全機(jī)網(wǎng)格
關(guān)注創(chuàng)建者：Oler 創(chuàng)建時間：2019-04-28
全機(jī)網(wǎng)格的實(shí)例教程
(1) 本案例文件為《Pointwise非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格賞析》中涉及的案例2工程文件。
(2) 下載后得到的為pw格式文件，可直接導(dǎo)出cas等格式進(jìn)行計(jì)算或在Pointwise軟件中打開進(jìn)行學(xué)習(xí)編輯。
(3) 購買后為百度網(wǎng)盤地址和訪問密碼，可進(jìn)行下載或轉(zhuǎn)存。
(4) 購買案例后學(xué)習(xí)工程中有相關(guān)問題可加案例QQ群進(jìn)行答疑。
(5) 購買案例附送一次性Pointwise最新版本軟件指導(dǎo)安裝服務(wù)。
摘要：
本案例利用Fluent Meshing對固定翼無人機(jī)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用全多面體網(wǎng)格方案減少30%單元量仍保持湍流粘性底層解析能力，不僅為無人機(jī)巡航/爬升等多工況氣動仿真提供了高精度網(wǎng)格基礎(chǔ)，還通過標(biāo)準(zhǔn)化流程支持氣動-結(jié)構(gòu)耦合、控制仿真等跨學(xué)科研究，兼顧工程效率與計(jì)算經(jīng)濟(jì)性。
特別適合無人機(jī)設(shè)計(jì)工程師快速掌握復(fù)雜氣動外形的工業(yè)級網(wǎng)格生成策略、CFD工程師學(xué)習(xí)多物理場仿真的網(wǎng)格適應(yīng)性優(yōu)化方法，以及航空航天領(lǐng)域研究人員構(gòu)建高升力構(gòu)型數(shù)值模擬的技術(shù)框架。
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1 導(dǎo)入幾何模型
在固定翼無人機(jī)流場仿真中，F(xiàn)luent Meshing的網(wǎng)格劃分流程始于幾何模型的預(yù)處理階段。首先通過File-Import-CAD導(dǎo)入無人機(jī)三維模型，該模型通常包含機(jī)翼、機(jī)身、尾翼等部件。
針對無人機(jī)特有的薄壁結(jié)構(gòu)（如厚度僅1.5mm的碳纖維機(jī)翼蒙皮），需在Geometry標(biāo)簽下使用Surface Repair工具修補(bǔ)缺失面片，特別是機(jī)翼與機(jī)身連接處常出現(xiàn)的0.2-0.5mm微小間隙。通過Merge Edges功能將相鄰曲面邊界的容差設(shè)置為0.01mm，消除拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的自由邊，這一過程需特別注意機(jī)翼前緣曲率突變區(qū)域（曲率半徑小于3mm）的幾何特征保留。
完成幾何修復(fù)后，進(jìn)入計(jì)算域定義階段。采用Enclosure功能構(gòu)建長方體外流場域，其邊界距離無人機(jī)表面需保持一定長度以消除邊界效應(yīng)。對于包含發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的內(nèi)流場，需封閉進(jìn)排氣口形成獨(dú)立流體域。此時通過在機(jī)身內(nèi)部指定流體域標(biāo)記點(diǎn)，結(jié)合Wrap功能生成包裹網(wǎng)格，該過程需調(diào)整包裹增長率至1.3以避免機(jī)翼尖端（厚度僅0.8mm處）的網(wǎng)格穿透現(xiàn)象。
展開 為了獲取飛機(jī)結(jié)冰前后的氣動特性，需要進(jìn)行全機(jī)氣動力的計(jì)算。在計(jì)算前需要進(jìn)行全機(jī)計(jì)算網(wǎng)格生成。全機(jī)計(jì)算網(wǎng)格生成一般分為結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成。
全機(jī)流動復(fù)雜
