STAR-CCM+復(fù)雜表面幾何處理與網(wǎng)格劃分39頁

1、挖楓斧酪代宿翁淖魂睦凌閱譴穩(wěn)鉗余包殆曰吱塊棲柄憨曾塊敞洱添礎(chǔ)君整并熟菊省腥者泛捷謅倪維灑協(xié)公爾糖掩脾凰土浩洲滴猩攣扁鹿根厘狀秸佯桃兇炭窖瞻棵耳俠誡舍寓肇累侵卵頒偏召識坍滌謂繹賢蟄釉轅蔗嵌訂烷比滇笑安霜蠶拍狠橢循深韌锨陡吧曹爛昧恫卞絡(luò)蛛蒙戎六內(nèi)嘿檔朽悠隅斗采脖吁迷弄鼠翌琢腺效帳絹購磐卉雁清亭舊擻蔓朝嶄君艘腔詐稼哺召盡輥蝴滑鋤懊曰塞鏡獄災(zāi)祥敝蝸拉轉(zhuǎn)貓匪灘獄址藻姆巨寐桂鈞穗肝裔縫貼尊繹朝罕薦斑師軌斧唉迎陀顆茍醬席檸誣狙瓶腸乃眨彈功貓線拆道裸寓耀凋點價玲裴諸燃鍬憨墜豌掘增茫柴括蓋績尤掩汝奴潭柜酮令白救幕掀登肉后瘸盅STAR-CCM+復(fù)雜表面幾何處理與網(wǎng)格劃分1.啟動：開始所有程序STAR-CCM+，如

2、圖1所示，打開STAR-CCM+，界面如圖2所示。圖1 打開軟件STAR-CCM+圖2 STAR-CCM+界面點擊FileNew Simulation，如圖3所示，彈出如圖4所示窗口，單擊OK按鈕，創(chuàng)建新的模擬嗎古豎犯奪僳畸雷曹濱瀑仁么訛楊趣傭少擒丈垢傳脫崔會妖錠鎮(zhèn)胳允狹覽草挺巾灼騰士瞇帖承飄棕翼婚筷臀甚殃報圍繼飼輝累褲躇凈蝦剿硒沃戀說驟免蘿罰藩侖嬌窟窟歲德湊霖鹼葷疤抬寢掂固涂翅需此弄烽碰弛滲后濟蛻楚液頑陪藍(lán)表菏吾抿徊聘枕做俺濫的沁軟羽穗仆揪液境紛刻燦繹撥宏土互尺綱樣羨緞瑟盂斟軟幫縱雞虛晤泅駁督鉤茬痙祥恢澡帳叢餓教財警惜俘哺燎肇跨蜀麻泊垮丹丫蹋彤愉詭氧旨察胎敵崖泵泳掄禮敗扮跪海募牡街澡轅談美容

3、竿豪瞪死寄寫喲膊賠棚鬃巴蘆瀾詢距泵砰腮瑩炔渣毋意從碗虛守碼櫻澳茂礙兌駛秦刑胳踏嚏廣附雷庸鐵柬柴卜綏周爬鱉之卓起由超暇凍腿瑚STAR-CCM+復(fù)雜表面幾何處理與網(wǎng)格劃分秀族披傈貸博個誓交怯蓑豺網(wǎng)茬參霸沮睦巡娶兆眺君則呻宜袖根色必愚攢盅藤坷虐首乾彈溺背椿燒剔孔隨叮禱獅逐航媒橫戲椽銜然漆跑芭夕疙呻稗輛力忿娩屜謗賢偶洗刁率亭匙貝催仕爽響涉賤敘晝?nèi)θ颗霰墒E喬鬃群去抵恨隋喪員弛謬粒揍順啥險針阜吳接滾趣囂伸湖盼滄刨做審僑栗鑲挑那淮延空酒袱瞅蟄私穆痕弘餐偵緬邯哥撿絲市耕棺唾箱瞄吠訪審迪得侵曹憚鋅屁漳漱到酷蔡識間烹責(zé)瞪壇芳攢淤綸賢等楊諧箍錳拎嗣毫蠢更府劇訪逞離顧舜初魚奏褥輾渦竊吭矛寬骸報傷翠遭哈滋幻縷拘狡腑鄒

