ANSYS Mesh中創建周期邊界

CFD計算中,周期邊界應用非常廣泛。Mesh模塊作為ANSYS Workbench中的御用網格生成模塊,如何利用mesh模塊構建周期網格,就顯得非常重要。

周期網格分為兩類:旋轉周期及平移周期。在ANSYS Mesh模塊中,利用坐標系來區分這兩類網格類型。周期網格區域要求周期面上網格節點一一對應,在ANSYS Mesh模塊中,可以很方便的通過Symmetry功能模塊中的Periodic Region功能達到這一目標。本例描述了如何在ANSYS Mesh模塊中創建周期網格的步驟,在workbench中的項目結構如圖1所示。


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1項目組織結構

一、幾何模型

本例包括兩個計算模型,分別對應旋轉周期與平移周期,為方便起見,這里使用最簡單的幾何模型。如圖1,圖2所示分別為旋轉周期幾何與平移周期幾何。網格劃分完畢后均用fluent進行測試。


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2旋轉周期


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3平移周期(A面與其對邊的面)

二、旋轉周期邊界

雙擊A2單元格,進入mesh模塊。

在進行旋轉周期邊界創建之前,需要創建柱坐標系。如圖4所示,在屬性菜單Coordinate System上點擊右鍵,選擇子菜單Insert,在彈出的子菜單中選擇Coordinate system,創建新的坐標系。


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4插入坐標系

進行如圖5所示設置。選擇typeCylindrical創建圓柱坐標系,origin設置為你的旋轉中心,principal axis為徑向坐標,orientation about principal axis為軸向坐標,自己根據實際情況設置。最關鍵的是旋轉中心。


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5坐標系創建

Model上點擊右鍵,選擇 Insert > Symmetry,插入對稱。如圖6所示。


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6插入對稱

在插入的Symmetry節點上點擊右鍵,選擇Insert > Periodic Region,插入周期區域。如圖7所示。


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7插入周期區域

選擇low boundaryhigh boundary,這兩個邊界為相對應的周期邊界。最好是沿著旋轉方向。設置typePeriodic,設置Coordinate System為前面創建的柱坐標系。


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8設置周期

如圖9所示選擇相應的面。


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9選擇周期面

OK了,其他網格劃分工作就沒什么好說的了,該怎么劃分還怎么劃分。設置周期邊界的作用在于保證周期面上的網格節點一致,否則在fluent中創建周期邊界會出錯。為了便于觀察,這里使用四面體網格(其實這個模型在mesh中可以自動劃分為六面體網格)。生成的網格如圖10所示。從圖中可以看出,周期面上網格節點數是映射對應的。


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10 網格模型


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