Fluent Meshing實戰發動機燃燒室網格 Part 1-幾何修復
Fluent曾經擁有兩個網格工具：Gambit和TGrid。Tgrid在ANSYS 14.5版本之后以Fluent Meshing亮相，這與ANSYS Meshing是完全不同的。Fluent Meshing低調得如同掃地僧，甚至在Star CCM+把蜂巢型網格作為大賣點之前，Fluent Meshing早在Tgrid階段就已經完美實現該技術。Fluent進入ANSYS大家族之前，Tgrid就是個高端網格工具，時隔多年依然高端，以至于ANSYS不得不把它請出山。
現在，我們通過一系列案例教學，來領略Fluent Meshing的霸氣側漏。挑選一個燃燒室的案例（ANSYS官網稱為Can Combustor模型），結構比較復雜，適合初學者直接撲向疑難問題。
《Fluent Meshing實戰發動機燃燒室網格》系列，包括四部分：
① 幾何修復
② 表面網格
③ 蜂巢網格
④ 燃燒模擬
今天介紹Fluent Meshing在復雜幾何體修復和幾何前處理準備方面的工作。概括起來，Fluent Meshing的主要特點包括：
① 完全嵌入在Fluent界面中
② 能夠讀入CAD以及復雜的多區域組合網格模型
③ 為使用者提供更多的網格控制方式
④ 能夠處理超過十億的網格
⑤ 包含節點級網格控制
⑥ 能夠利用腳本實現批處理
我們測試的軟件平臺是ANSYS Fluent V18.2，輸入文件為
FM_Generic_Combustor.msh.gz
下載鏈接：http://pan.baidu.com/s/1dEHtZgt 密碼：phay
打開Fluent 18.2，注意選擇Meshing Mode。
圖1. Fluent Meshing的啟動
讀入網格文件（幾何文件）FM_Generic_Combustor.msh.gz，如圖選擇所有的幾何部件，點擊“Draw”后顯示燃燒室的部分結構（20°的扇形分區，周期性結構）
圖2. 燃燒室幾何特性一覽
在修復幾何之前，需要先檢測縫隙，尖角等結構。為避免誤傷物理特征，需要先對燃燒室的噴孔直徑進行測量。如圖測得噴孔直徑大于2mm，這樣下一步檢測縫隙的時候，可以把上限設為2mm，這樣就把噴孔排除在外了。
圖3. 燃燒室噴孔直徑測量
如圖，選中所有幾何部件，右鍵點擊“Diagnostics>Geometry”，設置參數后，點擊“Mark”，標記出存在縫隙缺陷的部位。
圖4. 檢測面之間的縫隙
如圖5，點擊“Next”，找到如圖所示的間隙。圖6演示了縫合操作的步驟，圖7為縫合之后的效果。
圖5. 檢測到第一個縫隙
圖6. 縫合縫隙
圖7. 縫隙縫合之后的效果
繼續點“Next”可以找到如圖8所示的另一個縫隙，照圖示設置，縫合蓋縫隙。
圖8. 縫合第二個縫隙
圖9. 第二個縫隙縫合后的效果
如圖10，在檢測工具中，選擇“Self Face Proximity”,“Mark”后檢測到尖角。接下來需要把這個尖角倒圓，以提高該局部網格質量。
采用圖11的方法，作一條邊線，作為倒圓用的母線。然后按照圖12的方法，將這條邊線繞x軸旋轉20°，剛好等于燃燒室的周期角。
圖10.尖角（面相切）檢測選項
圖11.給尖角建一條邊線
圖12.將邊線旋轉20°的設置參數
圖13.尖角倒圓后的效果
為建立完整的計算域，需要閉合兩側的對稱面。如圖14，用建立Loop的方式，生成對稱面。這里需要注意選擇點的時候，要特別細致，確保點位于對稱面，而不是在物體內部。用同樣的方法建另外一側的對稱面sym-2。
圖14.對稱面sym-1的設置方法
圖15.建好的sym-1對稱面
在生成表面網格之前，需要對網格尺寸進行設置。如圖16，control-1設置了曲線上的網格尺寸，圖17設置了間隙的網格尺寸和數量。
圖16.Global Scoped Sizing網格尺寸設置
圖17.Proximity網格間隙尺寸設置
如圖18，選擇兩個部件，作為流體計算域的材料點的輔助幾何。孤立顯示這兩個部件后，按照圖19的方法，新建“fluid”材料點，作為后續體網格生成時的對象。
圖18.選擇流體計算域的輔助幾何
圖19.新建“fluid”材料點
由于本算例是整個燃燒室的20/360，即1/18，所以需要設立周期性邊界。參照如圖20的方法設定6個周期性參照點。
圖20.周期性邊界的設置
圖21.幾何準備完成時的效果
幾何準備完畢，如圖21所示。存盤為FM_Generic_Combustor_Part1.msh.gz文件，下一步，將生成表面網格。
來源：南京安世亞太公眾號，版權歸作者所有。
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