SALOME數(shù)值模擬平臺中基礎(chǔ)模塊簡介
作為一個(gè)開源軟件平臺，Salome能夠用于數(shù)值模擬的通用預(yù)處理，后處理和工作流管理操作，另外其靈活的架構(gòu)能夠允許包括Code_Saturne, Code_Aster, Open TELEMAC-MASCARET，Syrthes，Paraview等軟件的兼容，并能便捷地進(jìn)行軟件間的相互耦合運(yùn)算和處理。
本期將會(huì)給大家?guī)鞸ALOME平臺中基礎(chǔ)模塊的功能介紹，即GEOM及SMESH模塊。更多詳盡內(nèi)容也將在接下來的幾期逐步介紹，歡迎大家持續(xù)關(guān)注~
SALOME中基礎(chǔ)模塊的介紹
SALOME平臺提供的GEOM模塊是EDF研究開發(fā)的一種開源的建模工具，它可以對已有的CAD模型進(jìn)行可視化處理，并且兼容不同的CAD格式，比如STEP,IGES等。此外，使用GEOM模塊本身也可以生成各式圖形，包括點(diǎn)，線，面，以及體。相比于其他建模工具，SALOME平臺下的GEOM模塊可以一鍵生成等價(jià)于六面體的拓?fù)鋷缀危@一功能有效地縮短了幾何分塊的時(shí)間，為后續(xù)生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格提供了便利。
GEOM模塊提供不同的建模方式，大致可以總結(jié)為四類，它們分別是基礎(chǔ)基元，三維基元，布爾運(yùn)算以及換位運(yùn)算?；A(chǔ)基元包括線段，圓，橢圓，弧線，曲線以及向量的生成，還包括二維平面和盤狀平面的生成；三維基元包括了幾種常見的三維圖形，比如，立方體，球，圓柱等。生成的三維基元自動(dòng)包含類似點(diǎn)，邊，面等子形狀。布爾運(yùn)算有四種，分別是聯(lián)合，組合，相交和剪除，熟練應(yīng)用這一功能可以生成各種不規(guī)則圖形。比如下圖中的兩個(gè)三維基元：
通過布爾運(yùn)算，這兩個(gè)基元可以組成不同的幾何：
換位運(yùn)算則提供類似變形，旋轉(zhuǎn)，平移，對稱等功能，用于復(fù)制或修改幾何。比如下圖，變形功能可以讓直角變成一段圓弧。
此外，GEOM模塊還提供幾何分區(qū)，測量，修復(fù)等功能修改完善模型，這里就不一一介紹了，感興趣的朋友可以登錄SALOME官網(wǎng)查閱相關(guān)信息。接下來為大家介紹SALOME平臺中另一大模塊——SMESH模塊。
網(wǎng)格劃分其實(shí)是對一個(gè)完整幾何模型離散化的過程，它是CFD模擬中最為重要的一環(huán)。網(wǎng)格數(shù)目和質(zhì)量會(huì)直接影響到后續(xù)計(jì)算的時(shí)間以及收斂性。因此，這個(gè)過程往往會(huì)消耗很多的精力和時(shí)間。而在SALOME平臺中的SMESH模塊下，網(wǎng)格的生成簡化了較為繁瑣的步驟，尤其針對結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成，它提供了應(yīng)用起來十分便利的方法，有效地提高了前處理的效率，接下來，將為大家簡單介紹一下SMESH模塊中的功能及相關(guān)應(yīng)用。
SMESH模塊中網(wǎng)格生成步驟如下：定義主要網(wǎng)格--定義子網(wǎng)格--生成網(wǎng)格--創(chuàng)建組。 簡單來說，就是要先選擇目標(biāo)幾何，然后定義網(wǎng)格劃分的算法以及相關(guān)假設(shè)。定義子網(wǎng)格的目的有很多，它不僅可以對網(wǎng)格的某些區(qū)域加密，如下圖中的立方體，其中有一個(gè)面被定義為加密區(qū)域。
也可以實(shí)現(xiàn)同一個(gè)幾何體上不同的網(wǎng)格類型，如下圖所示：
SMESH模塊中網(wǎng)格算法根據(jù)維度的不同有不同的定義。一維網(wǎng)格的基本算法包括線離散化和復(fù)合面離散化；二維網(wǎng)格按照不同網(wǎng)格類型分成三角形網(wǎng)格劃分算法和四邊形網(wǎng)格劃分算法，其中三角形網(wǎng)格劃分算法有NETGEN 2D，MEFISTO等，四邊形網(wǎng)格劃分算法即映射；三維網(wǎng)格的劃分可以分為四面體劃分算法和六面體劃分算法，此外，三維網(wǎng)格也可以通過拉伸二維網(wǎng)格得到，例子如下圖。
根據(jù)模擬的需要，比如流體力學(xué)的模擬，有些網(wǎng)格劃分需要設(shè)置很薄的邊界層，SMESH模塊通過簡單的定義便可以生成如下圖所示的邊界層：
SMESH模塊中對生成的網(wǎng)格進(jìn)行分組是為了定義邊界條件，在固體導(dǎo)熱模擬中，網(wǎng)格分組則用于定義材料物性。此外，分組也便于修改和完善網(wǎng)格，比如刪除重復(fù)節(jié)點(diǎn)，放大網(wǎng)格或者旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格。為了適用于不同的操作，網(wǎng)格的分組對象包括節(jié)點(diǎn)，邊，面，體積以及球體。
GEOM模塊中定義的分組可以復(fù)制為網(wǎng)格分組，SMESH模塊中也可以直接定義分組?？傮w來說，SMESH模塊有三種方法用于網(wǎng)格分組：根據(jù)幾何分組，根據(jù)篩選條件分組，以及自定義選擇分組。SMESH模塊對網(wǎng)格中的所有元素都有編號，因此，篩選條件可以選擇目標(biāo)編號的范圍，此外還有單元類型等。如下圖所示，根據(jù)網(wǎng)格單元的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)篩選出的網(wǎng)格，可以單獨(dú)修改劃分網(wǎng)格的算法。
SMESH模塊中的功能不僅可以很好地完成一般模型的網(wǎng)格劃分，另外針對一些大規(guī)模，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的幾何模型，SALOME平臺開發(fā)了簡便的方法生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。以核電站中燃料組件為例，接下來將介紹在SMESH模塊中生成實(shí)物模型的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。
三維燃料棒間隙的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是通過拉伸二維網(wǎng)格獲得的，二維網(wǎng)格則是通過多個(gè)相同的網(wǎng)格平移后得到。下圖是組成二維燃料棒間隙網(wǎng)格的基本網(wǎng)格，網(wǎng)格類型是四邊形，為了后續(xù)的六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格作基礎(chǔ)：
下圖是由基本網(wǎng)格平移后得到的二維網(wǎng)格：
下圖是拉伸后的網(wǎng)格：
SMESH模塊中生成的柵格網(wǎng)格如下圖所示：
通過組合各部件的網(wǎng)格可以生成完整的燃料組件網(wǎng)格。
來源：
工程師必備
- 項(xiàng)目客服
- 培訓(xùn)客服
- 平臺客服
TOP