全機(jī)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格拓?fù)? 全機(jī)非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格
計(jì)算后處理
飛機(jī)帶冰前后計(jì)算結(jié)果的后處理，可用Tecplot或者CFD-Post進(jìn)行。一般是氣動力提取、空間流線、云圖。
帶冰前后升力系數(shù)曲線
云圖
在整個機(jī)翼防冰布局方案設(shè)計(jì)過程中，團(tuán)隊(duì)在全機(jī)網(wǎng)格生成、流場計(jì)算、水機(jī)撞擊特性計(jì)算、二維結(jié)冰計(jì)算、計(jì)算結(jié)果后處理、混合翼設(shè)計(jì)、結(jié)冰參數(shù)相似性轉(zhuǎn)換，冰形三維成型都全面掌握應(yīng)用。
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展開 根據(jù)文獻(xiàn)資料查找的波音767飛機(jī)尺寸數(shù)據(jù)，利用三維軟件進(jìn)行了飛機(jī)模型的建立，建立的飛機(jī)模型如下：
飛機(jī)全機(jī)網(wǎng)格尺寸
對蒙皮進(jìn)行殼單元網(wǎng)格劃分，對其內(nèi)部桁架，框架等結(jié)構(gòu)進(jìn)行梁單元網(wǎng)格劃分：
網(wǎng)格分別如下所示：
蒙皮殼單元網(wǎng)格劃分
蒙皮梁單元網(wǎng)格劃分
根據(jù)查找的文獻(xiàn)及官網(wǎng)資料，考慮到飛機(jī)自重以及油箱，機(jī)上荷載分布等給飛機(jī)模型布置好軸向質(zhì)量，其分布如下圖所示，在高速撞擊分析中，質(zhì)量分布是十分關(guān)鍵的：
模型檢查：在LS-DYNA中，檢查梁單元和殼單元的截面屬性是否正確賦予，并直接添加或修改接觸，材料，初速度等關(guān)鍵字。
展開 一些說明：
<1> PointWise幾何處理功能僅可以進(jìn)行簡單的切割、合并操作以及創(chuàng)建簡單的直面、曲面等，一般僅用來對模型進(jìn)行局部修形或修剪，不宜用來進(jìn)行建模操作；
<2>PointWise中幾何沒有“點(diǎn)”和“體”的概念，僅包括線和面，所以一般可以使用IGES或STP等格式作為幾何輸入格式，但要注意模型建模精度問題；
<3>PointWise中可以通過特有的“T-Rex”和“Source"功能對線網(wǎng)格、面網(wǎng)格和體網(wǎng)格進(jìn)行多種加密，較為實(shí)用且方便；
<4>PointWise運(yùn)行過程中可能會崩潰，所以生成網(wǎng)格過程中應(yīng)該及時保存；
<5>目前已推出若干PointWise視頻教程，包括:
[案例匯總]Pointwise二維翼型網(wǎng)格生成方法匯總
[案例專題]基于Pointwise的二維尖后緣翼型C型結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成實(shí)例
[案例專題]基于Pointwise的二維翼型O型結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成實(shí)例
[案例專題]基于CATIA和Pointwise的二維NACA0012無黏/黏性非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成實(shí)例
[案例專題]基于Pointwise的M6機(jī)翼黏性網(wǎng)格生成實(shí)例
[免費(fèi)案例]Pointwise官方英文系列教程
<6>除此之外，已推出若干PointWise案例分享，包括:
[案例分析]Pointwise生成M6機(jī)翼(曲面翼梢）黏性網(wǎng)格
[案例分析]Pointwise生成運(yùn)輸機(jī)驗(yàn)證機(jī)構(gòu)型全機(jī)網(wǎng)格
[案例分析]Pointwise生成NASA驗(yàn)證機(jī)整機(jī)網(wǎng)格
[案例分析]Pointwise生成的"協(xié)和”號整機(jī)模型黏性網(wǎng)格（包含模型）
[案例分析]Pointwise生成的"F-22”整機(jī)模型黏性網(wǎng)格（包含模型）(進(jìn)行中...
