內(nèi)容第03講cf導(dǎo)入

1、Fluent Meshing第 3章:導(dǎo)入CAD并劃分帶CFD表面網(wǎng)格-CHINA-China 技術(shù)部捷所有公司名，名，服務(wù)名是 各個公司的商標(biāo)或登記商標(biāo)以及服務(wù)商標(biāo)。本資料信息。沒有得到敝公司的同意，請不要使用，發(fā)布，本資料或本電子檔。用戶圖形界面n 本章您將學(xué)習(xí)到：對已完成流域抽取工作的幾何，也即封閉域進(jìn)行網(wǎng)格劃分應(yīng)用CAD reader技術(shù)在幾何導(dǎo)入過程中同時進(jìn)行面網(wǎng)格劃分或者導(dǎo)入其它工具已經(jīng)劃分好的表面網(wǎng)格在導(dǎo)入過程網(wǎng)格質(zhì)量會被優(yōu)化在轉(zhuǎn)移至求解器之前基于表面網(wǎng)格填充體網(wǎng)格前處理工作流程幾何輸入網(wǎng)格輸入幾何生成幾何操作網(wǎng)格生成求解器 幾何和修復(fù) 幾何輸入選擇 邊界修改 輸入CAD 混合網(wǎng)

2、格: 四面邊界層, 金字塔 輸入STL 補(bǔ)洞 薄層網(wǎng)格 讀入網(wǎng)格 補(bǔ)縫 切割體網(wǎng)格 小面幾何選擇 幾何準(zhǔn)備選擇 全局網(wǎng)格 平面, 旋轉(zhuǎn)邊, 掃描邊等 局部網(wǎng)格 結(jié)合/相交的布爾運(yùn)算 相近，曲率，體積加密區(qū)（BOI），軟，硬控制 生成箱體，錐體，圓柱體等 采用包面流體域提取體,六面體, 網(wǎng)格生成 面網(wǎng)格再生成 干凈的CAD處理流程讀入文件Fluent Meshing可以直接讀入:üüü網(wǎng)格文件 (.msh) (將保留體網(wǎng)格)邊界網(wǎng)格文件 (.msh) (將刪除體網(wǎng)格) Fluent Case文件(.cas)(在轉(zhuǎn)向solver模式時solver信息將被保留)Flue

3、nt Meshing可以導(dǎo)入:üCGNS, PATRAN, NASTRAN, Fluent 2D等格式網(wǎng)格以導(dǎo)入方式讀入STL 文件à CAD中間格式CAD: STEP, IGES, ACIS, Parasolid導(dǎo)入由Workbench CAD readers而來的CADüüü注意, CAD在導(dǎo)入過程中被離散化通過CAD模塊準(zhǔn)備幾何(I)在導(dǎo)入Fluent Meshing前先通過CAD模塊預(yù)處理幾何有諸多好處，比如在Design M(SCDM)中。er (DM)或SpaceClaim Direct mer流體域抽取刪除不需要的部件簡化幾何特征

4、封閉孔洞/縫隙修復(fù)問題表面 (離散時可能失敗)利用CAD模塊中的便捷工具(如DM中的extend to limits工具或SCDM中的Power Selection工具)可方便設(shè)置邊界名稱 (即Named Selections)ü 注意：CAD模塊中Attributes 功能傳遞.名也可通過如CATIA中的發(fā)布功能或NX中的Face Name通過CAD模塊準(zhǔn)備幾何(II)在SCDM和DM中都可以激活共享拓?fù)溥x項(xiàng)，從而保證“Multi-Body Part” (多體部件)導(dǎo)入后形成單連通域表面，如在Ansys Meshing中一樣。啟用共享拓?fù)溥x項(xiàng)后從DM (AGDB) 或 SCDM (

5、SCDOC)導(dǎo)出的模型導(dǎo)入Fluent后，CAD和體將共享公共面。 Design SpaceClaimeTopooT從Ansys Meshing 中導(dǎo)出表面網(wǎng)格Ansys Meshing 中的表面網(wǎng)格(不包含體)已應(yīng)用函數(shù)。選擇四面體體網(wǎng)格選項(xiàng)以獲得三角形表面網(wǎng)格通過Preview à Surface Mesh 工具獲得表面殼體網(wǎng)格通關(guān)過Fileà Export導(dǎo)出 “Fluent Input Files (*.msh)”格式文件還可基于六面體體網(wǎng)格導(dǎo)出表面 Fluent meshingpyramid 或非連續(xù)過渡的六面體網(wǎng)格 (見高級培訓(xùn)課程) CAD 導(dǎo)入典型的選項(xiàng) C

