Gambit詳細使用方法

1、第一章 Gambit使用1.1 Gambit 介紹網(wǎng)格的劃分使用 Gambit軟件,首先要啟動 Gambit,在Dos下輸入Gambit,文件名如果已經(jīng)存在,要加上參數(shù) -old.一.Gambit的操作界面圖1 Gambit操作界面如圖1所示,Gambit用戶界面可分為7個局部,分別為：菜單欄、視圖、 命令面板、命令顯示窗、命令解釋窗、命令輸入窗和視圖限制面板.文件欄文件欄位于操作界面的上方,其最常用的功能就是File命令下的New、Open、 Save Save as和Export等命令.這些命令的使用和一般的軟件一樣. Gambit可 識別的文件后綴為.dbs,而要將Gambit中建立的網(wǎng)

2、格模型調(diào)入Fluent使用,那么 需要將其輸出為.msh文件file/export.視圖和視圖限制面板Gambit中可顯示四個視圖,以便于建立三維模型.同時我們也可以只顯示 一個視圖.視圖的坐標軸由視圖限制面板來決定.圖2顯示的是視圖限制面板.Graphics f Windows ControlActive田| |田|田|例|視圖限制面板中的命令可分為兩個局部,上面的一排四個圖標表示的是四個視 圖,當激活視圖圖標時,視圖限制面板中下方十個命令才會作用于該視圖.視圖限制面板中常用的命令有：囤 全圖顯示、選擇顯示視圖、回選擇視圖坐標、西選擇顯示項目、渲染方式0同時,我們還可以使用鼠標來限制視圖中的

3、模型顯示.其中按住左鍵拖曳鼠標可以旋轉(zhuǎn)視圖,按住中鍵拖動鼠標那么可以在視圖中移動物體,按住右鍵上下 拖動鼠標可以縮放視圖中的物體.命令面板命令面板是Gambit的核心局部,通過命令面板上的命令圖標,我們可以完 成絕大局部網(wǎng)格劃分的工作.圖3顯示的就是Gambit的命令面板.OperationGeometry旦回回叵囤Volume圖3 Gambit的命令面板從命令面板中我們就可以看出,網(wǎng)格劃分的工作可分為三個步驟：一是建立 模型,二是劃分網(wǎng)格,三是定義邊界.這三個局部分別對應(yīng)著 Operation區(qū)域中 的前三個命令按鈕 Geometry幾何體、mesh 網(wǎng)格和Zones 區(qū)域.Operatio

4、n 中的第四個命令按鈕Tools那么是用來定義視圖中的坐標系統(tǒng),一般取默認值.命 令面板中的各個按鈕的含義和使用方法將在以后的具體例子中介紹.命令顯示窗和命令輸入欄命令顯示窗和命令輸入欄位于 Gambit的左下方如圖4所示.I圖4命令顯示窗和命令輸入欄 命令顯示窗中記錄了每一步操作的命令和結(jié)果,而命令輸入欄那么可以直接輸入命令,其效果和單擊命令按鈕一樣.命令解釋窗圖5顯示的是位于命令顯示窗左方的命令解釋窗,當我們將鼠標放在命令面板中任意一個按鈕的上面,Description窗口中將出現(xiàn)對該命令的解釋.Descript onDESCRIPTION V1W0V- Displays m clsscr

5、ibing the GUI comp orient at the current mause curaor position.圖5命令解釋窗二維建模劃分網(wǎng)格的第一步就是要建立模型.在命令面板中單擊Geometry按鈕,進入幾何體面板.圖6顯示了幾何體面板中的命令按鈕.Geometry司回臼回寇圖6圖6中從左往右依次是創(chuàng)立點、線、面、體和組的命令.對于二維網(wǎng)格的建立,一般要遵循從點到線,再從線到面的原那么.以二維軸對稱單孔噴嘴的網(wǎng)格劃分為例介紹二維網(wǎng)格的生成.首先要確定問題的計算域.計算域確實立圖1是一個二維軸對稱單孔噴嘴射流問題的計算區(qū)域.由于Fulent的邊界提法比擬粗糙,多為一類邊界條件,

