Cadence CFD：从 Fidelity Pointwise 简化文件读写

对于 CFD 解决方案，输入 CAD 几何体，然后输出 CFD 网格！前提是它像听起来那么简单。虽然实际中的文件管理比这更复杂，但不必复杂。以下是从Fidelity Pointwise读取和写入文件的一些提示和技巧- 

起点 - CAD 文件

大多数网格划分项目都从将在其上和周围生成网格的几何体开始。Fidelity Pointwise 将此几何图形称为数据库，并支持两种通用的数据库实体类- 

• 解析几何：对于大多数 Pointwise 客户而言，数据库来自计算机辅助设计 (CAD) 系统，例如 SolidWorks、NX 或 CATIA。来自这些来源的 CAD 几何图形通常以数学方式（即解析方式）表示为非均匀有理 B 样条曲线 (NURBS)。

• 多面几何：其他客户使用类似网格的多面几何表示，例如您从对象的 3-D 扫描或 3-D 打印机使用的文件中获得的内容。

Pointwise 支持 CAD 几何导入的原生、标准和专有格式，例如 ACIS、CATIA、Creo、EGADS、IGES、NMB 等。如果 CAD 导入只需要处理 NURBS 曲面，CAD 互操作性就不会成为问题。使用拓扑（相对于几何）实体（例如修剪曲面和实体模型）会带来复杂性。 

可以想象，交集和相关计算对使用的公差很敏感。Fidelity Pointwise 使用称为模型大小（默认值 = 1,000）的长度比例来表示网格的大小。Pointwise 的所有公差都来自模型尺寸。因此，至关重要的是模型大小与适合数据库周围的盒子的最长边具有相同的数量级，不包括任何外部边界。

通过导入自动清理 CAD

通常，由于间隙、重叠等问题，包含导入几何体的表面可能无法进行网格划分。通过让 Pointwise 在导入过程中自动将您的 CAD 几何体组装成实体模型（或多个模型），可以避免所有或大部分这些问题。 

什么是实体模型？

实体 模型是相邻修剪曲面的拓扑组件，它是“水密的”并准备好进行网格划分（直接导入 CAD 文件中的实体模型）。

图 1 中的数据库显示了作为 10 个实体模型导入的 CAD 几何体，这些模型是水密的并准备好进行网格划分。

图 1. 这款橄榄球头盔的 CAD 模型导入了 10 个实体模型：头盔、面罩、4 个支架和 4 个螺丝。白色头盔上显示为黑线的接缝是不透水的，可以穿过网格。

要在 Pointwise 中启用自动模型组装，您只需设置一个参数：两个表面被视为相邻的公差值。

清除间隙和重叠

即使您的 CAD 几何体是无懈可击的，也可以做更多的工作来使其可网格化。虽然 Pointwise 使您能够生成独立于 CAD 拓扑的网格，但高度自动化的方法依赖于 CAD 拓扑作为起点。因此，复杂的 CAD 拓扑会导致复杂的网格拓扑，这不一定是好的。

这就是Pointwise 的被子提供帮助的地方。被子只是 CAD 模型中修剪曲面的拓扑集合，它使用单个网格（Pointwise 的白话中的单个域）进行离散化。共享一条边的两个相邻曲面将被组装成面组，其中曲面的法向量的相对角度小于指定值。图 4 说明了在实体模型中创建面组所产生的巨大简化。

                                                                  

图 2.使用 DrivAer 几何体的面组简化表面拓扑。

CAD 导入期间的自动被子装配由单个参数触发：被子装配角度

多面几何导入和拓扑恢复

许多与网格化分析 CAD 几何相关的问题都与拓扑有关。出于这个原因和许多其他原因，人们更喜欢使用从立体光刻 (STL) 文件或现有网格导入的多面几何体。在 Fidelity Pointwise 中，这些实体称为壳。可以使用 NASTRAN、PLOT3D、STL、UCD、VRML 和 XPATCH 等文件类型导入壳。

注意：您可以在 Fidelity Pointwise 的同一数据库中同时使用壳（多面几何）和 NURBS（解析几何）。

多面几何体是网格数据，因此被认为更易于使用。这种简单性是有代价的。因为整个 3-D 对象可以作为由数万或数十万个面组成的单个壳导入，所以没有明确表示您希望网格符合的特征线。

图 3 中的粉红色图像显示整个几何体作为单个壳导入。您可能希望用网格线解决螺旋齿的边缘，但这对于粉红色表面来说很难，因为壳中没有可用的边界边。但是，在导入期间，您可以通过指定转角沿着特征线将壳拆分为更小的壳。

                                                                               

图 3.  多面几何模型作为单个表面导入（顶部），通过在导入过程中自动提取特征，恢复可网格化几何体（底部）。

结束游戏：导出到您的流程求解器

当然，网格划分工作的结果是在流动求解器中运行网格。您可以在网格划分过程开始时使用 CAE Select Solver 命令从 60 个或更多求解器的菜单中选择您的流动求解器。流动求解器兼容性还包括计算流体动力学 (CFD) 边界和体积条件（例如，无滑移壁、远场边界、多孔介质）以及您在 Fidelity Pointwise 中为分析设置的其他参数。

边界条件 (BC) 和体积条件 (VC) 是网格导出（见下文）和导出 CAE 数据之间的主要区别。前者只写网格；后者写入网格、BC、VC 和其他流解算器属性。文件、导出、CAE 最有趣的部分是能够在导出过程中自动围绕平面镜像您的网格。这使您可以使用对称平面生成一半网格，并自动为您创建另一半。

如果您已准备好导入 CAD 文件并导出 CFD 就绪网格，现在是时候 通过单击下面的按钮请求 Cadence Fidelity CFD演示了。

要了解有关在 Fidelity Pointwise 上简化 CAD 导入和网格导出的更多提示，请单击 下面的按钮下载或阅读文章“从 Pointwise 读取和写入文件的提示和技巧” 。

文章来源：cadence博客