展開 
全機(jī)網(wǎng)格的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
全機(jī)網(wǎng)格的最新內(nèi)容
摘要：
本案例利用Fluent Meshing對固定翼無人機(jī)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用全多面體網(wǎng)格方案減少30%單元量仍保持湍流粘性底層解析能力，不僅為無人機(jī)巡航/爬升等多工況氣動仿真提供了高精度網(wǎng)格基礎(chǔ)，還通過標(biāo)準(zhǔn)化流程支持氣動-結(jié)構(gòu)耦合、控制仿真等跨學(xué)科研究，兼顧工程效率與計(jì)算經(jīng)濟(jì)性。
特別適合無人機(jī)設(shè)計(jì)工程師快速掌握復(fù)雜氣動外形的工業(yè)級網(wǎng)格生成策略、CFD工程師學(xué)習(xí)多物理場仿真的網(wǎng)格適應(yīng)性優(yōu)化方法
圖2燈泡貫流式水輪機(jī)全流道網(wǎng)格
1.3 CFD計(jì)算方法
（1）控制方程：燈泡貫流式水輪機(jī)遵循連續(xù)方程、動量守恒方程、能量守恒方程、組分質(zhì)量守恒方程、氣體狀態(tài)方程和通用控制方程。
（2）邊界條件：進(jìn)口邊界為質(zhì)量流量，出口邊界為給定靜壓。當(dāng)壁面靜止時，設(shè)置成壁面無滑移條件；當(dāng)壁面平移或者旋轉(zhuǎn)時，通過給出壁面切應(yīng)力模擬壁面滑移。
圖2燈泡貫流式水輪機(jī)全流道網(wǎng)格
1.3 CFD計(jì)算方法
（1）控制方程：燈泡貫流式水輪機(jī)遵循連續(xù)方程、動量守恒方程、能量守恒方程、組分質(zhì)量守恒方程、氣體狀態(tài)方程和通用控制方程。
（2）邊界條件：進(jìn)口邊界為質(zhì)量流量，出口邊界為給定靜壓。當(dāng)壁面靜止時，設(shè)置成壁面無滑移條件；當(dāng)壁面平移或者旋轉(zhuǎn)時，通過給出壁面切應(yīng)力模擬壁面滑移。
圖3 全活塞壓縮機(jī)網(wǎng)格視圖
02
但這些結(jié)構(gòu)附件區(qū)域存在大量的緊固件，建模過程是十分復(fù)雜的，一般需要從全機(jī)模型的粗網(wǎng)格向機(jī)翼和控制表面進(jìn)行過渡，核心關(guān)鍵區(qū)域需要更精細(xì)的網(wǎng)格。
但這些結(jié)構(gòu)附件區(qū)域存在大量的緊固件，建模過程是十分復(fù)雜的，一般需要從全機(jī)模型的粗網(wǎng)格向機(jī)翼和控制表面進(jìn)行過渡，核心關(guān)鍵區(qū)域需要更精細(xì)的網(wǎng)格。
在計(jì)算前需要進(jìn)行全機(jī)計(jì)算網(wǎng)格生成。全機(jī)計(jì)算網(wǎng)格生成一般分為結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成。
根據(jù)文獻(xiàn)資料查找的波音767飛機(jī)尺寸數(shù)據(jù)，利用三維軟件進(jìn)行了飛機(jī)模型的建立，建立的飛機(jī)模型如下：
飛機(jī)全機(jī)網(wǎng)格尺寸
對蒙皮進(jìn)行殼單元網(wǎng)格劃分，對其內(nèi)部桁架，框架等結(jié)構(gòu)進(jìn)行梁單元網(wǎng)格劃分：
網(wǎng)格分別如下所示：
基于CATIA和Pointwise的二維NACA0012無黏/黏性非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成實(shí)例
[案例專題]基于Pointwise的M6機(jī)翼黏性網(wǎng)格生成實(shí)例
[免費(fèi)案例]Pointwise官方英文系列教程
<6>除此之外，已推出若干PointWise案例分享，包括:
[案例分析]Pointwise生成M6機(jī)翼(曲面翼梢）黏性網(wǎng)格
[案例分析]Pointwise生成運(yùn)輸機(jī)驗(yàn)證機(jī)構(gòu)型全機(jī)網(wǎng)格
(1) 本案例文件為《Pointwise非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格賞析》中涉及的案例2工程文件。
(2) 下載后得到的為pw格式文件，可直接導(dǎo)出cas等格式進(jìn)行計(jì)算或在Pointwise軟件中打開進(jìn)行學(xué)習(xí)編輯。
(3) 購買后為百度網(wǎng)盤地址和訪問密碼，可進(jìn)行下載或轉(zhuǎn)存。
(4) 購買案例后學(xué)習(xí)工程中有相關(guān)問題可加案例QQ群進(jìn)行答疑。
(5) 購買案例附送一次性Pointwise最新版本軟件指導(dǎo)安裝服務(wù)