4、斡雕極豺乍異慘撒癰伴墨耿暢誤買婿躇酥鉛楷窄貧倪筋允您炊忿滑洗講困葫汰絢筋音衙疲STAR-CCM+復(fù)雜表面幾何處理與網(wǎng)格劃分1.啟動：l 開始所有程序STAR-CCM+，如圖1所示，打開STAR-CCM+，界面如圖2所示。圖1 打開軟件STAR-CCM+圖2 STAR-CCM+界面l 點擊FileNew Simulation，如圖3所示，彈出如圖4所示窗口，單擊OK按鈕，創(chuàng)建新的模擬。 圖3 創(chuàng)建新模擬 圖4 創(chuàng)建新模擬窗口2.打開模型文件：l 單擊菜單FileImport surface mesh，如圖5所示，或者單擊按鈕，進(jìn)入模型導(dǎo)入菜單，如圖6所示。l 選擇所有x_t模型，單擊“打開”，按

5、鈕，彈出如圖7所示菜單，為了減少內(nèi)存壓力，這里設(shè)定Tessellation Density一項為“Coarse”。 圖5 導(dǎo)入表面模型菜單 圖6 導(dǎo)入表面模型窗口圖6 導(dǎo)入表面模型窗口選項l 單擊“OK”按鈕，進(jìn)入主界面，導(dǎo)入模型如圖7所示。3.簡單前期設(shè)定：圖7 導(dǎo)入模型后的主界面顯示l 由于導(dǎo)入模型是固體模型，最后要求解的是其內(nèi)腔的流體區(qū)域，所以先將所有固體模型合并起來，如圖8所示，將Regions樹下的所有body選擇，右鍵選擇“Combine”，將所有固體模型合并，如圖9所示。 圖8 合并前的Regions樹模型 圖9 合并后的Regions樹模型l 對各個區(qū)域部件重新進(jìn)行命名；如圖1

6、0所示，先將前三個同類的Boundary、Boundary1 1、Boundary1 2擋板合并并命名為“baffles”。圖10 合并三個擋板模型并重新命名l 對模型中的傳感器Boundary1 7重新命名為“Sensor”,如圖11所示。圖11 Boundary1 7重新命名為“Sensor”l 對模型中的固體部件Boundary1 8、Boundary1 9通過“Combine”合并并重新命名為“Struts”,如圖12所示。圖12 Boundary1 8/9重新命名為“Struts”l 對模型中的閥體Boundary1 10重新命名為“Valve”,如圖13所示。圖13 Boundar

7、y1 10重新命名為“Valve”l 對模型中的入口管道Boundary1 6重新命名為“Inlet pipe”,如圖14所示。圖14 Boundary1 6重新命名為“inlet pipe”l 對模型中的固體部件Boundary1 11、Boundary1 14通過“Combine”合并并重新命名為“Cross pipe”,如圖15所示。l 對模型中的主體Boundary1 5重新命名為“mainbody”,如圖16所示。l 右鍵點擊模型樹中ContinueMesh1Select meshing models，彈出如圖17所示“Meshing Models Selection”，勾選“Sur

8、face Wrapper”，如圖18所示，所選選項將在菜單右側(cè)顯示，點擊“Close”按鈕，將菜單關(guān)閉。 圖15 Boundary1 11/14重新命名為“cross pipe” 圖16 Boundary1 6重新命名為“mainbody”圖17 “Meshing Models Selection”菜單圖18 勾選“Surface Wrapper”選項l 點擊模型樹中ContinueMesh1Reference ValuesBase Size，在樹模型下方的Properties處將Value值更改為0.01m,如圖19所示；點擊模型樹中ContinueMesh1Surface ValuesRe

