陸面體科技的案例
陸面體云平臺|網格自動化生成功能已上線！
網格生成平臺已上線
2019/10/31
寫在前面：
陸面體科技有限公司開發出的網格自動化生成工具部署于云端，用戶無需安裝直接在web登錄即可使用，具有多用戶多項目管理的功能。
網格生成工具采用CfMesh開源代碼，并設計出簡潔友好的交互界面，具有自動化程度高、支持并行等特點，實現上傳轉換幾何（stl, stp, iges, brep格式）、面加密、體加密、創建邊界層和定義拓撲集等關鍵功能。
我公司后續還會繼續引入OpenFOAM和ParaView等開源工具，搭建一個集上傳幾何、網格自動化生成、仿真求解和結果后處理于一體的全流程操作云平臺。
展開 案例示范|陸面體云平臺網格創建教程
寫在前面
從10月31日陸面體云平臺上線以來，受到CFD行業內廣大用戶的支持，當然也收到很多反饋和意見！陸陸這兩天親身操作一下mesh.caesky.cn網格自動化生成功能，整理了一個案例示范，看看大家在使用中是否有相同的見解呢？
1 新建項目
點擊網格生成，并新建項目，輸入項目名稱及描述，本項目以單椎體網格劃分案例為例。
圖1. 新建項目
2 上傳幾何
進入網格劃分工作臺界面后，點擊幾何圖標右邊+號，添加本機幾何，1.0版本支持幾何格式為STP、STEP、IGS、IGES、STL。
展開 案例解析|陸面體云平臺M6翼型網格劃分驗證算例
全局參數設置
3.2 局部加密方法
本算例加密方法采用體加密與面加密兩種類型。
3.2.1 體加密
體加密允許用戶新建長方體、圓柱、球作為加密區域。
本算例中采用一個圓柱體和一個長方體作為細化區域，詳細參數設置如下圖4所示：
a）圓柱體設置參數
b)長方體設置參數
圖4. 體加密設置
注：
體加密參數設置中“外延細化范圍”為網格加密過渡區域范圍；“細化等級”指定了加密區網格的細化等級n（效果等同于細化網格大?。藭r加密區網格大小為“全局網格最大尺寸”除以2的n次方。
3.2.12 面加密
可根據需求添加多個面加密項，根據需求設置“細化等級”與“外延細化范圍”。
展開 圓柱形水箱晃動CFD模擬
結果分析
殘差收斂曲線如下圖所示：
更多結果請關注公眾號：陸面體科技。
案例解析|泄洪道挑流消能CFD模擬
案例來源：陸面體科技官網
案例作者：羅宇航
摘要：
通過對大壩泄洪道CFD模擬，研究挑流消能對下游河床的沖刷影響情況(兩相流瞬態分析)水利水電三維多面體OPENFOAM
項目概述
挑流消能是利用泄水建筑物出口部分的挑流鼻坎，將下泄的急流拋向空中，然后落入離建筑物較遠的河床與下游水流相銜接的消能方式。能耗大體分三部分：急流沿固體邊界的摩擦消能；射流在空中與空氣摩擦、摻氣、擴散消能；射流落入下游尾水中淹沒紊動擴散消能。挑流消能通過鼻坎可在挑流范圍內有效地控制射流落入下游河床的位置、范圍及流量分布，對尾水變幅適應性強，河道簡單，施工、維修方便。但其下游沖刷較嚴重，堆積物較多，尾水波動與霧化都較大。
挑流消能應用較廣，適于中、高水頭，大、中、小流量的各類建筑物。本項目通過對大壩泄洪道cfd模擬，研究挑流消能對下游河床的沖刷影響情況。
模型簡化
模擬項目大壩壩高75米，寬80米，泄洪道寬15米，泄洪道落差50米，下游水位深度12米。
網格劃分
使用snappHexMesh工具對幾何模型進行網格劃分，網格為混合網格（如圖3）。網格具體信息參數如下表1所示：
表1網格信息參數
網格總數
Point Face Cells
數量 16454125 48166615 15857526
網格類型
類型 hexahedra prisms tet wedges polyhedra 數量 15683828 19133 64 154501 網格質量