6、AD 導(dǎo)入選項(xiàng) 可選擇導(dǎo)入單個文件或多個文件 標(biāo)準(zhǔn)選項(xiàng) 從CAD中導(dǎo)入曲率信息，以此為基礎(chǔ)計(jì)算CAD表面曲率，而非基于已離散的表面計(jì)算。 Append(附加)選項(xiàng)可將任意多個CAD文件加入已載入的幾何中而非覆蓋。 此處設(shè)置的長度用。后面將會被使 CAD 導(dǎo)入 導(dǎo)入選項(xiàng)CAD 選項(xiàng):如選擇了多文件讀入模式，可設(shè)置是否讀入各級子目錄中的CAD文件?！癝ave PMDB”選項(xiàng)可保存數(shù)據(jù)庫文件以供后期設(shè)置其它CAD導(dǎo)入選項(xiàng)時快速二次讀入幾何， 而無需重新讀入所有CAD文件，“Import Named Selections”選項(xiàng)繼承CAD工具中名還需選擇boundary zones 和 Objects

7、的分割方式 導(dǎo)入的同時劃分CFD面網(wǎng)格導(dǎo)入幾何的同時生成由等邊形CFD面網(wǎng)格的高質(zhì)量的輸入的(m,mm等)基于此前所選擇的長度Min Size用于指定curvature/proximity最大的區(qū)域的最小網(wǎng)格。Max Size用于指定最大離散。Edge Proximity使用edge proximitysize function來基于指定的單個間隙網(wǎng)格數(shù)來創(chuàng)建CFD面網(wǎng)格。Cells per gap(單個間隙網(wǎng)格數(shù))為edge proximity size function指定單個間隙內(nèi)將創(chuàng)建的網(wǎng)格層數(shù)。 導(dǎo)入的同時劃分CFD 表面網(wǎng)格選項(xiàng)會增加導(dǎo)入時間，但對于簡單或中等復(fù)雜程度的幾何或?qū)⒉捎?/p>

8、cutcell方式創(chuàng)建 體網(wǎng)格的模型（對此種模型連續(xù)性更加重要）仍然建議使用。 Object 類型歸屬 Mesh Object 連續(xù)的，高質(zhì)量的三角化網(wǎng)格 Geometry Object 不連續(xù)的，低質(zhì)量的對象，如STL or CAD 離散表面 外部表面網(wǎng)格導(dǎo)入 工作流程CFD表面網(wǎng)格導(dǎo)入后會自動MeshObjects, 也即連續(xù)性和質(zhì)量被認(rèn)為足夠高，可用于體網(wǎng)格創(chuàng)建。 用戶在創(chuàng)建體網(wǎng)格前都應(yīng)通過工具來確認(rèn)其連續(xù)性和質(zhì)量是否足夠高。如果封閉的表面網(wǎng)格是從其它軟件，如ANSYS Meshing導(dǎo)入的，這種沒有parent Objects的Face Zone會被歸入“Unreferenced”。用

9、戶可以從目錄樹中選擇這些對象來創(chuàng)建Object.RMB僅選擇Face Zones 或者加上Edge Zones選擇Object Name, Type 和 Cell Zone typeCFD 表面網(wǎng)格 - Edge Proximity(特征線鄰近)Edge Proximity OFFEdge Proximity ON如果用戶希望基于導(dǎo)入的離散表面直接生成體網(wǎng)格，那么導(dǎo)入過程中生成CFD 表面網(wǎng)格時的Edge Proximity設(shè)定就直接相關(guān)啦。指定Size Field(函數(shù))導(dǎo)入CAD在CAD導(dǎo)入過程生成CFD表面網(wǎng)格時可采用已有的Size Field文件(*.sf)通過它用戶可以在CAD導(dǎo)入時

10、指定更詳細(xì)的局部，從而獲得高質(zhì)量的面網(wǎng)格。可以通過以下方式獲得完全的1.采用 CAD Faceting (類似STL)來快速導(dǎo)入CAD，此方式定義Size Field，并在指定的表面應(yīng)用所需的 face-face proximity, hard/softsizing等2.保存Size Field文件，并以CFD Surface Mesh方式讀入相同的CAD文件時再次使用。 導(dǎo)入時保存Size Field用戶還可以以文件方式保以標(biāo)準(zhǔn)的CFD surface mesh方式導(dǎo)入CAD時用到的size filed。用戶可在后面的remeshing/wrapping/cutcell/tetra等過程中導(dǎo)