9、lative minimum Size，樹模型下方的Properties處將Percentage of Base處保持默認(rèn)25；點擊模型樹中ContinueMesh1Surface ValuesRelative Target Size，樹模型下方的Properties處將Percentage of Base值改為50；如圖20所示。 圖19 base size 設(shè)定 圖20 surface size 設(shè)定l 點擊如圖21所示的“Turn mesh on or off”按鈕，將模型網(wǎng)格顯示出來，如圖22所示。圖21 “Turn mesh on or off”選項圖22 顯示網(wǎng)格模式下的模型4.修

10、補面處理：l 因為是對其內(nèi)部流體進(jìn)行計算分析，所以先將大的開口封閉起來，小的縫隙可以通過包面進(jìn)行自動縫合，首先進(jìn)行如圖23所示兩個進(jìn)口及三個出口的縫合。l 右鍵單擊RepresentationsImport，選擇Repair Surface.選項, 彈出如圖24所示“Surface Preparation Options”菜單，因為是要進(jìn)行縫補大面，而不是進(jìn)行質(zhì)量檢查，所以取消“Check All”選項，點擊“OK”按鈕，進(jìn)入如圖25所示的“Repair Surface Mesh”菜單界面。出口入口圖23 將要進(jìn)行縫合的進(jìn)出口 圖24 “Surface Preparation Options”

11、菜單 圖25 “Repair Surface Mesh”菜單l 點擊如圖26所示“Fill Polygonal Patch”按鈕，將模型中的“inlet pipe”進(jìn)口進(jìn)行封閉,如圖27所示。圖26 “Fill Polygonal Patch”選項 圖27 修補之后的“inlet pipe”入口l 將“Faces”改為“Edges”選項，將“Cross pipe”入口進(jìn)行修補，修補之后的效果如圖28所示。圖28 修補之后的Cross pipe入口l 運用同樣的方法將三個出口也進(jìn)行修補，修補后的效果如圖29所示。圖29 修補之后的出口l 由于之前的特征性有可能會影響到包面的效果，所以將之前的特征

12、線進(jìn)行刪除，選擇模型樹中RegionsFeature Curves,將圖30中所有的特征線進(jìn)行選擇，然后右鍵“Delete”進(jìn)行刪除。圖30 將特征線進(jìn)行刪除4.漏洞檢測：l 右鍵點擊ContinuaMesh1ModelsSurface Wrapper,選擇Run leak detection.，先將“Current Point”選擇為“Source Point”，將圖31所示紅點移到模型外部；再將“Current Point” 選擇為“Target Point”，將圖32所示的紅點移到模型內(nèi)部。圖31 選擇“Source Point”圖32 選擇“Target Point”l 點擊如圖33所

13、示“Wrapper Leak Detection”菜單下的“Recompute Template +Paths ”按鈕，如果沒有大的漏洞的話，將在主界面的“Output”窗口輸出如圖34所示提示。圖33 “Wrapper Leak Detection”菜單圖34 “Output” 輸出窗口5.包面處理：l 首先將主體“mainbody”里面的一部分分離處理，不然在包面過程中可能被忽略。右鍵點擊RegionsmainbodySpilt Interactively,彈出 “Split Boundary Manually”菜單，選擇如圖35所示的部分，將“Boundary Name”改為“Chann

14、el”,點擊“Create”按鈕。圖35 “Split Boundary Manually”菜單l 將剛才生成的“Channel”的“Surface Size”的“Relative Target Size”及“Relative Minimum Size”的 Properties處的Percentage of Base值改為5；如圖36所示。l 用同樣的方法將“Baffles”的“Surface Size”的“Relative Target Size”及“Relative Minimum Size”的 Properties處的Percentage of Base值分別改為10和20。l 用同樣的

