【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。
图2-57 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。
图2-58 创建的6个点
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。
图2-59 创建溢流管
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。
图2-60 两个图柱
图2-61 面切割
● 切割后删除多余的面。
提示：
此步操作可能会存在一些重叠面，需要进行几何拓扑构建检查这些缺陷特征，手动进行修复。灵活运用几何创建和修补工具，在ICEM CFD创建几何的过程中非常重要。
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。
图2-62 构建圆台面
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。
图2-63 偏移基准点
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。
表 偏移量
4个新创建的点如图2-64所示。
图2-64 4个新创建的点
● 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。
图2-65 扫略形成新的曲面
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。
图2-66 需要求交线的位置
● 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。
图2-67 生成的交线
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。
图2-68 最终形成的几何
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。
图2-69 创建圆
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。
提示：
读者可以尝试将上一步创建的圆复制平移到点3处，同时利用几何缩放功能创建点3处的圆。
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。
图2-70 完成的草图
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）。
图2-71 最终形成的几何
图2-72 完成的计算域模型
小提示：
两种建模方式各有千秋，个人推荐使用第二种方式，因为它更适合于复杂几何体的构建。在熟练使用几何创建及几何修补等各种工具之后，利用ICEM CFD也能高效地创建几何模型。本案例采用的第二种方案还可以采用CAD软件中常用的旋转成型方式，读者不妨尝试一下。