11、入該Size Field重新使用。 定義Fluent Meshing中的總是采用導(dǎo)入時指定的系統(tǒng)。 例如CAD導(dǎo)入時選擇以mm，所有后續(xù)的都以mm為。用戶可以在任意時候通過縮放網(wǎng)格來調(diào)整系統(tǒng)。Fluent Meshing中的，用戶通過它可以：定義非常靈活 Curvature 定義“global” 面網(wǎng)格 還可以添加局部函數(shù)來快速獲得一套，如：確保幾何的某個指定區(qū)域采用指定的尺寸或僅在某些區(qū)域應(yīng)用更精細(xì)的curvature/proximity設(shè)置的典型流程對face/edge zones指定義所需的 “Size Field”計(jì)算Size Field以定1.2.3.4.計(jì)算后可視化觀察Size F

12、ield檢查Size Field是否滿足目標(biāo) 如是否捕捉到所需的小狹縫。用戶還可以選擇刪除Size Field，5.完成Size Field計(jì)算后，用戶可通過修改定義，并重新計(jì)算。Ctrl-Y組合鍵來獲得某處的立方體就代表此處將用到的。紅色。Size Field可用于： Wrap,Remesh, 創(chuàng)建四面體網(wǎng)格及Cutcell網(wǎng)格。6.此處，為捕捉翼型后緣，需要附加的如hard 或 proximity)定義 (Curvature Size Function：曲率函數(shù)曲率函數(shù)(Curvature size functions)檢測線/面上的曲率，并對其加密直至用戶指定的用于捕捉幾何的最小 較小的

13、曲率角設(shè)置會帶來更深的加密，如下圖所示。Proximity Size Function：鄰近函數(shù)鄰近函數(shù)(Proximity size functions)檢測所選的邊/面之間的鄰近性(proximity) ，并對其加密直至用戶指定的最小，從而合理地捕捉狹縫特征。如下圖例示，此處用戶指定了狹縫內(nèi)的網(wǎng)格數(shù)。Proximity Size Function：鄰近函數(shù) 在本頁所示例子中，法線指向內(nèi)部 當(dāng)“ ignore orientation”設(shè)為 OFF時，表面網(wǎng)格在刻槽長度上未被加密 當(dāng)“ ignore orientation”設(shè)為 ON時，表面網(wǎng)格在刻槽長度上被加密Soft&Hard S

14、ize Functions:軟&硬函數(shù)硬軟函數(shù)(Hard size function)設(shè)置固定的函數(shù)(Soft size function)設(shè)置最大兩者均可應(yīng)用于邊或面Meshed Size Function:沿用現(xiàn)有網(wǎng)格函數(shù)沿用現(xiàn)有網(wǎng)格函數(shù)(Meshed size function )在下圖示例中，對灰域應(yīng)用了Mesh SF，鄰近的綠域則從灰域已有網(wǎng)格開始逐漸增長重構(gòu)。我們采用某些區(qū)域上已有的網(wǎng)格作為劃分網(wǎng)格的。函數(shù)BOI Size Function: BOI函數(shù)可用來限制某空間區(qū)域內(nèi)的邊BOI界網(wǎng)格在下圖示例中，右圖模型應(yīng)用了BOI來限制車尾對稱面上的網(wǎng)格增長。任意形狀加密區(qū)BOI

15、 可用來加密表面或空間內(nèi)的網(wǎng)格。被“Unreferenced” 的Boundary Zones 和Edge Zones 也可以在其上加載函數(shù)我們可以在此次創(chuàng)建一個“unreferenced” 面，并應(yīng)用hard/soft 尺寸設(shè)置來加密附近的網(wǎng)格，以捕捉從車頂過來的氣流在此形成的剪切層。采用范圍(Scoped Sizing)創(chuàng)建字段ØØØScoped sizes僅在已定義Objects的模型中可用可設(shè)置全局和局部可應(yīng)用于Objects 或ZonesMesh, geometry 或 un-referenced對象類型通配符字符串或所選對象1.2.3.Ø 包

16、含創(chuàng)建、修改、刪除、重繪，、寫、讀選項(xiàng)以及計(jì)算或刪除字段Ø 激活字段過濾器網(wǎng)格可視化基于已定義的函數(shù)進(jìn)行計(jì)算后，用戶可以：通過Ctrl-Y組合鍵或圖標(biāo)來確認(rèn)局部布置情況或采用Ctrl-T，然后Ctrl-C激活云圖確認(rèn)局部布分網(wǎng)格可視化評估及可視化采用預(yù)覽工具評估局部最小和最大按Ctrl-T (雜項(xiàng)工具欄)然后按üCtrl-P進(jìn)入預(yù)覽面板周期性匹配Ø 周期性匹配用來在完成網(wǎng)格劃分后強(qiáng)制地將周期性邊界上網(wǎng)格調(diào)成一致Ø 用戶可通過模型樹，Scoped sizing和Size Function面板進(jìn)入周期性匹配設(shè)置Ø 通過定義周期性，包面過程的周期激活

