STAR-CCM+擋板建模案例：復雜表面幾何處理與網格劃分
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開始→所有程序→STAR-CCM+，如圖1所示，打開STAR-CCM+，界面如圖2所示。
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單擊菜單File→Import surface mesh，如圖5所示，或者單擊 按鈕，進入模型導入菜單，如圖6所示。
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選擇所有x_t模型，單擊“打開”，按鈕，彈出如圖7所示菜單，為了減少內存壓力，這里設定Tessellation Density一項為“Coarse”。
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單擊“OK”按鈕，進入主界面，導入模型如圖7所示。
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由于導入模型是固體模型，最后要求解的是其內腔的流體區域，所以先將所有固體模型合并起來，如圖8所示，將Regions樹下的所有body選擇，右鍵選擇“Combine”，將所有固體模型合并，如圖9所示。
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對各個區域部件重新進行命名；如圖10所示，先將前三個同類的Boundary、Boundary1 1、Boundary1 2擋板合并并命名為“baffles”。
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對模型中的傳感器Boundary1 7重新命名為“Sensor”,如圖11所示。
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對模型中的固體部件Boundary1 8、Boundary1 9通過“Combine”合并并重新命名為“Struts”,如圖12所示。
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對模型中的閥體Boundary1 10重新命名為“Valve”,如圖13所示。
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對模型中的入口管道Boundary1 6重新命名為“Inlet pipe”,如圖14所示。
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對模型中的固體部件Boundary1 11、Boundary1 14通過“Combine”合并并重新命名為“Cross pipe”,如圖15所示。 -
對模型中的主體Boundary1 5重新命名為“mainbody”,如圖16所示。 -
右鍵點擊模型樹中Continue→Mesh1→Select meshing models，彈出如圖17所示“Meshing Models Selection”，勾選“Surface Wrapper”，如圖18所示，所選選項將在菜單右側顯示，點擊“Close”按鈕，將菜單關閉。
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點擊模型樹中Continue→Mesh1→Reference Values→Base Size，在樹模型下方的"Properties"處將"Value"值更改為0.01m,如圖19所示；點擊模型樹中Continue→Mesh1→Surface Values→Relative minimum Size，樹模型下方的"Properties"處將"Percentage of Base"處保持默認25；點擊模型樹中Continue→Mesh1→Surface Values→Relative Target Size，樹模型下方的"Properties"處將"Percentage of Base"值改為50；如圖20所示。
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點擊如圖21所示的“Turn mesh on or off”按鈕，將模型網格顯示出來，如圖22所示。
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因為是對其內部流體進行計算分析，所以先將大的開口封閉起來，小的縫隙可以通過包面進行自動縫合，首先進行如圖23所示兩個進口及三個出口的縫合。 -
右鍵單擊Representations→Import，選擇Repair Surface...選項, 彈出如圖24所示“Surface Preparation Options”菜單，因為是要進行縫補大面，而不是進行質量檢查，所以取消“Check All”選項，點擊“OK”按鈕，進入如圖25所示的“Repair Surface Mesh”菜單界面。
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點擊如圖26所示“Fill Polygonal Patch”按鈕，將模型中的“inlet pipe”進口進行封閉,如圖27所示。
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將“Faces”改為“Edges”選項，將“Cross pipe”入口進行修補，修補之后的效果如圖28所示。
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運用同樣的方法將三個出口也進行修補，修補后的效果如圖29所示。
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由于之前的特征性有可能會影響到包面的效果，所以將之前的特征線進行刪除，選擇模型樹中Regions→Feature Curves,將圖30中所有的特征線進行選擇，然后右鍵“Delete”進行刪除。
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右鍵點擊Continua→Mesh1→Models→Surface Wrapper,選擇Run leak detection...，先將“Current Point”選擇為“Source Point”，將圖31所示紅點移到模型外部；再將“Current Point” 選擇為“Target Point”，將圖32所示的紅點移到模型內部。
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點擊如圖33所示“Wrapper Leak Detection”菜單下的“Recompute Template +Paths ”按鈕，如果沒有大的漏洞的話，將在主界面的“Output”窗口輸出如圖34所示提示。
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首先將主體“mainbody”里面的一部分分離處理，不然在包面過程中可能被忽略。右鍵點擊Regions→mainbody→Spilt Interactively,彈出 “Split Boundary Manually”菜單，選擇如圖35所示的部分，將“Boundary Name”改為“Channel”,點擊“Create”按鈕。
