CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例



CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例




在一些3D模型中,可能會存在一些薄壁結構,在計算時可以將其簡化為2D幾何,如計算室內環境時的墻壁,往往就可以將其當作二維的平面來對待。對于此類模型,在利用ICEM CFD進行Block網格劃分過程中,需要進行特殊處理,否則這些2D面不會生成網格。本案例以一個簡單的幾何演示此類幾何的網格生成方式。

幾何模型如圖1所示,該模型為一矩形流道中存在阻擋的壁面。

CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖1

圖1  幾何模型

1. 創建各種Part

目前只需要創建兩個Part:入口、出口及障礙壁面。默認壁面則不需要額外創建。

2. 創建基本塊

創建基本塊的詳細操作步驟如下。

  • 啟動ICEM CFD,創建或導入幾何文件。

  • 單擊Blocking標簽頁下的Create Block功能按鈕。

  • 在功能面板中創建3D Bounding Box塊。

創建的基本塊如圖2所示。

CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖2

圖2  創建的基本塊

3. 切割基本塊

在有壁面位置對基本塊沿壁面邊界進行切割。

  • 單擊Blocking標簽頁下的Split Block按鈕CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖3。

  • 在功能面板中單擊Split Block按鈕CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖4。

  • 在壁面位置進行切割,這里需要切兩次,將原始塊分割成4個塊。

切割后的塊如圖3所示。

CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖5

圖3   切割后的塊

4. 進行線關聯

將塊上的Edge關聯到幾何邊上。關聯操作的具體步驟如下。

  • 單擊Blocking標簽頁下的Associate按鈕CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖6。

  • 單擊設置面板中的Associate Edge to Curve按鈕CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖7。

  • 關聯所有的Curve。

提示:對于3D模型,并不要求完全關聯所有的Curve,但是對于復雜的幾何模型,建議盡可能多地設置關聯,因為單純依靠軟件自動判斷容易造成錯誤關聯。

5. 進行面關聯

這一步非常重要,需要將Face關聯到2D面上,否則無法生成內部面網格。面關聯的具體操作方式如下。

  • 單擊Blocking標簽頁下的Associate按鈕CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖8。

  • 單擊設置面板中Associate Face to Surface按鈕CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖9。設置面板如圖4所示。

  • 選擇圖5中的Face及Surface進行面關聯。

CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖10

圖4   設置面板

CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖11

圖5   面關聯設置

提示:這一步非常重要。若要想在3D模型中生成2D網格,則必須將Face關聯到相應的面上。

6. 設置網格尺寸并預覽網格

設置全局網格尺寸為0.1。

  • 單擊Mesh標簽頁下的Global Mesh Setup工具按鈕CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖12。

  • 在參數設置面板中設置Max element為0.1,單擊Apply按鈕確認。

  • 單擊Blocking標簽頁下的Pre-Mesh Params功能按鈕CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖13,然后單擊功能面板中的Update Sizes按鈕CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖14,最后單擊Apply按鈕確認操作。

  • 單擊模型樹節點Pre-Mesh前的復選框,預覽網格。生成的網格如圖6所示。

CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖15

圖6   生成的網格

7. 生成網格并導出網格

生成并導出網格的詳細步驟如下。

  • 利用菜單【File】>【Mesh】>【 Load From Blocking】生成網格。

  • 單擊Output Mesh標簽頁下的Seleet Solver工具按鈕CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖16,選擇Output Solver為ANSYS FLUENT。

  • 單擊Output Mesh標簽頁下的Write input功能按鈕CFD-3D結構中的內部2D幾何邊界案例的圖17。

    文章來源:精準CAE部落

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