17、。ü 點(diǎn)擊“Define”，然后選擇6個點(diǎn)+角度來定義周期性面。1函數(shù)和周期邊界網(wǎng)格也被23456SizeFunctionField操作用戶可以讀&寫Size Fields File à Read à Size Field File à Write à Size Field當(dāng)一個Size field被計(jì)算或?qū)霑rSize function 操作面板變灰如需改變Size Function定義，需要先刪除已有的 Size Field計(jì)算后變灰先刪除當(dāng)前Size Field以激活并修改SizeFunctionsSizeFunction縮放通過

18、一個簡單的縮放因子，用戶可以采用不同的快速重構(gòu)表面、固體，或連續(xù)的CFD模型?？s放因子=1.5原始網(wǎng)格密度縮放因子=0.7案例操作 WS02 以CFD面網(wǎng)格導(dǎo)入模式進(jìn)行CAD導(dǎo)入和網(wǎng)格劃分附錄Size Function 面板n1.Size Function 設(shè)置確定絕對最小、最 1設(shè)置全局大選擇感及增長率。2.3.4.的 Face Zones的Edge Zones4或選擇感為所選擇的Zone應(yīng)用size function 類型和輸入 (如soft, hard, curvature, proximity). 此處可進(jìn)行多個設(shè)置，如僅對某些指定的Zone設(shè)置Proximity 或hard計(jì)算 Si

19、ze Field采用計(jì)算出來的Size Field進(jìn)行其它操作，如重構(gòu)，cutcell或包面。2355.6.快速的默認(rèn)Size Function使用“Create Defaults” 按鈕將采用全局的最小、最大建Size Function和增長率來創(chuàng)1. 在所有的Edge Zone上應(yīng)用Curvaturesize function (默認(rèn)18度)2. 在所有的Face Zone上應(yīng)用Curvature size function (默認(rèn)18度)3. 在所有的Edge Zone上應(yīng)用Proximity size function (默認(rèn)每個間隙3個網(wǎng)格)4. 在所有的Face Zone上應(yīng)用Pr

20、oximity size function (默認(rèn)每個間隙3個網(wǎng)格)“Create Defaults” 應(yīng)該謹(jǐn)慎使用，建議用戶先花點(diǎn)時間考慮考慮以下當(dāng)前模型的最佳寸快速試觀察。已得到最佳結(jié)果。對于簡單的幾何，可以先進(jìn)行網(wǎng)格尺Size Function Draw Sizes(繪制)Draw Sizes功能會在視圖中疊加顯示指定的 最小 最大來自SpaceClaim的STL幾何導(dǎo)入來自SpaceClaim的STLØØ高質(zhì)量的連續(xù)的離散表面通常產(chǎn)生自由面 可生成具有一致性的網(wǎng)格Fluent MeshingSpaceClaimSpaceclaim STL 導(dǎo)出插件從很多工具，如SC

21、DM默認(rèn)導(dǎo)出的STL只包含一個實(shí)體，也即所有的三角形面在導(dǎo)入到Fluent Meshing時屬于同一個Face Zone。在Spaceclaim中有一個插件可使在導(dǎo)出STL時將邊界命名附在STL文件中。了解 支持。關(guān)于此插件請公司門戶或當(dāng)?shù)丶夹g(shù) 一個Object一個文件一個Zone一個文件每個Object 或一組表面以一個有意義的名字輸出為一個單獨(dú)的文件通常比較方便，例如基于part/body命名的STL文件導(dǎo)入文件夾下所有的*.stl文件一個Zone一個文件方式導(dǎo)入將會以文件名來命令object或face zone CAD 導(dǎo)入命令用戶界面TUI (I) CAD 導(dǎo)入命令用戶界面TUI(II) CAD 導(dǎo)入命令用戶界面TUI(III) CAD導(dǎo)入工具可執(zhí)行程序n-要終止CAD導(dǎo)入，用戶可進(jìn)入進(jìn)程列表找到名為python.exe的進(jìn)程。如果殺死該進(jìn)程，CAD導(dǎo)入將會終止，但Fluent界面將繼續(xù)有效。簡單示例 應(yīng)用Size FunctionsBOI Shape*此處隱藏了上表面本案展示了一個簡單的模型繞兩個突出的