評價指標 最大縱橫比 最小體積 最大非正交性 最大歪斜率 值 6.81 1.70e-3 49.50 4.16
泄洪道網格
物性參數
分析所涉及流場介質主要包括水和空氣，sigma值取0.07，其相關物性參數如表2所示。
展開 VKI 高壓渦輪葉片湍流隱式大渦模擬
案例來自陸面體科技公眾號。
1 問題描述和流動條件
對VKI高壓渦輪葉片[1]進行隱式大渦模擬（ILES）,文獻[2]中提供了大量的實驗數據。文獻[2]中MUR129的流動情況為沒有來流湍流。流動參數以SI為單位，雷諾數和馬赫數基于等熵出口邊界值：
l 進口總壓：1.849*105Pa
l 進口總溫：409K
l 出口靜壓：1.16487*105Pa
l 攻角：0
l 基于弦長和出口邊界值的雷諾數：1.16*106
l 等熵出口馬赫數：0.84
l 普朗特數：0.713
l 氣體常數：287.55J/(kg*K)
l 壁面溫度：300K
l 粘性系數符合薩瑟蘭定律
2 幾何和網格參數
l 葉片寬度是弦長的16.6%（0.0676m）；
l 粗網格具有169,750個六面體和278,425個棱柱體單元，其中沿葉片展向有35個單元，如圖1所示；
l 網格的平均y +值（來自p2模擬）：3.3；
l 通過將每個單元細分為8個更小的單元生成細網格。
圖1 非結構混合網格
3 計算結果
進行網格加密和變精度（p）研究以評估網格和階次的靈敏度和收斂性。圖2顯示了不同網格密度和求解階次下的紋影分布。這些紋影分布清晰地顯示了聲波、激波，尾跡結構和后緣附近的轉棙區。注意到粗網格上的p2模擬具有比細網格上的p1模擬更高的分辨率，表明p細化在解決非定常流動特征方面比網格細化更有效。也可以看出在粗網上轉棙區還沒有在p2和p3模擬之間完全收斂。粗網格上的p1模擬具有很早的轉棙位置，而細網格上的p1模擬具有很晚的轉棙位置，p2和p3模擬預測到的轉棙位置介于p1粗網格模擬和p2細網格模擬之間。
展開 低亞音速飛機起落架流場計算（OpenFoam）
本案例來自陸面體科技公眾號：
在飛機著陸實際測試時，由于硬著陸或不適當的著陸技術，導致輪胎（由于空氣或陸地撞擊）以及減震支柱產生較高應力，導致它們更快磨損甚至斷裂，很有可能損壞飛機，要使飛行軌跡與著陸路徑一致并且穩定地減速需要飛行員具有一定的天賦及經驗。
該項目的研究結果有助于我們模擬和研究不同的飛機起落架周圍氣流對飛機運動的影響。
圖1飛機起落架簡化模型
1.網格生成
本次計算所采用OpenFoam中Snappy-Hex-Mesh對域進行網格劃分，起落架處邊界層第一層厚度0.0001mm，膨脹率1.2，層數10，生成的網格包含大約560萬個單元（如圖2所示）。
圖2飛機起落架網格劃分
2.OpenFoam邊界條件設置
自由流的流速（Air）設定為35m / s，速度設置逐漸從低值增加到自由流值以更快地收斂。分析對象為低馬赫數，空氣選用不可壓縮介質，密度為1.2kg/m3，湍流模型選用kOmegaSST模型，邊界條件設置如下所示：
表1邊界條件
圖3邊界示意圖
3.OpenFoam求解器設置
本項目為求解低馬赫數飛機起落架模型外流場，湍流模型選用kOmegaSST，需分別設置對應fvSchemes離散方法，fvSolution方程求解方法及求解控制參數。
展開 案例解析|離心泵CFD分析
案例來源：陸面體科技官網
案例作者：羅宇航
摘要：通過OpenFOAM求解器對離心泵進行CFD模擬分析，計算泵軸向力、揚程等參數
項目概述