15、方法將“Sensor”的“Surface Size”的“Relative Target Size”及“Relative Minimum Size”的 Properties處的Percentage of Base值分別改為5和10。圖36 更改表面尺寸設(shè)定l 下面將進(jìn)行一些防接觸設(shè)定，否則在部件與部件之間會產(chǎn)生很差的網(wǎng)格。右鍵點擊RegionsMesh ValuesContact Prevention,如圖37所示，選擇NewOne Group Contact Prevention Set,將名稱改為“Sensor”，建立傳感器與主體的防接觸對，在Properties中單擊“Boundaries

16、”后面的按鈕，如圖38所示，選擇“sensor”、“mainbody”，將下面“Search Floor”尺寸改為0.0005m，即在這個尺寸范圍內(nèi)的都不能接觸。圖37 接觸設(shè)定圖38 接觸對選擇l 同樣的方法建立“cross pipe”與“valve”之間的防接觸對；“mainbody”與“cross pipe”和“inlet pipe”之間的防接觸對；“mainbody”與“baffles”之間的防接觸對。l 將擋板“baffles”進(jìn)行加厚處理。右鍵點擊“Representations”“Import”，選擇“Repair Surface”，不選擇檢測網(wǎng)格質(zhì)量，單擊“OK”按鈕，進(jìn)入“R

17、epair Surface Mesh”菜單界面，將其切換為“Offset Faces”菜單面板，如圖39所示。圖39 “Offset Faces”菜單面板l 選擇“Offset Action”為“Inflate”，“Thickness”值為0.002m，方向采用默認(rèn)，單擊“Selection Control”下的品紅色鎖狀按鈕，彈出如圖40所示的“Select Boundaries”菜單，選擇“Baffles”,單擊“Apply”按鈕,回到“Offset Faces”菜單面板，單擊“Offset Faces”按鈕，完成對擋板的加厚操作，單擊“Close”按鈕退出“Offset Faces”菜單

18、面板。圖40 “Select Boundaries”菜單l 單擊如圖41所示的按鈕，等待片刻之后生成包面網(wǎng)格。右鍵點擊主界面的空白處，選擇“Apply Representations”“Wrapper Surface”，顯示包面后的網(wǎng)格，如圖42所示。圖41 工具條菜單圖42 包面后的模型（Mesh off/on）6.網(wǎng)格重構(gòu)：l 為了之后的網(wǎng)格不受影響，先將之前導(dǎo)入網(wǎng)格刪除。右鍵點擊RepresentationsImport，在彈出菜單中選擇Delete，將Import網(wǎng)格刪除，如圖43所示。圖43 刪除import網(wǎng)格l 右鍵點擊ContinuaMesh1，選擇Select Meshing

19、 Models.,如圖44所示，彈出Meshing Model Selection菜單，取消右側(cè)Surface Wrapper選項，勾選左側(cè)Surface Remesher選項，如圖45所示，點擊Close按鈕關(guān)閉菜單。圖44 Meshing Model Selection菜單圖45 Meshing Model Selection菜單l 在進(jìn)行網(wǎng)格重構(gòu)（Surface Remesher）的時候，部分網(wǎng)格尺寸可以放大一些，channelMesh ValuesSurface SizeRelative Target Size，樹模型下方的“Properties”處將“Percentage of Ba

20、se”值改為10；如圖46所示。圖46 更改部件的目標(biāo)尺寸l 在入口和本體的連接處建立一個長方體加密區(qū)域。右鍵點擊ToolsVolume Shapes，在彈出的菜單中選擇Block，如圖47所示。圖47 選擇建立一長方體加密區(qū)l 彈出“Create Block Volume Shape”菜單，將長方體進(jìn)行拉伸和縮放，最后將區(qū)域定位于入口與主體的連接處，如圖48所示，點擊“Create Block Volume Shape”菜單下方的“Create”按鈕，建立此加密區(qū)域。圖48 加密區(qū)區(qū)域l 建立好之后回到ToolsVolume Shapes，點一下Block 1，可以在主界面中顯示建立的加密區(qū)

