機(jī)艙熱管理教程

機(jī)艙熱管理教程第1頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月目錄幾何數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與導(dǎo)入解析設(shè)定Mesh生成換熱器，風(fēng)扇的設(shè)定輸出設(shè)定解析執(zhí)行與結(jié)果評價方法第2頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月目錄面網(wǎng)格生成車體部分（車身壁面及發(fā)動機(jī)艙壁面）的表面處理風(fēng)扇部分（風(fēng)扇葉片處理，MRF面的創(chuàng)建）的表面處理車體部分表面與風(fēng)扇部分表面的合并換熱器、冷凝器部分的表面處理計算區(qū)域Block表面的創(chuàng)建，輪胎與地面接觸部分的表面處理局部Remesh區(qū)域劃分，Interface的創(chuàng)建體網(wǎng)格生成計算設(shè)定第4頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月CAD1-Exterior2-Grill3-Underbody4-PowerTrain5-HeatExchangersExterior_Surface.slt,Tire.stlGrill.stlUnderpanels.stl,UnderbodyPanels.stlExhaust.st,Powertrain.stllFan.stl,Fan_Shroud.stl,Condenser.stlRadiator_Inlet.stl第5頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月車體部分的表面處理在Star-cd中導(dǎo)入es-uhoodtutorials例子1的文件es-uhood_tut01.cel，es-uhood_tut01.vrt，es-uhood_tut01.ctab以Star-cdproam導(dǎo)出star.dbs在Star-ccm+中導(dǎo)入star.dbs，打開網(wǎng)格、透明，確認(rèn)幾何，保存為1_import.sim文件第6頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月通過確認(rèn)幾何，在不加入風(fēng)扇、換熱器、冷凝器之前，汽車發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部是一個連通區(qū)域，所以首先采用“外包”的wrap方式，將汽車外輪廓及發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部wrap為一個連續(xù)的幾何表面在wrap之前，首先根據(jù)wrap對于局部尺度、防接觸等的設(shè)定需要，對Regions中的Boundaries分割、合并，分類并重命名如下：汽車上部的外殼第7頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車中部的殼，包圍輪胎的部分與輪胎需設(shè)定防接觸格柵與格柵外圍，需設(shè)定小尺度與中間過渡尺度第8頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車底盤，已具有一定厚度，否則需做成一定厚度，保證wrap可實行汽車輪胎，需設(shè)定與外殼的防接觸第9頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車發(fā)動機(jī)外輪廓，構(gòu)成汽車發(fā)動機(jī)艙內(nèi)空間的外壁面，需設(shè)定與汽車外殼、底盤的防接觸汽車排氣管外輪廓，構(gòu)成汽車發(fā)動機(jī)艙內(nèi)空間的外壁面，需設(shè)定與汽車外殼、底盤的防接觸第10頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇SurfaceWrapper的面網(wǎng)格方案，準(zhǔn)備包面根據(jù)車身的大概長度、wrap的精度和計算機(jī)內(nèi)存的承受能力，選擇一個合適的BaseSize，本例BaseSize=0.03m第11頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月在Region1的MeshValues–ContactPrevention下，設(shè)定2組防止接觸，分別是：發(fā)動機(jī)及排氣管與汽車外殼及底盤之間；汽車外殼與汽車輪胎之間。2組防接觸的尺度設(shè)定如下：第12頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月因為希望通過wrap連結(jié)middle和bottom，形成發(fā)動機(jī)艙內(nèi)空間，所以middle和bottom之間不能設(shè)定防接觸第13頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月1_shell與3_bottom之間有較大的未封閉縫隙第14頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月在Representations中，對Import進(jìn)行RepairSurface，填補(bǔ)此縫隙，合并到1_shell中第15頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月對Region1的每個Boundary設(shè)置合適的warp尺度：首先打開CustomSurfaceSize，然后設(shè)定合適的RelativeMinimumSize和RelativeTargetSize相對于BaseSize的百分比BoundariesRelativeMinimumSizeRelativeTargetSize1_shell25%60%2_middle25%60%2_middlegeshan3%5%3_bottom25%60%4_wheel20%30%5_geshan1%3%6_motor8%12%7_pipe8%12%第16頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇External的方式，開始進(jìn)行wrap第17頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月wrap完成之后，wrap會生成特征線，對特征線進(jìn)行修理修特征線越仔細(xì)，下一步remesh之后的網(wǎng)格質(zhì)量越高，當(dāng)然修特征線需要較多的工作量第18頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月Wrap完成之后，保存2_wrap.sim文件確認(rèn)wrap后的表面已經(jīng)合格，WrappedSurface已可以代替Import后，可以在Representations中刪除Import，僅保留WrappedSurface一套表面，方便之后的操作第19頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇SurfaceRemesher的面網(wǎng)格方案，準(