清洁海洋几何形状从未如此简单！

船舶设计师和船舶建筑师越来越多地使用计算流体动力学 (CFD) 工具来获得更准确的解决方案、详细的物理原理和更快的结果。过去的海洋船舶设计研究主要依靠拖曳水池的缩小模型来了解船舶阻力、耐波性、推进和操纵。然而，这些模型的雷诺数和弗劳德数存在差异由于模型缩小了。借助CFD仿真技术，现在可以测试全尺寸模型。但 CFD 中的网格生成步骤通常需要专业知识和经验，尤其是在处理复杂的几何形状时。此类复杂的几何形状可能具有空腔、重叠表面、挤压和鞍角，这些都会妨碍高质量的网格划分和精确的 CFD 解决方案。为了更轻松地划分网格，Fidelity CFD 平台具有各种几何清理工具和功能，可帮助简化网格生成并增强整体海洋 CFD 模拟。

CFD 模拟的第一步是创建或导入要测试的几何体。可以将多种文件格式导入 Fidelity CFD 平台，可接受的文件格式列表如下：

帕拉固体	CATPART/CAT产品	欧特克	ACIS	XML
NX	杰特	IGES	德国汽车工业协会	STL
步	扎实的作品	克里奥	产品生命周期管理	OBJ

可以从本地和远程计算机并行导入几何图形。如下图所示，CAD 树可以在 12 核计算系统上同时导入汽车几何形状的 12 个部分。

DrivAer 配置在 12 个内核上并行导入。

Fidelity CFD 平台导入几何图形后，将进行彻底分析以查找自由边、非流形边和特征曲线。细分后，将计算三角形的纵横比和与原始 CAD 的距离。它提供了用于清理几何体的工具，包括确保几何体共形性、改进镶嵌和封盖孔。

 

拼接或缝制可确保几何一致性（左），而重新三角化可改善镶嵌效果（右）。

使用 AutoSeal 堵住孔洞

Fidelity CFD 平台包括 AutoSeal，这是一种先进的几何清理工具，利用并行算法生成 CAD 和 STL 格式的闭合曲面。它可以处理带有孔、间隙和空腔的脏几何形状。标准几何形状的处理时间从几秒到几分钟不等，而复杂几何形状（例如完整的汽车）的处理时间长达一个小时。它不会修改初始几何形状；相反，它会生成一组三角曲面，使几何体密不可分，确保其适合体积到曲面 (V2S) 网格划分。

为了使几何体防水并为网格生成做好准备，用户只需提供内部和外部点。AutoSeal 将处理剩下的事情。在下面的渡轮图像示例中，定义了 5 个内部点和 1 个外部点。使用此输入，Autoseal 在 90 秒内创建了 250 多个曲面，成功覆盖了几何体中的所有孔。生成的几何体现已完全密封并准备好生成网格。

根据用户输入的 5 个内部点和 1 个外部点，Autoseal 能够在短短 80 秒内快速生成超过 259 个曲面。

S2V 网格划分的包裹

当用户计划使用表面到体积 (S2V) 方法对几何体进行网格划分时，确保几何体干净且与用于体积到表面 (V2S) 网格化的几何体相比具有优异的共形性至关重要。在这种情况下，包裹工具可以快速生成干净的棋盘格表面，从而能够快速生成 S2V 网格。

几何图形的自动分组或分割

Fidelity CFD 平台中的组曲面工具会扫描几何图形，并根据曲面相切和/或圆角半径自动将其分类为组。下面显示的集装箱船船体最初将每个表面都放在一个组中，没有有用的组织信息。自动重新分组后，几何体被组装成六个不同的组，允许用户根据需要处理几何体的各个部分。

最初，集装箱船船体的所有表面都集中在一起（左）。经过自动重组后，几何表面被分为 6 个不同的组（右）。

尖角可能会给网格划分带来问题，而 Fidelity CFD 平台中的自动剔除工具非常适合处理此问题。该工具可以识别并去除表面上的尖角或角度。通过将三角形与相邻曲面局部合并，可以消除尖角。结果，网格质量得到改善。

锐角被削弱并与相邻曲面合并，以便于网格划分。

在使用船只时，您可能已经注意到，船体的锋利边缘在啮合时可能具有挑战性。为了解决这个问题，您可以使用去特征锐角工具。该工具允许您设置锐边角度的阈值，然后将其与相邻曲面合并以方便网格划分。

避免马鞍角

鞍形角工具可以检测鞍形角并在这些位置生成自定义直径的球体。马鞍型角是多个表面相交并形成连续的凸角和凹角的顶点。换句话说，鞍形角连接到四个或更多边，并且这些表面的法线指向不同的方向。在这些角处放置球体可以防止在这些位置生成网格并提高网格质量。该工具对于 V2S 网格划分特别有用。

将球体放置在鞍角处以防止在该位置生成网格。