ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)

ANSA是一款專業的網格生成工具,可以為大部分結構計算求解器及CFD求解器輸出網格。本文簡要介紹利用ANSA生成CFD計算網格的基本流程。

1 啟動ANSA

ANSA為不同的應用場景準備了不同的GUI布局。在ANSA啟動時,可以根據目標需求對布局進行選擇。如要生成CFD計算網格,可以如下圖所示選擇Layout為CFD

ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖1

2 導入幾何模型

進入ANSA界面后,第一步操作通常是導入幾何模型。ANSA雖然具有簡單的幾何建模功能,但通常情況下是導入其他CAD軟件生成的幾何模型。ANSA支持絕大多數常見的CAD模型格式。

  • 幾何模型可以通過ANSA主界面的 Open按鈕,或通過菜單 File → Open打開。
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖2
  • 在打開的文件選擇對話框中,除了選擇文件之外,還可以設置在文件導入過程中的一些控制參數。不過大部分情況下可以采用默認參數
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖3
  • 當導入的幾何不是以 ansa擴展名保存的文件時,ANSA會打開下圖所示的 Translators對話框,用戶也可以設置與文件打開對話框中相同的幾何參數
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖4
  • 點擊 OK按鈕即可導入幾何模型。默認情況下ANSA以線框的形式顯示幾何模型。
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖5
  • 選擇底部的 Shadow按鈕,可以以實體的形式顯示幾何模型。
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖6

幾何模型如圖所示。

ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖7

3 清理幾何

通常情況下,幾何導入之后需要對其進行檢查及清理。對于三維幾何模型,需確保幾何模型為封閉的。

ANSA提供了一堆工具用于幾何處理,其位于TOPO工具組中,如下圖所示。

ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖8

這里不準備演示幾何清理過程,后面用具體的案例進行描述。

4 設置PID

相當于為邊界命名,這一步操作也可以放在面網格生成完畢后。

  • 選中求解器為 FLUENT,也可以選擇為其他求解器
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖9
  • 點擊 Faces > Set PID按鈕
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖10
  • 如下圖所示,選中邊界面并點擊鼠標中鍵盤
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖11
  • 在打開的對話框中點擊按鈕 New新建PID
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖12
  • 命名為 inlet,并指定類型為 velocity-inlet
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖13
  • 創建完成后,鼠標雙擊新建的列表項,將邊界面添加到此ID中
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖14
  • 相同方式指定其他邊界,如outlet1、outlet2及wall

以PID方式顯示幾何,可以看到以不同顏色顯示的邊界。

ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖15

5 指定網格尺寸

  • 進入 Mesh,點擊按鈕 Perimeters > Length
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖16
  • 選中幾何中的所有邊線,點擊鼠標中鍵
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖17
  • 打開的對話框中設置網格尺寸 Length0.01
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖18
  • 點擊按鈕 Perimeters > Spacing > Auto CFD
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖19
  • 如下圖所示設置參數,點擊 OK按鈕確認參數
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖20

這里可以設置網格的Curvature及Proximity加密控制。

6 生成面網格

  • 在圖形窗口顯示所要劃分網格的幾何結構,點擊按鈕 Mesh Generation > CFD > Visible生成面網格
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖21

生成的面網格如下所示。

ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖22

7 生成邊界層網格

  • 點擊按鈕 Volumes > Layers > Create打開邊界層設置對話框
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖23
  • 如下圖所示設置參數
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖24
  • 指定 wall邊界生成邊界層網格
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖25

此時網格如下圖所示。

ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖26

8 生成體網格

  • 點擊按鈕 Volumes > Define
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖27
  • 彈出對話框中保持默認設置,點擊 OK按鈕創建計算區域
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖28
  • 點擊按鈕 Mesh Volume > Tetra CFD并選擇所有區域,生成體網格
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖29

可以查看剖面上的網格,如下圖所示。

ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖30

9 輸出網格

  • 選擇菜單 File → Output → FLUENT
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖31
  • 指定網格輸出路徑及文件名,點擊OK即可輸出網格
ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖32

10 Fluent中讀取網格

在Fluent中讀取網格,如下圖所示。

ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖33

計算區域和邊界條件被分割了,原因是邊界層網格所導致的。可以在ANSA中合并,也可以直接在Fluent中合并,并不影響后續計算。

ANSA極簡案例|01 基本流程(CFD網格)的圖34

11 小結

ANSA中生成流體網格的流程其實和其他網格生成軟件并沒有什么區別,主要包括下面幾個步驟:

  • 導入幾何,清理幾何
  • 邊界組織與命名
  • 指定網格尺寸,生成面網格
  • 生成邊界層網格
  • 生成體網格

(完)

文章來源:CFD之道

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