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將剛才生成的“Channel”的“Surface Size”的“Relative Target Size”及“Relative Minimum Size”的 "Properties"處的"Percentage of Base"值改為5；如圖36所示。 -
用同樣的方法將“Baffles”的“Surface Size”的“Relative Target Size”及“Relative Minimum Size”的 "Properties"處的"Percentage of Base"值分別改為10和20。 -
用同樣的方法將“Sensor”的“Surface Size”的“Relative Target Size”及“Relative Minimum Size”的 "Properties"處的"Percentage of Base"值分別改為5和10。
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下面將進行一些防接觸設定，否則在部件與部件之間會產生很差的網格。右鍵點擊Regions→Mesh Values→Contact Prevention,如圖37所示，選擇New→One Group Contact Prevention Set,將名稱改為“Sensor”，建立傳感器與主體的防接觸對，在Properties中單擊“Boundaries”后面的按鈕，如圖38所示，選擇“sensor”、“mainbody”，將下面“Search Floor”尺寸改為0.0005m，即在這個尺寸范圍內的都不能接觸。
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同樣的方法建立“cross pipe”與“valve”之間的防接觸對；“mainbody”與“cross pipe”和“inlet pipe”之間的防接觸對；“mainbody”與“baffles”之間的防接觸對。 -
將擋板“baffles”進行加厚處理。右鍵點擊“Representations”→“Import”，選擇“Repair Surface”，不選擇檢測網格質量，單擊“OK”按鈕，進入“Repair Surface Mesh”菜單界面，將其切換為“Offset Faces”菜單面板，如圖39所示。
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選擇“Offset Action”為“Inflate”，“Thickness”值為0.002m，方向采用默認，單擊“Selection Control”下的品紅色鎖狀按鈕，彈出如圖40所示的“Select Boundaries”菜單，選擇“Baffles”,單擊“Apply”按鈕,回到“Offset Faces”菜單面板，單擊“Offset Faces”按鈕，完成對擋板的加厚操作，單擊“Close”按鈕退出“Offset Faces”菜單面板。
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單擊如圖41所示的 按鈕，等待片刻之后生成包面網格。右鍵點擊主界面的空白處，選擇“Apply Representations”→“Wrapper Surface”，顯示包面后的網格，如圖42所示。
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為了之后的網格不受影響，先將之前導入網格刪除。右鍵點擊Representations→Import，在彈出菜單中選擇Delete，將Import網格刪除，如圖43所示。
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右鍵點擊Continua→Mesh1，選擇Select Meshing Models...,如圖44所示，彈出Meshing Model Selection菜單，取消右側Surface Wrapper選項，勾選左側Surface Remesher選項，如圖45所示，點擊Close按鈕關閉菜單。
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在進行網格重構（Surface Remesher）的時候，部分網格尺寸可以放大一些，channel→Mesh Values→Surface Size→Relative Target Size，樹模型下方的“Properties”處將“Percentage of Base”值改為10；如圖46所示。
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在入口和本體的連接處建立一個長方體加密區域。右鍵點擊Tools→Volume Shapes，在彈出的菜單中選擇Block，如圖47所示。
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彈出“Create Block Volume Shape”菜單，將長方體進行拉伸和縮放，最后將區域定位于入口與主體的連接處，如圖48所示，點擊“Create Block Volume Shape”菜單下方的“Create”按鈕，建立此加密區域。
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建立好之后回到Tools→Volume Shapes，點一下Block 1，可以在主界面中顯示建立的加密區域，如圖49所示。
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下面進行加密區控制。右鍵點擊Continua→Mesh 1→Volumetric Controls，選擇New，建立一新的加密體控制，如圖50所示。
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點擊圖50所示中的Volumetric Controls 1，點擊下方Shapes右邊的按鈕，在彈出的“Volumetric Controls 1”選項菜單中選擇“Block 1”，如圖51所示，點擊“OK”按鈕退出“Volumetric Controls 1”選項菜單。
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點擊Volumetric Controls 1→Mesh Conditions→Surface Remesher，在下方Properties處勾選“Customize surface remesher”選項，如圖52所示。
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之后多出一項“Mesh Values”，如圖53所示，點擊Mesh Values→Customs Size→Relative Size，將其Properties下方的Percentage of Base處值更改為5,如圖54所示。
