Star-CCM+ VS Fluent幾何清理及網格劃分

STAR-CCM+使得導入、修復、定義和網格化CAD部件的過程盡可能輕松。在最基本的情況下,網格化的清理包括將部分水平體和表面與適當的物理、體網格和邊界條件相關聯,這將是數值模擬的基礎。許多基于部件的操作是可用的,例如部件轉換或布爾操作。選擇是在典型的3D實體建模軟件中執行這些操作,還是在STAR-CCM+中執行這些操作,取決于用戶的偏好。

下面的屏幕截圖描述了一些用于模擬電子外殼自然對流驅動冷卻的預處理元素,包括通過外殼壁的耦合傳熱。兩個部分已經被導入,一個盒子代表周圍的空氣和外殼本身。透明顯示的遠場空氣邊界將被分配為非壁面邊界條件,在進行布爾相減之前,將空氣表面的其余部分分離。這個操作定義了一個新的部分,叫做airminussolid,然后提升到一個區域并分配到相關的物理連續體。附件部分也是如此。然后為每個部分/區域關聯定義網格操作。

當三維實體模型對于CFD模型工作流不是很理想時,STAR-CCM+提供了一些工具來幫助診斷和修復幾何圖形。在導入幾何圖形時可以打開的一個有用選項是檢查和修復無效的幾何對象,這將自動解決一些簡單但常見的問題,這些問題會產生無效的幾何圖形,例如非常接近但不一致的表面、孔洞和穿孔面。在導入具有非常小的或有問題的特性的部件(如孔或交叉口)時,另一個有用的工具是表面包面工具。當從一個低質量的CAD模型開始時,表面包面工具提供了一個封閉的、非相交的表面。結果部件被用來創建一個與物理連續體相關聯的體網格,其方式與典型的導入部分相同。

STAR-CCM+處理得特別好的另一個過程是網格生成。通常情況下,零件表面首先網格重構,以提高最終體積網格的質量,并指定需要更高網格密度的幾何形狀。體網格可以應用大量的控制和特性,并且可以以串行或并行方式執行,前提是用戶可以訪問并行的硬件和軟件許可資源。三種主要的網格模型類型是四面體、多面體和裁剪(六面體)。四面體網格,一般來說,是快速和可靠的處理,允許復雜的幾何網格具有較少的誤差,但結果的準確性較低。多面體網格,它聲稱,提供了一個平衡的解決復雜的網格生成問題,同時具有比四面體網格更高的精度。切割體網格主要利用六面體體積與最小的偏度和對齊與流動產生最高質量的網格。

三種網格都可以包含棱柱狀近壁層,將棱柱網格模型作為體網格過程的一部分(如下圖所示)。典型的表面和體積網格控制包括默認的單元大小、最小和最大單元大小、單元生長速度、棱鏡層厚度、棱柱層數和允許的質量度量。

文章來源:CAE虛擬與現實

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