6、因此建議在確定計算域時,可以適當加大計 算范圍.從圖中我們可以看出,計算區(qū)域為4D*12D,其中在噴嘴的左邊取了 2D 的計算區(qū)域,就是為了減小邊界條件對計算的影響.對于上述的計算域,我們在建立計算模型時根據(jù)點、線、面的順序來進行. 倉I建點vertex單擊命令面板中的Vertex按鈕,進入Vertex面板見圖7Operation近flGeometry 臼回印明II I IVertex星_的蛤:向Create Real VertexGb ord inate Sys. h：_sysTypeCrtesiar圖7 Vertex命令面板單擊Vertex Create按鈕,在Create Real Ve

7、rtex對話框中輸入點的坐標,再 單擊Apply按鈕,就可以創(chuàng)立點.計算出計算域的各個頂點的坐標, 依次創(chuàng)立這 些頂點見圖8.Gx 4圖8點的創(chuàng)立在Gambit中點的創(chuàng)立方式有四種：根據(jù)坐標創(chuàng)立、在線上創(chuàng)立、在面上創(chuàng)9.建和在體上創(chuàng)立.我們可以根據(jù)不同的需要來選擇不同的創(chuàng)立方式見圖Vertex中常用的命令還有:Move/Copy、Undo 和 Del.Move/Copy 命令圖9顯示的是 Move/Copy Vertex對話框.Operation回解覦的GeometryVertexVertices小 Move創(chuàng)y Copy p-Operation:Traris 1 atey Rota tey

8、Reflectv SaleCoordinate Sys.日驊金|TYPeArtesianCylindrical SphericalGlobalLocalx：窕r;團y: ht小工：r當我們要復制或移動一個點時,首先要選擇需要作用的點.在命令面板中單 擊Vertices右邊的輸入欄,輸入欄以高亮黃色顯示,說明可以選擇需要的點.在Gambit中選擇一個對象的方法有兩種：1 .按住Shift鍵,用鼠標左鍵單擊選擇的對象,該對象被選中,以紅色顯示.2 .單擊輸入欄右方的向上箭頭,就會出現(xiàn)一個對話框,從對話框中可以選 擇需要的點的名稱見圖11.因此為了便于記憶,建議在創(chuàng)立對象的時 候要起一個便于記住的名

9、字.圖11同時,Gambit還為我們提供了三種不同的坐標系,即直角坐標系、柱坐標 和球坐標.在命令面板的坐標類型中,可以選擇不同的坐標系.UndoUndo命令可以消除上一步操作的內(nèi)容,但需要注意的是,在 Gambit中只 有Undo命令而沒有Redo命令.DelDel命令用來刪除一些誤操作或不需要的對象.單擊Del按鈕,在視圖中選擇需要刪除的對象,再單擊 Apply按鈕即可.線的創(chuàng)立Line在命令面板中單擊Edge按鈕,就可以進行線的創(chuàng)立和編輯見圖 12.在Gambit中,最常用的是直線的創(chuàng)立.在Edge命令面板中單擊 Create Straight Edge按鈕,在視圖中選擇需要連成 線的點

10、,單擊Apply按鈕即可見圖13.這時視圖中的線段是以黃色顯示. 當這些線段組成一個面時,將以藍色顯示.lieometr/三|回回回困E研四到川因何上VertCBsCreate： Slmight Edgt：圖12圖13除了創(chuàng)立直線外,Gambit還可以創(chuàng)立其他的一些線段,如圓弧、圓、倒角、 橢圓等見圖14Edge命令中常用的還有合并、別離等命令,即可以把兩條線段合成一條, 也可以將一條線段分成兩條,這些可以為面的創(chuàng)立和網(wǎng)格劃分提供方便.由于 面的創(chuàng)立需要一個封閉的曲面.面Face的創(chuàng)立面的創(chuàng)立工作十分簡單,只須選擇組成該面的線,單擊 Apply按鈕即可見 圖15.需要注意的是這些線必須是封閉的