隨著我國經濟的發展和節能環保要求的提高，對與之配套的輔機設備水泵的參數和可靠性要求也越來越高。在給水泵的設計制造過程中，泵的軸向力預測問題一直是困擾給水泵設計人員的一個難題，以前采用經驗公式進行計算，但是計算值與實際值之間存在較大的差異，且僅能對設計工況下的軸向力進行計算，是水泵設計中需要解決的問題之一。
離心泵是工業上廣泛使用的泵類，已廣泛應用于石油、化工、航空、醫藥、冶金等行業。離心泵通過旋轉葉輪將機械能從電動機傳遞到流體中，從而增加流體壓力。流體從進口流入葉輪中心，再沿葉輪葉片外緣排出。本項目通過openfoam求解器對離心泵進行cfd模擬分析，計算泵軸向力、揚程等參數。
模型簡化
本算例使用幾何來源simscale網站pump案例。
離心泵幾何形狀
網格劃分
本算例使用網格來源simscale網站pump案例。網格為混合網格（如圖2），網格具體信息參數如下表1所示：
表1網格信息參數
網格總數
數量 3799153 10674188 3446576
網格類型
類型 hexahedra prisms tet wedges polyhedra 數量 3172282 55573 1400 217320 網格質量
評價指標 最大縱橫比 最小體積 最大非正交性 最大歪斜率 值 30.16 4.04e-013 70.73 18.04
物性參數
分析所涉及流場介質主要包括水和空氣，sigma值取0.07，其相關物性參數如表2所示。
展開 溢洪道挑流消能CFD模擬
本案例來自陸面體科技公眾號：
摘要通過對大壩溢洪道CFD模擬，研究挑流消能對下游河床的沖刷影響情況(兩相流瞬態分析)
溢洪道是洪水期間保證水庫安全的重要設施，溢洪道下泄的高速水流具有很強的沖擊力，由于急流摻氣和脈動現象十分顯著常會產生劇烈的震動，將危及壩肩安全。因此需要合理設計溢洪道流道，而常用的一種方式就是運用挑流消能原理以達到有效降低下泄水流能量的目的。
項目概述
挑流消能是利用泄水建筑物出口部分的挑流鼻坎，將下泄的急流拋向空中，然后落入離建筑物較遠的河床與下游水流相銜接的消能方式。能耗大體分三部分：急流沿固體邊界的摩擦消能；射流在空中與空氣摩擦、摻氣、擴散消能；射流落入下游尾水中淹沒紊動擴散消能。挑流消能通過鼻坎可在挑流范圍內有效地控制射流落入下游河床的位置、范圍及流量分布，對尾水變幅適應性強，河道簡單，施工、維修方便。但其下游沖刷較嚴重，堆積物較多，尾水波動與霧化都較大。
挑流消能應用較廣，適于中、高水頭，大、中、小流量的各類建筑物。本項目通過對大壩泄洪道cfd模擬，研究挑流消能對下游河床的沖刷影響情況。
模型簡化
模擬項目大壩壩高75米，寬80米，泄洪道寬15米，泄洪道落差50米，下游水位深度12米。如下圖所示：
圖1. 泄洪道簡化模型
圖2. 泄洪道截面圖
網格劃分
使用snappHexMesh工具對幾何模型進行網格劃分，網格為混合網格（如圖3）。
展開 地震導致印度洋海嘯的波浪高度仿真
本案例來自陸面體科技公眾號：
在中美貿易戰僵持的技術背景下，今天就不用美國的軟件來講這個案例了，我們來試試法國的開源軟件Gerris Flow Solver （以下簡稱Gerris）。Gerris由Stéphane Popinet創建，并由Institut Jean le Rond d'Alembert（該研究院屬于巴黎索邦大學）提供支持。現在Gerris的原始開發人員現在已經將開發轉移到了Basilisk，它可以完成Gerris可以做的大部分工作，甚至更多。
陸陸訪談|胡坤老師的陸陸云網格生成工具體驗小記
胡老師組織學生開展了一期網格生成工具的學習交流會，會中師生一起體驗：陸面體科技云平臺的網格生成工具，以下是胡老師使用心得墨寶：
1 網頁打開
輸入網址https://www.caesky.cn/，打開速度挺快，用時不到1秒，感覺不錯。
