垂直轴风力机数值仿真——建模篇SpaceClaim附脚本

案例将通过SpaceClaim建立垂直轴风力机的数值仿真模型，主要介绍通过脚本实现建模的过程。

1.模型介绍

垂直轴风力机叶片翼型为NACA0012，翼型数据来源于网站http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=n0012-il。

翼型弦长为325mm，叶片数量为3个，风轮直径为800mm；计算域按照入口在来流前方10倍的风轮直径，出口在15倍的风轮直径处，宽度为10倍的风轮直径；厚度为50mm。

2.建模准备

翼型坐标导入SpaceClaim有两种方式，一种是以文本文件的形式编辑好格式后导入自动创建为曲线这种方式网上有相关教程可以自行查找；另一种是通过脚本读取坐标点来创建为曲线。

本案例选择第二种方式，使用起来更为灵活一些，对于一些三维的数据也能通用。需要做的处理是将网站中得到的翼型坐标处理为三维形式，依次三列分别为X/Y/Z。处理时需要注意，网站提供的原始翼型数据分上下两部分，都是从翼型头部开始至尾缘的，处理时将上半部分的顺序翻转一下，从尾缘至头部，并删除重复的（0,0,0）坐标。    

3.建模过程

建模过程包括以下步骤，首先需要读取翼型坐标创建翼型曲线，接下来创建风轮与计算域，最后需要创建实体模型并删除不需要的部件。

1）读取坐标创建翼型曲线

翼型尾缘为钝尾缘，所以文本文件中为不封闭的坐标点，读取时单独创建翼型和尾缘直线。

2）创建风轮

风轮圆可以采用草绘圆来创建，给定圆心和半径可以定义草绘圆。

本案例采用散点方式创建SketchNurbs.CreateFrom2DPoints(True, points)，先通过循环方式生成圆上的散点，再通过散点来实现圆的创建。

3）创建计算域    

计算域外边界通过草绘矩形来绘制，按照计算域边界尺寸给定矩形的三个坐标点，可以定义草绘矩形。

4）投影分割实体

将风轮圆投影到计算域，将计算域分为内外两部分。

5）创建实体

将计算域内外两部分分别拉伸50mm，创建计算域实体几何。

6）删除不必要的实体

除需要的计算域实体外，将其余不必要的部件删除，包括面与曲线。    

7）保存几何

将计算域实体几何保存，保存.scdoc与.stp两种格式。

脚本执行过程：

垂直轴风力机数值仿真——建模篇SpaceClaim.mp4