【案例2】几何创建

本例利用ICEM CFD创建图2-57所示的旋风分离器几何模型。

本例模型较为简单，建模思路有两种：一种建模思路是利用standard surface创建圆柱和圆台，入口位置几何可以采用以点形成面的方式构建。另一种建模思路是利用线旋转的方式构建主体结构，入口几何采用线拉伸构建。本例将同时演示这两种建模方式。

1. 建模方式一

Step 1：启动ICEM CFD

启动ICEM CFD，设置工作路径。

Step 2：创建轴线上的点

为了创建圆柱和圆台，需要先创建轴线上的点。以底部圆心为坐标原点，创建6个点，其坐标分别为：（0,0,0）、（0,0,50），（0,0,222），（0,0,277），（0,0,332）、（0,0,372）。

● 单击Geometry标签页下的Create Point功能按钮。

● 在功能区单击Explicit Coordinates按钮。

● 依次输入上述点的坐标，创建6个点。

● 点创建完毕后，单击按钮显示创建的点。

创建的6个点如图2-58所示。为后续表述方便，给每个点命个名。

Ste 3：创建溢流管

溢流管为直径38的圆柱，其高度为点4至点6的距离。溢流管的创建方式如下。

● 单击Geometry标签页下的功能按钮Create/Modify Surface。

● 在功能区中单击按钮Standard Shapes。

● 单击Cylinder按钮。

设置参数Radius1为19，Radius2为19，参数Two axis Points选取点4和6。形成几何如图2-59所示。

Step 4：创建旋流腔

旋流腔是一个外径100、内径42的环形圆柱。建模时可以先创建直径100的圆柱体和一个直径42的圆柱体，再进行面操作，之后利用Part保留需要的面。其中，小圆柱高度为点4至点5，大圆柱高度为点3至点5。

● 利用Step 3的方法先创建两个圆柱，如图2-60所示。

● 单击Geometry标签页下的Create/Modify Surface功能按钮，在功能面板中单击Simple Surface按钮，然后选择两个圆，创建圆环面。

● 创建Part，将需要保留的面放置于Part中，删除多余的面，进行几何拓扑构建。

● 利用Segment/Trim Surface功能切割面，如图2-61所示。

● 切割后删除多余的面。

此步详细操作可参阅视频。

Step 5：创建底部圆柱

底部圆柱是一个直径40、高度50的圆柱体。中间圆台在稍后利用放样进行构建。

● 利用Standard Shapes创建此圆柱体。创建完毕后几何如图2-62（a）所示。

● 删除圆柱上底面。

● 单击工具按钮Loft Surface over Several Curves，选择图2-62（a）所示的两个圆，创建圆台面。形成的几何如图2-62（b）所示。

Step 6：通过点偏移创建入口几何

选择图2-63所示的点作为偏移的基准点。

偏移量如下表所示。

● 单击Geometry标签页下的Create Point功能按钮。

● 在功能面板中选择Base Point and Delta，利用表中的偏移量创建新的点。

4个新创建的点如图2-64所示。

● 单击Geometry标签页下的功能按钮，利用新创建的4个点通过构建面。

● 单击Sweep Surface功能按钮，选择Method为Vector，选择图2-65（a）所示的两点作为扫略向量，选择上一步创建的面的4条边界线作为swept curves。

形成的几何如图2-65（b）所示。下一步需要对几何面进行切割。

Step 7：切割几何面

在切割面之前需要创建面与面之间的交线，之后利用交线分割曲面。需要求交线的位置如图2-66所示。

● 单击Geometry标签页下的Create/Modify Curve功能按钮。

● 在功能区单击Surface-Surface Intersection按钮。

● 在图中选择相交的两个面，单击Apply按钮生成交线。

● 利用Segment/Trim Surface功能按钮对面进行切割，利用图2-67所示的两条曲线分割各自的表面。

Step 8：添加面至Part中

将计算域需要的面添加到Part中，删除多余的面。重新构建几何拓扑，确保几何中的所有线条均为红色。最终形成的几何如图2-68所示。

2. 建模方式二

第二种方式采用由点构成线、由线构成面的自底向上的建模思路。

Step 1：创建轴线上的点

创建轴线上6个点（0,0,0）、（0,0,50），（0,0,222），（0,0,277），（0,0,332）、（0,0,372）。这些点是用于创建曲线的辅助点。为方便后续描述描述，按z轴坐标从小到大给这些点命名为1~6。

Step 2：创建底部圆

底部圆是以点1为圆心、半径20的圆。利用圆心加圆上两点的方式构建圆。

● 利用点偏移方式构建圆上两点。单击Geometry标签页上的Create Point功能按钮，选择Base Point and Delta方法。

● 以点1为基准点，分别偏移（20,0,0）、（0,20,0）创建两个点。

● 单击Geometry标签页下的创建线按钮，在功能区单击创建创建圆工具按钮，选取图形窗口中的点1及新创建的两个点，单击鼠标中键创建圆。

创建的图形如图2-69（a）所示。

Step 3：复制底部圆到点2

利用几何变换工具将上一步创建的圆复制到点2位置。读者也可以利用Step 2的步骤直接以点2为圆心创建半径20的圆。

● 单击Geometry标签页下的Transform Geometry功能按钮。

● 在功能区单击Translate Geometry按钮，勾选Copy选项，设置Method为Vector。在图形区域选择上一步创建的圆作为要移动的对象，选择点1与点2为平移变量，单击Apply按钮确认操作复制平移图形。

完成的图形如图2-69（b）所示。

Step 4：创建点3处的圆

点3处为直径100的圆，利用和Step 2相似的步骤创建该圆，这里不再赘述。

Step 5：创建点4处的圆

点4处有3个圆，其直径分别为38、42、100，利用相同的方法创建。读者也可以利用几何变换的功能快速创建。

Step 6：创建点5处的圆

点5处的3个圆与点4处完全相同，可以利用复制平移将点4处的圆复制过去。

Step 7：创建点6处的圆

点6处只有一个直径38的圆，可以直接创建，也可以利用复制平移的方式获得。

完成后的草图如图2-70所示。

Step 8：构建曲面

利用放样功能构建曲面。

● 单击Geometry标签页下的曲面创建按钮，在功能区选择放样曲面。

● 选择相邻的圆构建外轮廓曲面。

● 单击Simple Surface功能按钮封闭曲面。

最终形成的几何如图2-71所示。

Step 9：入口几何的创建

入口几何的创建采用与建模方式一中Step 6、Step 7及Step 8类似的方式，采用点偏移的方式构建新的几何点，再利用几何点构建新的表面，可能还涉及面的分割及Part的处理。进行拓扑构建后，完成的计算域模型如图2-72所示，确保几何体中所有线条均为红色（在计算机显示中）。