Fluent Meshing案例:CFD几何包面

本案例演示利用Fluent Meshing处理脏几何并进行几何包面的基本流程。

  • 启动Fluent Meshing
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图1

1 导入几何

  • 利用菜单 File → Import → CAD… 打开文件导入对话框,如图所示导入几何模型(模型下载链接见文末)
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图2

几何模型不干净,需要清理,如下图所示。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图3
  • 右键选择节点 Geometry Objects,点击弹出菜单项 Draw All显示几何模型
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图4
  • 几何模型如下图所示
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图5

2 修改名称

  • 如下图所示利用菜单修改几何部件的名称
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图6
  • 修改成更简单的名字,如下图所示
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图7
  • 相同方式修改其他几何部件,最终完成修改后各几何名称如下图所示
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图8
  • 各部位如下图所示
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图9

3 导入进出口网格

  • 利用菜单 File → Read → Mesh导入进出口边界网格
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图10

注:进出口可以导入外部面网格,也可以采用cap的方式在FM中创建网格。导入外部网格时,注意激活选项Append Files

  • 进出口网格导入后的几何模型如下图所示
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图11

4 创建尺寸控制

  • 右键选择模型树节点 Model,点击弹出菜单项 Sizing → Scoped… 打开设置对话框
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图12
  • 按下图所示顺序设置并创建网格参数
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图13

5 创建Materials Point

  • 右键选择模型树节点 Model,点击弹出菜单项 Material Points… 开始设置对话框
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图14
  • 点击按钮 Create... 打开新的对话框
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图15
  • 如下图所示操作顺序创建材料点。注意在图形窗口中选择节点之前将选择模式切换到节点选择模式(利用 CTRL+N快捷键进行切换)
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图16

创建完毕后Material Points对话框如图所示。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图17

6 清理挡板

  • 同时选中挡板 baffle1与baffle2,点击右键菜单项 Diagnostics → Connectivity and Quality...
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图18
  • 选中选项 Stitch,点击选项 Apply for All
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图19
  • 选择模型树中的两个挡板,点击菜单项 Remesh… 打开重构对话框
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图20
  • 如下图所示设置参数,点击 OK 按钮重构网格
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图21

重构后挡板网格如图所示。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图22

7 修补孔洞

  • 如下图所示选择模型树中的节点,点击右键菜单项 Wrap → Fix Holes… 打开设置对话框
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图23
  • 按下图所示顺序及参数查找孔洞
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图24
  • 点击按钮 Pan Regions... 打开设置对话框,如下图所示查看剖面
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图25

如下图所示,可以看到两个不同的计算区域。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图26
  • 按下图所示操作顺序,查看泄漏孔洞
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图27

图形窗口如下图所示,可以看到存在孔洞。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图28
  • 点击按钮 First找到需要修补的孔洞,再点击 Patch修补孔洞
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图29

封闭后的孔洞如下图所示。可重复查找孔洞并进行封闭,直至所有的孔洞全部封闭。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图30

注:此处仅为演示,其实利用patch方式填补孔洞更加简单。

  • 选择模型树节点 mainpatch-3:13,点击弹出菜单项 Merge → Objects… 合并部件
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图31

注:这里的patch-3:13是修补孔洞形成的面。

  • 设置合并后的几何组件名称为 main
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图32

8 流体域包面

  • 如下图所示,选择除挡板外的所有几何,点击右键菜单项 Wrap → Shrink Wrap… 打开设置对话框
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图33
  • 按下图所示设置参数,点击 OK 按钮进行包面处理
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图34
  • 右键选择模型树节点 wrap1,点击弹出菜单项 Draw显示几何
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图35

几何模型如图所示。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图36

不过几何中一些细节特征捕捉不好,如下图所示。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图37

9 修改参数重新Wrap

  • 删除节点wrap1
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图38
  • 选中模型树节点 flow-pipemain,点击弹出菜单项 Wrap → Create Intersection Loops → Collectively
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图39
  • 右键选择模型树节点 Model,点击弹出菜单项 Sizing → Scoped… 打开设置对话框
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图40
  • 按下图所示顺序增加尺寸控制参数
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图41
  • 重新进行Wrap
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图42
  • 采用下图所示的参数设置,点击 OK 按钮进行包面操作
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图43

显示wrap2,如下图所示,可以看到细节特征已经得到了较好的捕捉。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图44

几何中的凸起部分缺少特征线,导致细节不足。下面进行修复。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图45

10 修复特征线

  • 显示所有的几何模型,按下图所示顺序进行操作
    • 选择按钮 Loop selection mode
    • 右键选择圆形上的两个节点
    • 点击按钮 Toggle Feature Path
    • 点击第三个节点(若三个点不够的话,可以继续右键选择点)
    • 点击按钮 Closed Loop toggle
    • 点击按钮 edge zone creation
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图46
  • 弹出的对话框中如下图所示设置
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图47
  • 单独显示warp2,并执行下图所示操作(同时选中网格面与边线,点击Feature Capture按钮)

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图48

处理完毕后模型如下图所示。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图49

11 处理挡板

  • 右键选择模型树节点 baffleswrap2,点击弹出菜单项 Merge → Objects… 打开设置对话框
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图50
  • 指定合并后的对象名称为 wrap2,如下图所示
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图51
  • 右键选择模型树节点 wrap2,点击 Draw 显示模型,并点击按钮 Join/Intersect… 打开对话框
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图52
  • 按下图所示的操作顺序进行几何分割
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图53

分割完毕后可以查看挡板与主体之间的连接关系,如下图所示。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图54

12 体积抽取

  • 右键选择模型树节点 Volumetric Regions,点击弹出菜单项 Compute… 打开设置对话框
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图55
  • 对话框中选择材料点为 fluid,点击 OK 按钮抽取流体域
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图56

流体域模型如图所示。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图57
  • 查看抽取的流体域,挡板位置如下图所示
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图58

13 删除多余的挡板

  • 右键选择模型树节点 Volumetric Regions,点击弹出菜单项 External Baffles → Draw 显示外部挡板
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图59

图形窗口如下图所示。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图60
  • 右键选择模型树节点 Volumetric Regions,点击弹出菜单项 External Baffles → Delete 删除外部挡板
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图61
  • 右键选择模型树节点 fluid,点击弹出菜单项 Summary 查看面网格信息
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图62
  • TUI窗口显示如下图所示信息,可以看到最大歪斜率为0.5468
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图63

14 生成体网格

  • 右键选择模型树节点 Cell Zones,点击弹出菜单项 Auto Mesh… 打开设置对话框
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图64
  • 如下图所示设置网格参数并生成网格
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图65

生成的网格如下图所示。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图66

15 提高网格质量

  • 右键选择模型树节点 fluid,点击弹出菜单项 Summary查看网格信息
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图67

如下图所示,可以看到最低网格质量为0.1000106 9,可以对网格质量进行优化。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图68
  • 右键选择模型树节点 fluid,点击弹出菜单项 Auto Node Move… 打开设置对话框
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图69
  • 如下图所示设置参数并优化网格质量
Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图70

优化完毕后网格最低质量提高到0.25894224。

Fluent Meshing案例:CFD几何包面的图71

案例输入几何下载:

链接:https://pan.baidu.com/s/1wRWsWjgHrA12-GQUoxs5Rw?pwd=6x6w 提取码:6x6w


(完)

文章来源:CFD之道

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