運用 HyperMesh中的實體單元劃分功能，對離心風機問題中的氣體及固體部分進行網格劃分，生成邊界層并設置邊界條件，探討 HyperMesh在CFD領域中的應用，為以后進行類似的網格劃分工作提供參考。

目前CAE分析技術已成為許多領域重要的分析工具，有些CAE軟件本身就具有較強的前后處理功能。一般而言，分析過程中網格劃分大約占用80%的時間，隨著問題復雜程度的不斷提高以及前處理時間的縮短，這些軟件自帶的前處理功能的局限性越來越大。使用強大的前處理軟件來進行網格的劃分可以節省大量的時間，生成高質量的網格，以此提高計算效率和精度，使CAE仿真能夠真正的滿足科研及工程化的需求。HyperMesh是美國Atar公司

的 HyperWorks系列工程軟件中的軟件產品之一，是 Altair公司現在的旗艦產品。HyperMesh已在底特律的三大公司和世界上其它的汽車公司及各個汽車行業被廣泛應用，被業內公認是世界上最領先、最優秀的前后處理器。本文主要以離心風機的網格劃分為例，介紹HyperMesh在流體網格劃分領域的應用

2案例分析

問題描述：該案例主要包括外殼、發熱器件及熱管部分固體部分網格、空間流體部分網格，如圖1所示。其中離心風機流體部分由于外形復雜，可以快速生成非結構網格。外殼和固體部分根據其扁平的外形特點使用拉伸的方式生成六面體網格。

選擇 CFD user profile，離心風機流體部分如圖2，首先生成外包面以及風扇表面的網格，分別放入不同的組件中，如圖3所示，網格的類型可以選為三角形、四邊形或混合網格。然后，選擇CFD方式生成體網格，根據需要選擇所要生成邊界層的面網格，給出第層網格高度、層數和增長率生成空間實體網格。當所選擇的面之間有較小夾角時或可能出現邊界層交錯而導致失敗時，可以選用生成可變厚度邊界層的方法避免該問題，如圖4所示，邊界層厚度在各處自行調節厚度。生成的實體網格會自動放在邊界層和體單元內核這兩個組件中，可以根據需要將它們重新放入需要的組件中，方便下一步設置邊界條件。

外殼及其它固體部分幾何非常扁平，全部采用拉伸的方法生成具有較大長寬比的體網格，以發熱器件及熱管部分為例說明，如圖5。首先決定模型的拓撲劃分。熱管部分是相對不規則的外形，選擇平板和熱管相交的面作為拉伸的基本面，生成該面的網格時注意分出熱管部分和下面發熱固體的部分，使用幾何面切分的方法將該面切開，如圖6所示。熱管和板拉伸出實體網格后，如圖7，使用 HyperMesh的 Generate bc areas功能生成面網格，找出板與三個發熱器件接觸的面分別拉伸出三個發熱器件的網格，如圖8所示。

3單元質量檢查

流體網格對網格單元的質量要求具一定的特殊性。比如說，在流動梯度大的地方要求使用較細的網格，在邊界層內沿流動方向可以使用大長寬比的網格，網格的正交性、長寬比、扭曲率都需要滿足一定要求。使用 HyperMesh生成流體網格時，可以使用其質量檢査功能對網格的質量進行檢查，同時在生成網格的過程中要根據流場的特點，合理安排實體網格的生成

4邊界條件的設置

使用 HyperMesh的 Generate Bc areas功能生成面網格并設置邊界條件。CFD問題中主要是在網格面上給定邊界條件，如壓力、速度、壁面、周期邊界條件等。需要特別注意的是，邊界條件的命名一般以cFD求解器的邊界條件的名稱作為名字的開頭。在用 HyperMesh生成網格的過程中，有的地方已生成了面網格，如前文所述的風扇表面以及熱管的部分表面，那么只需要將這些面網格放入所需要邊界條件組件中，或者刪除這些面網格，使用 Generate BC areas功能重新找出這些面，然后再設置邊界條件。流體和不同的固體實體網格也是采用放在不同的組件里使用名字來設置邊界條件的。不同類型的體網格交界面處或外邊界處沒有設置邊界條件的地方，在導入CFD求解器時會自動生成外部邊界條件，往往導致出錯，建議合理的設置邊界條件，避免遺漏。設置完邊界條件后可以用尋找自由邊的方法看是否存在 free edge，以此觀察邊界條件的設置是否有誤。綜上，使用 HyperMesh生成網格時從開始就需要做好規劃，方便邊界條件的生成。

5結論

從上述案例中網格的生成過程可以看出， HyperMesh具有友好界面，具有較為強大的幾何處理功能，可以幫助快速生成高質量網格，并且可以實現邊界層生成以及流體邊界條件設置。

課程簡介學習收獲：

還在為CFD網格前處理發愁嗎？目前市場上hypermesh教程主要針對結構方面網格處理。本課程主要講解HyperMesh作為CFD仿真做前處理網格處理。

• 課程基于 HyperMesh2019講解并兼顧13/14/2017等版本。

• 能使學習者掌握 HyperMesh為CFD做前處理的基本思路和方法，CFD網格問題的處理、邊界層網格的控制復雜幾何的CFD處理、外流場網格以及周期邊界網格等實際問題的處理方式。

• 課程思路緊跟實際建模節奏，深入講解CFD前處理過程，使學習者最終可獨立借助 HyperMesh進行CFD前處理。

課程目錄：Hypermesh軟件流體網格劃分CFD前處理

1	Hypermesh For CFD網格講解1
2	Hypermesh For CFD網格講解2-邊界層網格控制
3	HM前處理介紹
4	Hypermesh For CFD課程概敘
5	案列講解3D網格基本流程
6	案列講解-hypermesh-3D邊界層網格
7	案列講解-hypermesh-3D網格
8	案列講解-耦合計算網格處理方法
9	案列講解-外流場-風洞網格
10	周期性網格處理
11	網格導出案列講解-網格求解器
12	課程總結

詳見如下：Hypermesh軟件CAE流體網格劃分CFD前處理

公眾號：新能源汽車熱管理仿真技術