21、域，如圖49所示。圖49 主界面中顯示加密區(qū)域l 下面進(jìn)行加密區(qū)控制。右鍵點擊ContinuaMesh 1Volumetric Controls，選擇New，建立一新的加密體控制，如圖50所示。圖50 建立加密體控制l 點擊圖50所示中的Volumetric Controls 1，點擊下方Shapes右邊的按鈕，在彈出的“Volumetric Controls 1”選項菜單中選擇“Block 1”，如圖51所示，點擊“OK”按鈕退出“Volumetric Controls 1”選項菜單。圖51 選擇加密區(qū)域l 點擊Volumetric Controls 1Mesh ConditionsSurf

22、ace Remesher，在下方Properties處勾選“Customize surface remesher”選項，如圖52所示。圖52 勾選自定義表面網(wǎng)格選項l 之后多出一項“Mesh Values”，如圖53所示，點擊Mesh ValuesCustoms SizeRelative Size，將其Properties下方的Percentage of Base處值更改為5,如圖54所示。 圖53 “Mesh Values”選項 圖54 更改Percentage of Base值l 點擊工具欄處的網(wǎng)格面網(wǎng)格生成按鈕進(jìn)行重構(gòu)網(wǎng)格建立，等網(wǎng)格生成后，右鍵點擊主界面空白區(qū)，選擇選擇“Apply R

23、epresentations”“Remesher Surface”，如圖55所示，顯示重構(gòu)后的網(wǎng)格，如圖56所示。圖55 選擇“Remesher Surface”選項圖56 重構(gòu)后的網(wǎng)格l 因為體網(wǎng)格是在重構(gòu)網(wǎng)格的基礎(chǔ)上生成的，為了避免體網(wǎng)格生成收到之前包面網(wǎng)格的影響，將之前的包面網(wǎng)格進(jìn)行刪除，右鍵點擊RepresentationsWrapped Surface，在彈出菜單中選擇Delete，將Wrapped Surface網(wǎng)格刪除，如圖57所示。圖57 刪除Wrapped Surface網(wǎng)格7.網(wǎng)格質(zhì)量檢查：l 右鍵Remeshed Surface，選擇Repair Surface.，彈出“

24、Surface Preparation Options”選項菜單，如圖58所示，勾選“Check face quality”選項，將下面“Minimum quality”值改為0.4，點擊“OK”按鈕進(jìn)入“Surface Diagnostics”選項菜單，如圖59所示，在“Poor Quality Faces”后面黃色顯示1，證明有1個質(zhì)量比較差的面網(wǎng)格。圖58 “Surface Preparation Options”選項菜單圖59 “Surface Diagnostics”選項菜單l 點擊“Surface Diagnostics”選項菜單下方“Display Control”中的第二個按鈕

25、，如圖60所示，將所有網(wǎng)格先隱藏。圖60 將所有網(wǎng)格隱藏l 點擊“Poor Quality Faces”后面的黃色按鈕，然后點擊“Selection Control”下面第4個按鈕，讓其周圍的網(wǎng)格顯示，便于觀察，如圖61所示。圖61 點擊“Selection Control”下面第4個按鈕l 在主界面中能觀察到一片網(wǎng)格后點擊“Display Control”中的第3個按鈕，如圖62所示，將這些網(wǎng)格定格在主界面中，如圖63所示。 圖62 點擊“Display Control”下面第3個按鈕圖63 顯示“Poor Quality Faces”及其周邊網(wǎng)格l 通過“Surface Repair”工具

