Fidelity Pointwise：通过自动网格划分简化 CFD 工程师的工作

Fidelity CFD 2023年6月9日浏览：1694 收藏：1

网格生成是用户的专业知识和独创性可以通过选择网格类型、拓扑和单元质量来影响计算流体动力学 (CFD) 解决方案的收敛性和准确性的地方。但随着自动化网格生成的急速发展，控制权是否会从用户手中夺走，或者宝贵的工程技能是否会丢失？

网格划分可以自动化的程度

根据牛津词典，自动的定义是“拥有无需人工操作即可工作的控件”，这与 NASA 的 CFD Vision 2030 研究同步，作者在其中指出“最终网格生成过程应该是CFD 用户不可见。”

然而，将“自动”的字面定义应用于技术是不推荐也不可行的。自动方法经常受到不可避免的死胡同的困扰，其中 90% 的网格是自动生成的。尽管如此，最后 10% 几乎不可能完成，或者需要数天或数周的时间。

Fidelity Pointwise：通过自动网格划分简化 CFD 工程师的工作的图1

创建自动网格生成器是一项更容易处理的任务，尤其是当自动化与手动技术相结合时，手动技术在自动化误入歧途时充当备份。让我们从 CAD 模型导入开始，探讨自动化是如何在 Fidelity Pointwise 中实现的。

自动化实体模型装配

几何体的导入和准备是网格生成的祸根。导入和几何清理期间的主要问题是相邻曲面之间的间隙和重叠。这些间隙和重叠导致网格生成器将每个表面视为一个孤立的、不相交的部分，而不是整个几何体的一部分（图 1）。当您对草率的 CAD 进行网格划分时，无法保证组件网格会跨曲面边界匹配。
Fidelity Pointwise：通过自动网格划分简化 CFD 工程师的工作的图2

图 1. 该运载火箭是从 IGES 文件导入的。颜色代表彼此没有关系的单个表面（左）；整个运载火箭的几何形状在导入到单个拓扑实体模型（右）的过程中已自动组装。

幸运的是，在 CAD 文件导入过程中，Fidelity Pointwise 会自动将 CAD 文件（例如 STEP、SolidWorks）中的曲面组装成拓扑实体（图 1）。生成的实体模型既没有间隙也没有重叠。

对实体模型进行网格化的意义在于，当您对模型进行网格化时，所有组件网格（每个 CAD 表面一个）将无缝结合在一起，同时尊重几何意图，使表面网格立即适合体积网格化。

另一方面，当实体模型装配在导入过程中无法完全或根本无法运行时，Pointwise 使用户能够手动执行装配操作，并完全控制公差和要装配的曲面。

自动表面网格化

表面网格划分通常是一项挑战。确保点被正确地投影到复杂的 CAD 几何图形和处理 CAD 表面工件（如条子或重叠）通常迫使人们求助于手动技术。

只需单击一下，Fidelity Pointwise 就可以对所有 CAD 表面进行网格划分并完全连接它们。它还提供了另一种自动化工具，用于从 CAD 或工程几何中恢复。在使用单个角度公差的自动装配过程中，实体模型可以细分为称为面组的拓扑实体。如图2所示，被子代表运载火箭的机身、尾翼、上下机翼和翼尖。该工程几何结构更好地反映了 CFD 模拟的目标。
Fidelity Pointwise：通过自动网格划分简化 CFD 工程师的工作的图3

图 2. CAD 模型中的表面已组装成面组，将在其上应用单个网格的区域（左）；工程几何的自动表面网格划分，自动从 CAD 文件中恢复为面组（右）。

Fidelity Pointwise 提供全套模型和面组装配工具，可根据您的要求调整工程拓扑，并提供更强大的网格划分属性套件。这些都可以根据您的判断手动应用。

自动体积网格划分

Fidelity Pointwise 的结构化和非结构化网格划分技术在创建网格时自动应用（使用用户指定的默认参数），并在编辑网格拓扑时自动调整。此外，In Pointwise 中的 Rules 命令主动监控网格质量。用户可以灵活地创建规则来限制任何受支持的网格指标。要更详细地查看网格质量，可以随时将 Pointwise 中的全套网格诊断和可视化工具应用于任何网格。

Fidelity Pointwise：通过自动网格划分简化 CFD 工程师的工作的图4