本文通過剎車盤裝配體模型來演示STAR-CCM+的網格修復功能。

注：本案例來自STAR-CCM+官方教程。

幾何模型

幾何模型如下圖所示，文末有相應的sim文件鏈接，請需要的同學自行領取。

幾何修復

啟動表面修復工具

具體步驟如下：

• 啟動STAR-CCM+，打開從文末下載的 sim文件： surfaceRepairCAD.sim；
• 創建幾何場景，具體步驟如下圖所示；

• 雙擊 Scenes→Geometry Scene 1，將在圖形窗口區域顯示幾何模型視圖，通過點擊 Scene/Plot標簽，并在左下角的屬性窗口中設置 Color Mode為 Distinguish Inputs，可修改幾何顯示樣式，具體如下圖所示；

• 在 Mesh Generation工具條中選擇 Launch Surface Repair按鈕，然后在彈出的 Surface Repair Options窗口中 Geometry Parts旁邊點擊 Select按鈕，之后在彈出的 Select Objects窗口中確保所有零部件均被選中，最后回到上一個窗口，點擊 OK進入表面修復界面，具體操作如下圖所示。

問題檢測

在進行網格修復前，首先要知道模型中存在哪些問題，所以就需要用到問題檢測功能，具體步驟如下：

• 在修復界面右側界面點擊 Manage按鈕，然后進入 Create/Modify Threshold，勾選所有檢查項，最后點擊 OK執行，具體步驟如下圖所示；

• 執行檢測后，不同的網格問題會以不同的顏色高亮顯示，具體如下圖所示。

• 通過點擊窗口右側不同色條上的數字，可以針對性地高亮相關問題網格，如下圖所示。

修復表面接近度

在本案例中，很多面網格沒有通過表面接近度的檢查，這是因為存在面網格的重復，下面我們來修復它：

• 在軟件界面左側的 Repair標簽頁下，選擇 Surface Repair工具面板中的 Merge adjacent vertices/duplicate faces按鈕的右側部分，確認 Merge Coincident Options面板設置如下；

• 點擊上一步中按鈕 Merge adjacent vertices/duplicate faces左側部分，完成重復面的修復，修復完成后，橙色高亮顯示的表面回復灰色狀態，具體如下圖所示。

修復薄殼面

通常情況下，薄殼即無厚度的表面在現實世界中是不存在的，所以在進行流體力學計算前，根據需要處理這類問題。

• 在軟件界面右側選擇 綠色問題條，可以讓自由邊高亮顯示，如下圖所示；

• 左鍵點擊界面左側的 Global標簽，在 Global Tools工具面板中選擇 Inflate or translate selected faces or edges按鈕，然后進行下圖所示 步驟3的設置，之后激活面網格選擇功能（如 步驟4所示），最后在隔熱罩 Heat Shield零部件上右擊鼠標，在彈出的菜單中選擇 Faces→Select，這時候會選中隔熱罩的所有面網格；

• 鼠標左鍵點擊 Offset Faces/Edges Options面板中的 Offset按鈕，就可以修復薄殼表面問題，具體如下圖所示。

封閉孔洞

• 再次點擊軟件界面右側 綠色問題條，會把孔洞的自由邊界顯示出來，具體如下圖所示；

• 點擊 Repair標簽頁中 Surface Repair工具面板中的 Fill holes using selected edges按鈕的右側，進入 Fill Hole Options面板，勾選 Maintain Local Curvature，然后再點擊 Fill holes using selected edges按鈕的左側，就可以完成孔洞修補。

修復特征線

為確保在表面網格中正確識別表示幾何所需的所有特征曲線，需要對特征線進行修復。

• 把表面診斷對話框設置為 Feature模式；
• 在特征診斷對話框中點擊 Execute All；
• 在 Repair標簽頁中的 Feature Repair工具箱中，點擊 Fix all feature curve errors按鈕，即可修復全部特征線錯誤。

消除細小間隙

在進行面網格前處理的時候經常會遇到一些很細小的縫隙，如果不對它們進行處理，可能會影響局部網格質量。

• 用鼠標雙擊如下圖所示的邊線，此時會選中與這根線連接的其他邊線；

• 選中如下圖所示的邊線后，點擊圖形界面左側的快捷按鈕 Select attached vertices，從而選中邊線上的節點；

• 點擊圖形界面下部的快捷按鈕 Clear Selected edges，以取消邊線選擇；

• 雙擊縫隙另一側表面的面網格，使整個平面處于選中狀態；

• 在 Global標簽頁中，點擊 Global Tools工具箱中的 Project selected vertices按鈕，在 Projection Options面板中點擊 Project Vertices，完成節點到目標面的映射，最終可實現封閉細小間隙的目的；
• 點擊 Close退出表面修復界面。

布爾操作

• 在模型樹節點 Parts中同時選中 Heat Shield和 Mount兩個零件，在其中一個零件的名稱上右擊，然后在彈出的菜單中選擇 Create Mesh Operation→Boolean→Subtract；

• 在彈出的 Create Subtract Operation對話框中，把 Heat Shield設置為目標零部件，然后點擊 OK，完成布爾操作

• 這時候，在 Parts節點下會出現一個新的零件，名稱是 Subtract，我們把原來的 Heat Shield零件刪除，然后不新生成的零件 Subtract重命名為 Heat Shield，在把它添加到場景的幾何中去，顯示如下圖所示；

• 同理，選中五個轉子螺柱 rotor stud和制動盤 Brake Disk，進行布爾減操作，將制動盤設置為目標零件，然后將生產的 Subtract零件重命名為 Brake Disk。

• 布爾操作完成后，模型樹中 Parts節點下的零部件如下圖所示。

合并和壓印相鄰部件

• 還記的前面進入表面修復功能的入口吧，重新進入；
• 點擊 Global標簽頁，在 Global Tools工具箱中，點擊 Merge/Imprint single or multiple parts按鈕，然后進行如下圖所示操作，即可完成相鄰零部件的壓印。

面網格重構

最后一步，我們需要對粗糙的表面網格進行重構，這一步將幫助我們解決剩下的問題，具體步驟如下：

• 右擊 Geometry→ Operations，然后選擇 New>→Mesh → Automated Mesh，在彈出的對話框中設置如下；

• 編輯 Automated Mesh→Default Controls，并設置 Base Size→Value為 0.01 m；
• 右擊 Automated Mesh節點，選擇 Execute；
• 網格重構后的面網格顯示如下圖所示；

• 再次進行表面診斷，發現所有問題清零。

以上是演示STAR-CCM+表面修復功能的全部內容，如果對你還有些幫助，請給我一個大大贊，你的支持是我持續更新最直接的動力！