问题描述与分析
注射混合管是常见的流体机械，由直径一大一小的两个管径构成，如图所示。高温流体（t=40℃）以1.2m/s速度由下部管径流入，低温流体（t=20℃）以0.4m/s的速度由侧部管径流入，高低温流体掺混后在上部管径流出。
本节选用的二维混合管尺寸如上图所示。学习本节时需要关注如下内容：1）基于基准点和增量创建点；2）拓扑结构分析方法。
创建几何模型
创建Point
选择File→Change Working Dir，选择文件存储路径。
创建P_1
单击Geometry标签栏Creat Point，在Creat Point面板单击XYZ（Explict Coordinates），在Method下拉列表框中选择Creat 1 Point，并在数据栏定义X=0、Y=0、Z=0，单击Apply按钮生成P_1，如图所示。
创建P_2、P_8
单击Geometry标签栏Creat Point，在Creat Point面板单击Base Point and Delta，在数据输入栏定义DX=0，DY=-16，DZ=0，单击Base point文本框后的箭头，选择主窗口P_1，单击鼠标中建确定生成P_2。采用同样的方法定义DX=0、DY=-32、DZ=0，以P_1为Base point生成P_8。单击fit window，关注各点生成情况，如下图所示。
注意：本操作以P_1为基准点，通过定义坐标增量生成新点。
创建P_3、P_9
采用创建P_2、P_8的方法，以P_1为基准点，定义DX=16、DY=0，DZ=0生成P_3；定义DX=32、DY=0、DZ=0生成P_9。单击fit window，观察各点生成情况，如图所示。
创建P_4~P_7
采用创建P_2、P_8的方法，定义DX=0、DY=32、DZ=0，以P_3为基准点生成P_5，以P_9为基准点生成P_7；定义DX=-32、DY=0、DZ=0，以P_2为基准点生成P_4，以P_8为基准点生成P_6。单击fit window，观察各点生成情况，如图所示。
创建P_10~P_13
采用创建P_1的方法，定义X=18、Y=-37、Z=0为坐标创建P_10。采用创建P_2、P_8的方法，定义DX=4、DY=0、DZ=0，以P_10为基准点创建P_12，以P_11为基准点创建P_13。单击fit window，观察各点生成情况，如图所示。至此完成各点的生成工作。
创建Curve
生成C_2-3
单击Geometry标签栏的Creat/Modify Curve，在Creat/Modify Curve面板单击Optional Radius。定义圆弧的起始角度（Start angle）=0、终止角度（End angle）=90，然后单击Points文本框后的箭头，在主窗口先单击圆心P_1，而后依次单击弧线的起点P_2和终点P_3，生成下图中主窗口标示的Curve。
创建C_8-9
采用生成C_2-3的方法，定义圆弧的起始角度（Start angle）=0、终止角度（End angle）=90，以P_1为圆心，在主窗口依次单击P_1、P_10和P_9，生成C_8-9，结果如下图所示。
创建C_2-4
单击Geometry标签栏的Creat/Modify Curve，在Creat/Modify Curve面板单击From Points，然后单击Points文本框后的箭头，在主窗口依次选择P_2和P_4，单击鼠标中键确定，结果如下图所示。
生成其余的线
采用创建C_2-4的方法，依次生成C_6-8、C_4-6、C_3-5、C_7-9、C_10-11、C_10_12、C_11-13，结果如下图所示。
打断Curve
需打断上图中C_10-12和C_11-13。如下图所示，单击Geometry标签栏的Creat/Modify Curve，在Creat/Modify Curve面板单击Segment Curve，在Method下拉列表框中选择Segment by curve，勾选Segment both curves；单击Curve to segment文本框后的箭头，在主窗口中选择C_10-12；单击Segment at curve文本框后的箭头，在主窗口选择C_8-9，单击鼠标中键确定，将C_10-12和C_8-9在交点处打断。采用相同的方法将C_11-13和C_8-9在交点处打断。
注意：勾选Segment both curves将在交点处打断两条Curve，否则仅打断Curve to Segment栏选定的Curve。
删除Curve
单击Geometry标签栏的Delete Curve，在Delete Curve面板单击箭头，然后在主窗口选择多余的Curve，单击鼠标中键确定删除。结果如下图所示。
补齐Point
单击Geometry标签栏Creat Point，在Creat Point面板单击Curve-Curve Intersection，然后单击Curve文本框后的箭头，依次选择下图的新建点的两条交线，单击鼠标中键确定，生成两条线的交点P_14。采用相同方法生成P_15。
注意：本操作创建两条Curve的交点。补齐Point后便于后续建立映射关系。
定义Part
右击模型树Model→Part→Create Part，参考下图定义热水入口（INLET_1）、冷水入口（INLET_2）、出口（OUT_MIXER），定义未标出的曲线为WALL。
保存几何模型
至此完成模型生成工作，在菜单栏选择File→Geometry→Save Geometry As，保存当前几何模型为Fixer.tin。
创建Block
分析Block生成策略
分析混合管的几何特点，若将粗管拉直为一个长方形，则粗管与细管呈规则的垂直状，可据此创建Block拓扑结构，如下图所示。其中P_4与V_4对应，P_5与V_5对应，以此类推。下面下图所示拓扑结构创建Block。
创始化Block
单击Blocking标签栏Create Block，弹出Create Block面板，在Part下拉列表框中定义Block名称为FLUID，单击Initialize Blocks，在Type下拉列表框中选择Block类型为2D Planar，然后单击Apply按钮，在主窗口创建初始Block，如图所示。
划分Block