11、, 同時我們要創(chuàng)立一個二維的網(wǎng)格模 型,就必須創(chuàng)立一個面,只有線是不行的.同樣的道理,在創(chuàng)立三維的網(wǎng)格模 型的時候,就必須創(chuàng)立體.Geometryol oilFaceu p $4 第圖15在面的創(chuàng)立中,有一個布爾運算的操作,可以使我們創(chuàng)立不規(guī)那么形狀的面見 圖16 o布爾運算包括三種方式：力口、減、交.| . Subtract. Intersect圖162.網(wǎng)格的劃分在命令面板中單擊 Mesh按鈕,就可以進入網(wǎng)格劃分命令面板.在 Gambit中, 我們可以分別針對邊界層、邊、面、體和組劃分網(wǎng)格.圖 17所示的五個按鈕分 別對應(yīng)著這五個命令.圃Boundary Layer邊界層回Edge邊回Fa

12、ce面回Volume體囤Group 組圖17邊界層網(wǎng)格的創(chuàng)立在命令面板中單擊按鈕,即可進入邊界層網(wǎng)格創(chuàng)立見圖 18圖18邊界層網(wǎng)格的創(chuàng)立需要輸入四組參數(shù),分別是第一個網(wǎng)格點距邊界的距離FirstRow,網(wǎng)格的比例因子Growth Factor,邊界層網(wǎng)格點數(shù)Rows,垂直邊界方 向以及邊界層厚度Depth.這四個參數(shù)中只要任意輸入三組參數(shù)值即可創(chuàng) 建邊界層網(wǎng)格.同時,我們還可以選擇邊界層網(wǎng)格創(chuàng)立的形式.在命令面板的 TransitionPattern區(qū)域,系統(tǒng)給我們提供了四種創(chuàng)立方式見圖19.c) 3:1圖192.1.2創(chuàng)立一個邊界層網(wǎng)格以上述二維軸對稱圓孔射流的計算模型為例,介紹邊界層網(wǎng)格的

13、生成.1 .單擊Mesh按鈕,選擇Boundary layer選項,進入邊界層網(wǎng)格創(chuàng)立命令 面板.2 .按住Shift按鈕,用鼠標左鍵單擊圖形中的線段1,選擇其為創(chuàng)立對象.3 .輸入?yún)?shù)值為：First Row：, Growth Factor： , Rows： 10,選擇創(chuàng)立形式 為1:1 ,單擊Apply按鈕完成創(chuàng)立工作見圖20.圖1 .2.2創(chuàng)立邊上的網(wǎng)格點數(shù)當我們劃分的網(wǎng)格需要在局部加密或者劃分不均勻網(wǎng)格時,我們首 先要定義邊上的網(wǎng)格點的數(shù)目和分布情況.邊上的網(wǎng)格點的分布可分為兩種情況 ,一種是單調(diào)遞增或單調(diào)遞 減,一種是中間密疏兩邊疏密.下面依然結(jié)合實例介紹邊上網(wǎng)格點 的創(chuàng)立.1.單擊

14、命令面板中的叵L,進入Edge網(wǎng)格創(chuàng)立面板見圖21圖212 .在圖13中選擇線段2.3 .在命令面板中單擊 Double Side按鈕,設(shè)置 Radiol和Radio2為4 .在命令面板中單擊Interval Size按鈕,選擇Interval Count選項.5 .在Interval Count按鈕的左邊輸入?yún)?shù)值為 20.22)6 .單擊Apply按鈕,觀察視圖中邊上的網(wǎng)格點的生成見圖圖227 .選擇視圖中的線段3,取消對Double Side按鈕的選擇,設(shè)置 Radio為, Interval Count為80,觀察視圖中網(wǎng)格點的分布情況.視圖中選中線段上的 紅色箭頭代表了 Edge上網(wǎng)格