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點擊工具欄處的網格面網格生成按鈕
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因為體網格是在重構網格的基礎上生成的，為了避免體網格生成收到之前包面網格的影響，將之前的包面網格進行刪除，右鍵點擊Representations→Wrapped Surface，在彈出菜單中選擇Delete，將Wrapped Surface網格刪除，如圖57所示。
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右鍵Remeshed Surface，選擇Repair Surface...，彈出“Surface Preparation Options”選項菜單，如圖58所示，勾選“Check face quality”選項，將下面“Minimum quality”值改為0.4，點擊“OK”按鈕進入“Surface Diagnostics”選項菜單，如圖59所示，在“Poor Quality Faces”后面黃色顯示1，證明有1個質量比較差的面網格。
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點擊“Surface Diagnostics”選項菜單下方“Display Control”中的第二個按鈕，如圖60所示，將所有網格先隱藏。
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點擊“Poor Quality Faces”后面的黃色按鈕，然后點擊“Selection Control”下面第4個按鈕，讓其周圍的網格顯示，便于觀察，如圖61所示。
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在主界面中能觀察到一片網格后點擊“Display Control”中的第3個按鈕，如圖62所示，將這些網格定格在主界面中，如圖63所示。
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通過“Surface Repair”工具欄下的一些功能將這個Poor Quality Faces消除，消除后的網格如圖64所示，此時“Poor Quality Faces”后面黃色顯示0，證明沒有質量比較差的面網格。
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在生成體網格之前，首先進邊界條件的分割。選擇“Inlet pipe”，右鍵點擊“Inlet pipe”部件，在彈出選項菜單中選擇“Split Interactively”，如圖65所示。
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選擇如圖66所示的面，將“Boundary Name”更改為“inlet 1”，點擊“Create”按鈕生成入口1；
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選擇“Cross pipe”，右鍵點擊“Cross pipe”部件，在彈出選項菜單中選擇“Split Interactively”,在彈出的“Split Boundary Manually”菜單選項中選擇如圖67所示的面，將“Boundary Name”更改為“inlet 2”，點擊“Create”按鈕生成入口2；
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選擇“Mainbody”，右鍵點擊“Mainbody””部件，在彈出選項菜單中選擇“Split Interactively”,在彈出的“Split Boundary Manually”菜單選項中選擇如圖68所示的面，將“Boundary Name”更改為“outlet”，點擊“Create”按鈕生成出口；
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右鍵點擊Continua→Mesh1，選擇Select Meshing Models...,彈出Meshing Model Selection菜單，取消右側Surface Remesher選項，勾選左側Polyhedral Mesher→Prism Layer Mesher，如圖69示，點擊Close按鈕關閉菜單。
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Continua→Mesh 1→Reference Values，下面的邊界層數目及邊界層生長方式都按缺省值，點擊Prism Layer Thickness→Relative Size，將其Percentage of Base值設定為15，如圖70所示。
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由于進出口不需要邊界層，所以將進出口的邊界層設定取消。點擊Regions→Boundaries→inlet 1→Mesh Conditions→Customize Prism Mesh，將其下方Properties的Customize Prism Mesh選項選擇為Disable，如圖71所示。 -
應用同樣的方法將另外一個進口和出口都進行同樣的設定。
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點擊工具欄處的體網格生成按鈕 進行體網格建立，等網格生成后，右鍵點擊主界面空白區，選擇選擇“Apply Representations”→“Volume Mesh”，顯示多面體體網格，如圖72所示。
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也可以將體網格生成Trimmer網格，右鍵點擊Continua→Mesh1，選擇Select Meshing Models...,彈出Meshing Model Selection菜單，取消右側Polyhedral Mesher選項，勾選左側Trimmer→Prism Layer Mesher，如圖73示，點擊Close按鈕關閉菜單。
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Continua→Mesh 1→Reference Values→Surface Size→Template Growth Rate，將下面Properties的Default Growth Rate和Surface Growth Rate分別選為“Medium”和“Fast”，如圖74所示。
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點擊工具欄中刪除網格按鈕 ,將當前的體網格進行刪除，然后點擊工具欄處的體網格生成按鈕
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至此，所有網格建立完畢。
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