沿Y方向划分Block。单击Blocking标签栏Split Block，弹出Split Block面板，单击Split Block，在Block Select栏勾选Visible，在Split Method下拉列表框中选择Screen select，单击Edge文本框后的箭头，在主窗口选择E_1-4，并按住鼠标左键移动至合适位置，松开鼠标，单击鼠标中键确定，结果如下图所示。
沿X方向划分Block。采用上一个方法，沿X方向两次划分Block，最终结果如下图所示。
删除无用Block
单击Blocking标签栏Delete Block，然后单击Delete Block面板的箭头，在主窗口中选择待删除Block，单击鼠标中键确定，结果如下图所示。
建立映射关系
建立Vertex到Point的映射
根据“分析Block生成策略”中的图所示Block生成策略，建立Vertex到Point的映射关系。
建立V_4与P_4的映射关系。单击Blocking标签栏Associate，在Edit Associations栏单击Associate Vertex，在Entity栏勾选Point；单击Vertex文本框后的箭头，选择主窗口中T字形图形左侧由上到下的第二个顶点，单击Point文本框后箭头，选择主窗口目标图形左侧最下面的Point，单击鼠标中键确定。
建立其余Vertex的映射关系
根据“分析Block生成策略”中的图所示Block生成策略，采用上步的方法，逐步建立个Vertex到Point的映射关系，结果如下图所示。
建立Edge到Curve的映射
建立E_4-5到C_4-5的映射。根据“分析Block生成策略”中的图所示Block生成策略，可知E_4-5与C_4-5对应。单击Blocking标签栏Associate，在Edit Associations栏单击Associate Edge to Curve，勾选Project vertices，单击Edge文本框后的箭头，依次选择主窗口中三条映射的Curve，单击鼠标中键确定，结果如图所示。
移动Vertex位置
上图标示位置有重合的Vertex，需移动重合Vertex至合适位置。单击Blocking标签栏Move Vertex，在Move Vertices栏单击Move Vertex，单击Vertex文本框后的箭头，选择重合位置，按住鼠标左键移动至合适位置，结果如下图所示。
建立其余Edge映射
采用上上步的方法建立其余边界处Edge的映射关系，完成映射后的Edge颜色由黑色变为绿色。在模型树中取消Geometry的显示以便于观察Block情况。右击模型树Model→Blocking→Edge，勾选Show Association，显示Edge的映射关系，如下图所示。
生成网格
定义网格尺寸
定义网格尺寸。如图所示，单击Blocking标签栏Pre-Mesh Params，进入设置节点参数操作。在Pre-Mesh Params面板单击Edge Params，然后单击Edge文本框后的箭头，选择主窗口Edge（J_1），在Nodes文本框中定义网格节点数为31，在Mesh Law下拉列表框中选择BiGeometric，定义Spacing 1= Spacing 2= 1，Ratio 1= Ratio 2=1.2，勾选Copy Parameters，在Copy Method下拉列表框中选择To All Parallel Edges，单击Apply按钮确定。
定义其余Edge网格参数
按照上一步的方法，使用下表中的数据定义其余Edge的节点分布情况。
注：表中“—”表明该项不需要定义。以I_1的Ratio1为例，Ratio1控制边界层网络增长速度，因为已定义Spacing1=0，即边界位置不加密，因此定义Ratio1与否并不对节点分布造成影响。
保存块文件
选择File→Blocking→Save Blocking As，保存当前块文件为Fixer.blk。
生成网格
预览网格
勾选模型树Model→Blocking→Pre-Mesh，预览网格生成情况，观察发现在主窗口的标示部位是否有问题网格单元。
网格没有问题
修正网格划分中的问题（如果有的话）
通过前面扎实的工作可以保证几何模型、Block没有问题，上述问题网格单元的出现的原因可能是映射关系错误，可以通过加强映射关系来试着解决问题。为方便显示，取消勾选模型树Model→Blocking→Pre-Mesh，仅显示Edge和Curve，如图所示。单击选择Blocking标签栏Split Block，在Split Block面板单击Split Block，在Block Select栏选中Visible，并勾选Copy Distribution from nearest parallel edge和Project vertices，单击Edge文本框后的箭头，选择主窗口标示的Edge，在合适位置划分Block，单击鼠标中键确定。
预览网格（如果有问题网格）
采用上上步的方法预览网格，结果如下图所示，已修复上上步的图中的网格问题。至此完成网格生成工作。
注意：通过上一步的操作，划分Block后，增加的Vertex与Curve建立新的映射关系，打断Edge的映射关系更加明确，使Block与几何模型的映射得到加强。
检查网格质量
单击Blocking标签栏Pre-Mesh Quality Histograms，在Criterion下拉列表框中选择Determinant 3×3×3，其余保持默认设置，单击Apply按钮，质量分布如图所示，网格质量均大于0.9.
保存网格
右击模型树Model→Blocking→Pre-Mesh，选择Convert to Unstruct Mesh，ICEM将自动生成网格文件hex.uns，并保存在工作目录下。
导出网格
定义求解器
单击Output Mesh标签栏Select Solver，在Output Solver下拉列表框中选择Fluent_V6，单击Apply按钮确定。
导出网格
单击Output Mesh标签栏Write input，保存FBC文件为默认名，在随后弹出的窗口中选择上上步中保存的hex.uns，在弹出的对话框中，在Grid dimension栏选中2D，即输出二维网格；在Output file文本框内定义导出网格名为Fixer，单击Done按钮完成。