15、點分布的變化趨勢.如果Radio大于1,那么沿箭 頭方向網(wǎng)格點的分布變疏,小于1,那么沿箭頭方向網(wǎng)格點的分布變密.如果 發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格點的分布情況與預計的相反,可以采用兩種方法解決：1按住Shift 按鈕,在所選擇的線段上單擊鼠標中鍵改變箭頭的方向；2在命令面板中單擊Invert按鈕,將Radio值變?yōu)槠涞箶?shù)值.8.依次選擇視圖中的線段 4、5、6、1,設(shè)置合理的網(wǎng)格點分布.注意：在設(shè)置網(wǎng)格點分布的時候,一個封閉面的最后一條線段的網(wǎng)格點的分 布可以通過系統(tǒng)自動計算得到.2.2.3劃分面的網(wǎng)格Gambit對于二維面的網(wǎng)格的劃分提供了三種網(wǎng)格類型：四邊形、三角形和 四邊形/三角形混合,同時還提供了五種網(wǎng)

16、格劃分的方法.表 1、2分別列舉 了五種網(wǎng)格劃分的方法以及它們的適用類型.方法描述Map創(chuàng)立四邊形的結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格方法描述Submap將一個不規(guī)那么的區(qū)域劃分為幾個規(guī)那么區(qū)域并分別 劃分結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格.Pave創(chuàng)立非結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格Tri Primitive將一個三角形區(qū)域劃分為三個四邊形區(qū)域并劃分 規(guī)那么網(wǎng)格.Wedge Primitive在一個楔形的尖端劃分三角形網(wǎng)格,沿著楔形向外 輻射,劃分四邊形網(wǎng)格.表1適用類型方法QuadTriQuad/TriMapSubmapPaveTri PrimitiveWedge Primitive表2卜面仍然以二維軸對稱自由射流的網(wǎng)格劃分為例,來介紹各種網(wǎng)格的生成1.單

17、擊命令面板中的板見圖25.按鈕Mesh FacR,進入面的網(wǎng)格創(chuàng)立命令面圖252.選擇視圖中的面,系統(tǒng)中默認的網(wǎng)格點的類型為四邊形結(jié)構(gòu)網(wǎng)格.單擊 Apply按鈕,觀察網(wǎng)格的生成見圖 26.圖263.在命令面板的Type中選擇網(wǎng)格類型為Pave,單擊Apply按鈕,觀察網(wǎng) 格的生成見圖27圖274.選才? Element類型為Tri,單擊Apply按鈕,觀察網(wǎng)格的生成見圖28圖28三邊界的定義在Gambit中,我們可以先定義好各個邊界條件的類型,具體的邊界條件取值在Fluent中確定.1 .在菜單欄中選擇 Fluent/Fluent5.這個步驟是不可缺少的,它相當于給 Gambit定義了一個環(huán)境

18、變量,設(shè)置完之后,定義的邊界條件類型和 Fluent5中的邊界類型相對應(yīng).2 .在命令面板中單擊按鈕,進入?yún)^(qū)域類型Zone Type定義面板.3 .單擊 按鈕,出現(xiàn)Specify Boundary type對話框見圖29.Specirv IJoundary rypFimapft RS jWDdny jpeidebfcimnTypiHill 叫叫哼VfALLEntity:圖294 .選擇Entity類型為Edge在視圖中選擇Edge1,在Name區(qū)域中輸入 Wall, 選才 Type為Wall,即定義Edge1的邊界條件為固壁條件,取名為 Wall.5 .選才E Edge2,定義邊界條件為壓力入