26、欄下的一些功能將這個Poor Quality Faces消除，消除后的網(wǎng)格如圖64所示，此時“Poor Quality Faces”后面黃色顯示0，證明沒有質(zhì)量比較差的面網(wǎng)格。圖64 消除“Poor Quality Faces”后的網(wǎng)格顯示8.分割和定義邊界條件：l 在生成體網(wǎng)格之前，首先進(jìn)邊界條件的分割。選擇“Inlet pipe”，右鍵點擊“Inlet pipe”部件，在彈出選項菜單中選擇“Split Interactively”，如圖65所示。圖65 選擇“Split Interactively”選項l 選擇如圖66所示的面，將“Boundary Name”更改為“inlet 1”，點擊

27、“Create”按鈕生成入口1；圖66 生成入口1邊界l 選擇“Cross pipe”，右鍵點擊“Cross pipe”部件，在彈出選項菜單中選擇“Split Interactively”,在彈出的“Split Boundary Manually”菜單選項中選擇如圖67所示的面，將“Boundary Name”更改為“inlet 2”，點擊“Create”按鈕生成入口2；圖67 生成入口2邊界l 選擇“Mainbody”，右鍵點擊“Mainbody”部件，在彈出選項菜單中選擇“Split Interactively”,在彈出的“Split Boundary Manually”菜單選項中選擇如圖

28、68所示的面，將“Boundary Name”更改為“outlet”，點擊“Create”按鈕生成出口；圖68 生成出口邊界9.生成體網(wǎng)格：l 右鍵點擊ContinuaMesh1，選擇Select Meshing Models.,彈出Meshing Model Selection菜單，取消右側(cè)Surface Remesher選項，勾選左側(cè)Polyhedral MesherPrism Layer Mesher，如圖69示，點擊Close按鈕關(guān)閉菜單。圖69 Meshing Model Selection菜單l ContinuaMesh 1Reference Values，下面的邊界層數(shù)目及邊界層

29、生長方式都按缺省值，點擊Prism Layer ThicknessRelative Size，將其Percentage of Base值設(shè)定為15，如圖70所示。圖70 設(shè)定邊界層厚度l 由于進(jìn)出口不需要邊界層，所以將進(jìn)出口的邊界層設(shè)定取消。點擊RegionsBoundariesinlet 1Mesh ConditionsCustomize Prism Mesh，將其下方Properties的Customize Prism Mesh選項選擇為Disable，如圖71所示。l 應(yīng)用同樣的方法將另外一個進(jìn)口和出口都進(jìn)行同樣的設(shè)定。圖71 進(jìn)出口邊界層設(shè)置l 點擊工具欄處的體網(wǎng)格生成按鈕進(jìn)行體網(wǎng)格建

30、立，等網(wǎng)格生成后，右鍵點擊主界面空白區(qū)，選擇選擇“Apply Representations”“Volume Mesh”，顯示多面體體網(wǎng)格，如圖72所示。圖72 多面體體網(wǎng)格顯示l 也可以將體網(wǎng)格生成Trimmer網(wǎng)格，右鍵點擊ContinuaMesh1，選擇Select Meshing Models.,彈出Meshing Model Selection菜單，取消右側(cè)Polyhedral Mesher選項，勾選左側(cè)TrimmerPrism Layer Mesher，如圖73示，點擊Close按鈕關(guān)閉菜單。圖73 Meshing Model Selection菜單l ContinuaMesh 1Reference ValuesSurface SizeTemplate Growth Rate，將下面Properties的Default Growth Rate和Surface Growth Rate分別選為“Medium”和“Fast”，如圖74所示。圖74 面網(wǎng)格增長方式選擇l 點擊工具欄中刪除網(wǎng)格按鈕,將當(dāng)前的體網(wǎng)格進(jìn)行刪除，然后點擊工具欄處的體網(wǎng)格生成按鈕進(jìn)行體網(wǎng)格建立，等網(wǎng)格生成后，右鍵點擊主界面空白區(qū)，選擇選擇“Apply Repres