد و شبیه سازی های سه بعدی کاربرد چندانی ندارد.

 

Surface Mesh Setup

برای اعمال تنظیمات شبکه بر روی صفحات هندسه به کار می رود.

Curve Mesh Setup

برای تنظیم دانه بندی روی هر خط به منظور تولید شبکه ، تنظیم اندازه ماکزیمم المان روی خط با تولید شبکه لایه مرزی برای اشکال دو بعدی به روش پایین به بالا از این نرم افزار استفاده می شود.

Create Mesh Density

تنظیماتی که تاکنون ذکر شد برای تنظیم توزیع شبکه در خطوط و صفحات هندسه بودند. ابزار  Density برای تعیین اندازه المان ها در فضای ۳ بعدی میان هندسه کاربرد دارد. در دوره آموزش icem به صورت پروژه محور تمام این موارد توضیح داده شده است.
تنظیمات دانسیته مش به شرح زیر است:

1. size: ماکزیمم اندازه ی المان را مشخص می کند.
2. Ratio : ضریب رشد المان ها وقتی از ناحیه دانسیته خارج می شوند در این قسمت تعیین می گردد.
3. Width : تعداد لایه از المان های چهار وجهی با سایز ماکزیمم اندازه المان که روی مرز ناحیه دانسیته به سمت میان هندسه تولید شود را نشان می دهد.

Define Connector

این قسمت برای تعیین اتصالاتی نظیر جوش در شبیه سازی های جامداتی مورد استفاده قرار می گیرد.
mesh curve
برای تولید المان های خطی به کار می رود.
Compute Mesh
در بخش های قبل تنظیمات مربوط به شبکه بی سازمان مشخص شدند. در این قسمت فرآیند تولید شبکه انجام می شود.
لازم به ذکر است دروس پایانی دوره آموزش ICEM CFD پیرامون این مباحث یعنی مش زدن در icem می باشد.

3- منوی Blocking  در نرم افزار ICEM :

منوی blocking که تقریبا قلب نرم افزار icem می باشد شامل گزینه های متنوعی برای بلاک بندی در انسیس ، ادیت بلاک ها و شبکه بندی می باشد و همچنین دارای ابزاری برای سنجش کیفیت مش و شبکه بندی می باشد.  بیشترین تمرکز دوره آموزش ICEM CFD پیرامون مباحث بلاک بندی در انسیس با هندسه ها و پروژه های متنوع می باشد.  گزینه های بلاک بندی عبارتند از :

• create block                                          ایجاد انواع بلاک دو بعدی و سه بعدی
• split block                                             تقسیم بندی بلاک ها با دستور های مختلف مثل o-grid و  half-o-grid
• merge vertices                                     ادغام ورتکس های مربوط به بلاک و تغییر نوع بلاک
• edit block                                              ادیت کردن بلاک ها و ادغام و جداسازی آنها
• associate                                              مرتبط کردن و متصل کردن بلاک ها و لبه های بلاک به هندسه مورد نظر ما
• move vertex                                          جا به جا کردن نقاط بلاک و هم امتداد کردن خطوط
• transform block                                    جا به جا کردن، چرخاندن و اسکیل کردن بلاک
• edit edge                                              شکستن خطوط بلاک ، اتصال لبه ها و لینک کردن لبه بلاک به خطوط هندسه
• pre-mesh                                              نمایش مش سازمان یافته و اطاعات مربوط به آن از جمله تعداد شبکه
• pre-mesh quality                                   پس از مش زدن باید کیفیت مش را بر اساس معیارهای مختلف در این قسمت بسنجیم
• pre-mesh smooth                                 این گزینه برای افزایش کیفیت شبکه ساختار یافته بوده و میتوان دترمینان و زاویه مش را بهبود داد
• check block                                           با چک کردن شماره مختص یافته به بلاک در صورت یکسان بودن بلاک شماره آن را تغییر میدهد
• delete block                                           پاک کردن بلاک ها به دو روش عادی و پاک کردن همیشگی

4- منوی Edit Mesh  در نرم افزار ICEM :

همانطور که از اسم این قسمت مشخص هست برای ادیت مش ، اکسترود یا دوران ، انتقال نود ها ، تغییر نوع مش و …. از edit mesh استفاده می شود. در دوره آموزش icem  چندین مثال با استفاده از گزینه های این منو حل خواهد شد:

• Create Elements                                                             ایجاد المان برای نقاط بی کیفیت شبکه
• Extrude mesh                                                                  اکسترود یا دوران مش
• Check mesh                                                                    مشخص کردن خطاهای مش
• Display mesh quality                                                      گزارش کیفیت مش
• Smooth mesh quality                                                     افزایش کیفیت مش
• Smooth Hexahederal mesh orthogonality               افزایش کیفیت حجم مش
• Repair mesh                                                                  اصلاح برروی شبکه بی ساختار
• Merge node                                                                  متصل کردن نودهای یک شبکه
• Move node                                                                    انتقال نود های یک شبکه
• Transform mesh                                                          انتقال شبکه بندی
• Convert mesh Type                                                     تغییر نوع مش از مثلثی به مربعی و برعکس
• Adjust mesh density                                                   افزایش تعداد المان ها
• Renumber mesh                                                        تغییر شماره المان ها
• Assign mesh Thickness                                            تغییر ضخامت یک شبکه
• Reorient mesh                                                            اصلاح جهت گیری شبکه بندی
• Delete node                                                                پاک کردن نود های یک شبکه
• Delete Elements                                                         پاک کردن المان های یک شبکه

ویژگی برجسته دوره آموزش ICEM CFD

باید توجه  داشت با وجود امکانات زیاد ICEM CFD ، استفاده از  آن برای  شبکه بندی در انسیس با کیفیت عالی نیاز به تجربه بسیار زیاد دارد. مهم ترین فاکتور برای یادگیری این نرم افزار ، انجام تمارین زیاد است و فقط دانستن دستورات به تنهایی راه گشا نخواهد بود. به همین علت در دوره آموزش ICEM CFD سعی شده است تعداد بسیار زیادی از هندسه های مختلف شبکه بندی شوند تا نیاز دانشجویان به صورت کامل برطرف گردد. حتی در بعضی از جلسات یک هندسه با سه روش مختلف شبکه بندی شده تا دانشجویان به نقاط قوت و ضعف و روش های مختلف شبکه بندی تسلط پیدا کنند. و بسیار مفتخریم که دوره آموزش ICEM CFD ، تاکنون رضایت صد در صدی دانشجویان را به همراه داشته است.