19、流條件Pressure Inlet,取名為 Inflow.6 .選才E Edge4,定義邊界條件為壓力出流條件Pressure Outlet,取名為 Outflow.7 .選才E EdgeS 6,定義邊界條件為遠場壓力條件Pressure Far-field,取 名為 Outflow1 o8 .選才? Edge3,定義邊界條件為軸對稱條件Axis,取名為Axis.四保存和輸出1 .在菜單欄中選擇File/Save as,在對話框中輸入文件的路徑和名稱.注意：在Gambit中要往一個文本框中輸入文字或數(shù)字,必須先將鼠標在文 本框中單擊選中文本框2 .選才? File/Export/Mesh ,輸

20、入文件的路徑和名稱.三維建模相對于二維建模而言,三維建模與二維建模的思路有著較大的區(qū)別.二維 建模主要遵循點、線、面的原那么,而三維建模那么更象搭積木一樣,由不同的三 維根本造型拼湊而成,因此在建模的過程中更多的用到了布爾運算及Autocad等其他的建模輔助工具.三視圖的使用在建立三維圖形的時候,使用三視圖有利于我們更好的理解圖形.圖30顯示的是Gambit的視圖限制面板.Graphics F VAndows ControlActive為西里0里圖30在當前狀況下,四個視圖都是激活的在 Active欄中,顯示紅色,這時 視圖限制面板中的十個命令將同時作用于四個視圖.在創(chuàng)立三維圖形之前,我們要做

21、的第一項工作就是要將Gambit的四個視圖設(shè)置為頂視圖、前視圖、左視圖和透視圖.用鼠標單擊Active右邊的后三個視圖,取消對它們的激活,激活取 消后呈灰色見圖31.Active圖31田事土、囪一而*國小,玄2.3.用鼠標右鍵單擊視圖限制面板中的坐標按鈕 在！,彈出一組坐標系見圖32選擇,那么左上視圖變成頂視圖.如法炮制,設(shè)置其他視圖見圖33.4.單擊限制面板中的一I,也可將視圖設(shè)成三視圖.+X 71BUFr-evious圖32根本三維模型的建立在Gambit限制面板中單擊按鈕,在Volume中用鼠標右鍵單擊,彈出一組按鈕見圖34,表示Gambit所能創(chuàng)立的根本三維幾何體,主要有長 方體、圓柱

22、體等.gpm圖34布爾運算的根本概念典型的布爾運算包括并、交、減.并：將兩個物體并成一個物體兩個物體的并集交：兩個物體的交集減：A物體減去B物體下面用一個簡單的例子來說明根本三維幾何體的創(chuàng)立和布爾運算的運用1 .單擊, 按鈕,輸入?yún)?shù)創(chuàng)立一個高 60,半徑6的圓柱體見圖35.在Axial Loaction欄中選取Positive X,使得圓柱體的法線指向 x方向.在Gambit 中創(chuàng)立的幾何體,其基點都在坐標系的原點見圖36 o如果創(chuàng)立的幾何體過大,在視圖中無法顯示全圖,或者太小,無法分辨,單擊按鈕即可.Create Real CylinderHeight 弼Radius 1 忖Radius

23、Z 星Coordinate Sys.Positive 1Centered ZMogstive ZPositive PCentered X圖35由gmtiv焉*Positive Centered YAkis Location圖362,為了能夠更好的觀察三維幾何體,可以用鼠標拖動四個視圖中央的小方塊, 改變四個視圖的大小見圖37.3 .再創(chuàng)立兩個圓柱體,分別指向 y和z方向見圖38.j*54 .單擊F 按鈕,移動圓柱體,使其如圖 39所示.5 .單擊按鈕,選擇三個圓柱體,依次將它們合并在一起見圖40圖37圖396.為了更加清楚的觀察三維幾何體,可以選擇按鈕見圖410圖417.選擇按鈕即可恢復原狀.