zhǔn)備進(jìn)行面網(wǎng)格重繪選擇一個合適的BaseSize，本例BaseSize=0.1m第20頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月對Region1的每個Boundary設(shè)定合適的remesh尺度：首先打開CustomSurfaceSize，然后設(shè)定合適的RelativeMinimumSize和RelativeTargetSize相對于BaseSize的百分比BoundariesRelativeMinimumSizeRelativeTargetSize1_shell25%60%2_middle25%60%2_middlegeshan10%20%3_bottom25%60%4_wheel20%30%5_geshan4%8%6_motor15%20%7_pipe15%20%第21頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月Remesh尺度已設(shè)定好，如果特征線也已修好，則開始進(jìn)行remesh第22頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月在Representations中選擇RemeshedSurface–RepairSurface，檢查RemeshedSurface的表面質(zhì)量，并手工修復(fù)一些錯誤。第23頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月車體表面處理好后，保存3_remesh.sim文件確認(rèn)remesh后的表面已經(jīng)合格，RemeshedSurface已可以代替WrappedSurface后可以在Representations中刪除WrappedSurface，僅保留RemeshedSurface一套面，方便之后的操作第24頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇部分的表面處理風(fēng)扇區(qū)域的處理方法：新建一個Star-ccm+的simulation，導(dǎo)入風(fēng)扇幾何文件4-Fan.stl打開網(wǎng)格線，檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇葉片網(wǎng)格不連續(xù)，本例中仍然以wrap方式進(jìn)行修理Wrap完畢后，創(chuàng)建包圍風(fēng)扇的圓柱形mrf面，然后進(jìn)行Remesh最后將風(fēng)扇部分的表面導(dǎo)出為.dbs文件，打開車體的sim文件，將風(fēng)扇部分導(dǎo)入風(fēng)扇葉片網(wǎng)格不連續(xù)第26頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月本例風(fēng)扇葉片僅一個boundary，選擇BaseSize=0.005m來wrap根據(jù)風(fēng)扇葉片幾何的好壞，也可選擇其他方式來修理表面的連續(xù)性第27頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月在Tools–CoordinateSystems下創(chuàng)建一個圓柱坐標(biāo)系，原點(diǎn)在風(fēng)扇軸心上根據(jù)圓上三點(diǎn)可找到圓心第28頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月在Representations–WrappedSurface上右鍵，選擇CreateSurface–CreateCylinderSurface借助已創(chuàng)建的局部圓柱坐標(biāo)系，創(chuàng)建一個圓柱形表面，作為旋轉(zhuǎn)區(qū)域的MRF面大概測量風(fēng)扇葉片和發(fā)動機(jī)艙壁面之間的距離，選擇一個合適半徑和軸向長度的MRF面，使MRF面與風(fēng)扇葉片、發(fā)動機(jī)艙壁之間都保持一定的距離。第29頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇SurfaceRemesher方案，對風(fēng)扇葉片和MRF面進(jìn)行remeshBaseSize=0.03m對風(fēng)扇葉片選擇CustomSurfaceSize，RelativeMinimumSize=10%，RelativeTargetSize=30%第30頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月Remesh完成后，在Representations–RemeshedSurface上右鍵，選擇ExportSurface，將風(fēng)扇部分（包括風(fēng)扇葉片和MRF面）的表面導(dǎo)出為fan.dbs第31頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇部分與車體部分的合并打開3_remesh.sim文件，點(diǎn)擊ImportSurface，導(dǎo)入fan.dbs因車體部分和風(fēng)扇部分在CAD階段是一起處理的，車體部分的CAD文件和風(fēng)扇部分的CAD文件有相同的全局坐標(biāo)系和合適的相對位置，導(dǎo)入后相對位置仍然正確第33頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇部分的表面導(dǎo)入后，構(gòu)成Region2Region2自身構(gòu)成了一個封閉區(qū)域，定義此區(qū)域的屬性（旋轉(zhuǎn)、多孔介質(zhì)等）是很容易的我們的思路是：將Region2的外表面復(fù)制一份，拷貝到Region1中，這樣Region1-車體區(qū)域仍然是一個封閉的連通區(qū)域，只是挖出了Region2-風(fēng)扇區(qū)域的空間，仍然可順利生成網(wǎng)格，Region1與Region2之間通過Interface連接以這種思路，我們可以分別處理車體、風(fēng)扇、散熱器等，再合并為整體，這樣做減小了處理表面的難度第34頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月由于fan.dbs的風(fēng)扇表面已經(jīng)經(jīng)過remesh，所以導(dǎo)入后不需再進(jìn)行remesh重命名Region1為Main，Region2為Fan保存文件4_fan.sim第35頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月Porous區(qū)域的創(chuàng)建如果有換熱器、冷凝器的幾何文件，可采用類似于風(fēng)扇的方法，導(dǎo)入、合并本例以簡單的方法創(chuàng)建一個Porous區(qū)域第37頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月選中車體的特征線，編輯特征線為方便編輯，可隱去表面的顯示選中Porous區(qū)域的輪廓線，選擇NewCurveFromSelected第38頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月以Porous區(qū)域的輪廓線分割2_middle第39頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