24、網(wǎng)格劃分三維幾何體網(wǎng)格的劃分與二維的根本一樣,但三維物體的網(wǎng)格劃分比擬難以 把握,尤其是對局部的加密.引入CAD圖形Gambit只適用于創(chuàng)立簡單的三維幾何體,對于復雜形體而言,其繪圖功能 是遠遠不夠的,這時Gambit允許我們引入一些其他軟件創(chuàng)立的文件,常用的有 Autocad倉1J建的ASCI形式的文件.sat.CAD中創(chuàng)立的圖形要輸出為.sat文件,要滿足一定的條件.對于二維圖形來 說,它必須是一個region,也就是說要求是一個聯(lián)通域.對于三維圖形而言,要 求其是一個ASCI body范例一.二維軸對稱維多辛斯基曲線噴嘴圖1為維多辛斯基曲線噴嘴示意圖.圖中的維多辛斯基曲線雖然在gambi

25、t中也能創(chuàng)立,但曲線的光滑效果不如CAD中的好.因此在遇到復雜幾何體時,可以考慮在CAD中繪制局部圖形然后在 GAMBIT中進行組裝.一 在Autocad中創(chuàng)立維多辛斯基曲線1 .利用pline命令將維多辛斯基曲線上的各點坐標連成一條折線.2 .利用pedit命令使折線光滑.3 .創(chuàng)立其他輪廓線見圖2.噴嘴的具體參數(shù)見參考圖紙.對于二維圖形要輸出為.sat文件,必須是一個region圖形.1 .輸入region命令,或在命令面板中單擊.2 .選擇噴嘴輪廓線,單擊鼠標右鍵或回車.3 .選才? file/export ,選擇保存類型為 ACIS *sat,輸入文件名為.4 .選擇噴嘴輪廓線,單擊鼠

26、標右鍵或回車.三 在gambit中輸入.sat文件1 .在gambit中選擇file/import/ACIS ,輸入文件名,單擊accept按鈕見圖3, 即可將CAD中創(chuàng)立的圖形讀入gambit 見圖4.注意：由于gambit中只能利用坐標參數(shù)進行定位,所以在 CAD中創(chuàng)立圖形時要 注意選好坐標如起始點為原點坐標.ACTSFormat：ASCII BinaryFile Name;亭;、苫依山.中年審24如知七Browse.AcceptOose圖3輸入對話框圖4輸入圖形四完成模型的其他局部1.如圖5所示,完成模型的其他局部,將噴嘴的外流場組成一個面.計算域為20D*5D圖5二維軸對稱噴嘴計算域五

27、劃分網(wǎng)格1.噴嘴內(nèi)部的面facel,定義網(wǎng)格數(shù)為80*50,網(wǎng)格類型為四邊形 map網(wǎng)格 圖 6.圖62.噴嘴外部的面face2,定義軸線上網(wǎng)格點為240個.定義噴嘴外輪廓線的 網(wǎng)格點數(shù)見圖7圖7注意：對于網(wǎng)格的劃分,如果要求限制網(wǎng)格的密度,可以遵循從線到面的原那么, 但是對于多邊形區(qū)域而言,不能將所有邊的網(wǎng)格點都定死,必須有一些邊不定 義網(wǎng)格.如四邊形區(qū)域,一般只定義相鄰兩個邊的網(wǎng)格.至于多邊形區(qū)域怎樣 定義邊上的網(wǎng)格,必須在實踐中不斷的嘗試.3.劃分外區(qū)域的網(wǎng)格,網(wǎng)格類型為 submap 見圖8.圖8六定義邊界條件1.選擇 solver/fluent5.2.單擊按鈕3.定義各邊界條件4.單擊將兩個面設(shè)為同一個連續(xù)體fluid見圖 9Specify Gonlinuum TypesFLUE NT 5fiairne:-JuidAc lion：j Add v Modify DeleteType:圖9注意：對于一個復雜的幾何體而言,在網(wǎng)格劃分時必定要劃分為多個區(qū)域.將 這些區(qū)域定義到一個統(tǒng)一的連續(xù)體中,這樣,不同區(qū)域間的分隔線就會被默認 為內(nèi)部網(wǎng)格點.5 .將網(wǎng)格輸出為.msh文件.二.三維雙孔噴嘴