月整理分割出來的面，將Porous表面合并，命名為PorousSide其他表面合并，仍命名為2_middle第40頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月繼續(xù)編輯Porous區(qū)域的輪廓線，將兩個未封閉的表面的輪廓線抽取出來第41頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月以EdgesfromWrapping22,23補(bǔ)洞，得到FilledHoles，F(xiàn)illedHoles2將補(bǔ)洞得到的表面重命名為PorousTop1，PorousTop2第42頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月以porous_side、porous_top_1、porous_top_2創(chuàng)建新的Region，并命名為Porous區(qū)域保存文件為5_porous.sim第43頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月外流場區(qū)域的創(chuàng)建下面創(chuàng)建外流場空間在Representations–RemeshedSurface2上右鍵，選擇創(chuàng)建BlockSurface第45頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月預(yù)設(shè)的Block尺寸包圍著車體調(diào)整尺寸，將地面向上挪動2cm，以模擬輪胎與地面的接觸適當(dāng)拖動或輸入尺寸，得到擴(kuò)大的Block區(qū)域第46頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月將Block表面創(chuàng)建于mainRegion選擇OneBoundaryPerFace方式Create第47頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月選中地面，重命名為Block-ground由于地面上移2cm，所以輪胎與地面相交選中4_wheel與Block–ground，進(jìn)行Merge–Intersect操作第48頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月Intersect操作之后，生成特征線Edgesfromintersection，為地面與輪胎的交線第49頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月以Edgesfromintersection分割表面4_wheel與Block–ground刪除相交處的小塊表面現(xiàn)在輪胎與地面的表面連續(xù)，并構(gòu)成了流體的壁面第50頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月重命名其他Block表面保存文件為6_block.sim第51頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月第52頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月Main、Fan、Porous三個區(qū)域及包含的表面如圖其中Fan區(qū)域的表面經(jīng)過Remesh后導(dǎo)入，而Porous區(qū)域的porous_top_1、porous_top_2，Main區(qū)域的Block表面都是新創(chuàng)建的表面，沒有經(jīng)過Remesh，需要Remesh采用局部Remesh的方法，減少工作量Porous區(qū)域、Main區(qū)域新建表面的Remesh第53頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月打開PorousTop1，PorousTop2的網(wǎng)格線可見，補(bǔ)洞得到的面連續(xù)性可以保證，但需要remesh，下面進(jìn)行局部remesh第54頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月為了局部remesh的進(jìn)行，首先將Main、Fan、Porous三個區(qū)域暫時合并為一個區(qū)域第55頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)閉除了porous表面的remesh操作第56頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月對porous_side、porous_top_1、porous_top_1設(shè)定合適的尺度進(jìn)行remesh，本例選擇20%~40%經(jīng)過局部remesh，Porous區(qū)域與Main區(qū)域間的連續(xù)性仍得到保證刪除原remeshed表面，保留新remeshed表面保存文件7_remesh_porous.sim第57頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月更改remesh方案的Basesize，從0.1m增大到0.5m關(guān)閉除Block表面和4_wheel的其他表面的remesh操作因4_wheel與Block–ground相接，并且以相交的特征線切斷過，所以一起參與remeshBlock表面的remesh采用Basesize4_wheel表面的remesh采用Costomize尺度，并從20%-30%調(diào)整為4%-6%，因為Basesize增大了5倍第58頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月第59頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)行一次Representations–RepairSurface，確認(rèn)remesh表面的尺度和連續(xù)性，正確情況是沒有連續(xù)性方面的錯誤，僅有Porous表面存在3面相交所報告的Non-manifoldEdges刪除原Remeshed表面，僅保留新生成的Remeshed保留保存文件為8_remesh_block.sim第60頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月第61頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月下面進(jìn)行區(qū)域的劃分和Interface的設(shè)定首先CreateNewRegionfromBoundaries，將區(qū)域恢復(fù)為Main、Fan、Porous第62頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月選中MRF面，右鍵，ConverttoInterface選中生成的Interfaces，Delete，這樣就獲得了一套MRF面的Copy第63頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月選中MRF面的Copy，右鍵Create