首頁感覺比較清爽，不過右側的浮動窗我覺得還有很大的美化空間。不過圈圈里面的內容挺好的，我很喜歡：）
2 注冊
登錄和注冊都很簡單，只需要手機號就OK。
雖然不用密碼提供了方便，但是每次登錄都要等手機去收驗證碼還是挺麻煩的。綁定微信還需要掃碼，也挺麻煩。個人覺得還是可以加個密碼登錄的。
3 新建項目并導入幾何
新建項目比較明顯，還是不錯的，一眼就清楚從哪里開始
點完新建項目按鈕后彈出項目信息對話框，如下圖所示，簡單的填入信息、項目描述及選擇項目分類后，可點擊
確定按鈕創建項目
之后就進入了下圖所示的界面
誰能告訴我現在該怎么辦？沒有導航，沒有任何的指示標志，瞬間冷場。
展開 
Ma5激波/邊界層干擾計算報告
本案例來自陸面體科技公眾號：
算例介紹
該激波/邊界層干擾算例是由DLR的Schulein等人設計的。 (Schulein, E., Krogmann, P., and Stanewsky, E., "Documentation of Two-Dimensional Impinging Shock/Turbulent Boundary Layer Interaction Flow", DLR Report DLR IB 223-96 A 49, October 1996.)來流馬赫數為5.0，激波由一塊10度尖劈產生，并撞擊到長500毫米長的平板上，與平板上的湍流邊界層發生相互干擾。計算得到的摩擦力曲線將與實驗數據進行比較。
表 1 Ma5激波/邊界層干擾計算參數
參數
參數值
馬赫數
5.0
尖劈角度
10°
來流靜溫
68.3 K
來流靜壓
4.01×103 Pa
2.網格生成
圖1 計算網格
計算網格([http://www.grc.nasa.gov/WWW/wind/valid/m5swbli/study01/]{.underline}m5swbli1.tar)為非結構網格，包括近壁區的四邊形網格和空間的三角形網格。四邊形網格約4.1萬，四邊形網格約1.9萬。激波/邊界層干擾區流場梯度大，對該區域網格沿流向適當加密。
3.SU2求解器設置
3.1 流場求解cfg文件設置
下面以SA模型為例，介紹Ma5激波/邊界層干擾算例的參數設置。
展開 案例解析|滑雪運動員空氣阻力分析
噪音云圖（a）
噪音云圖（b）
噪音云圖（c）
【陸友所思】
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復雜形狀海灘上的海嘯波爬高模擬
本案例來自微信公眾號“陸面體科技”
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原作者：Stéphane Popinet
版本：110107
運行時間：50min
案例背景
本算例是海嘯模型的經典驗證算例，該算例是在“第三屆長波波浪爬高模型國際研討會”用于對比驗證的標準模型。本文中使用的海嘯模型是基于造波水池數據的提出，用于研究1993年日本奧尻島海嘯期間在藻內地區附近觀察到的極端海嘯波爬高現象。
海嘯波爬高模擬是求解非線性淺水方程組的一個具體應用，該方程組由Navier-Stokes方程組在淺水條件下推導而出，描述具有自由表面的淺水體中水流運動規律的偏微分方程組，1871年由法國科學家Adhémar Jean Claude Barré de Saint-Venant提出，故又名圣維南方程組，該方程在氣動、水力以及其他工程領域中有著廣泛的應用，可以很好地模擬出淺水波的各種特性。
展開 30P30N多段翼流場計算報告
來源：陸面體科技。
1. 30P30N多段翼
增升裝置對于提高現代大型運輸類飛機性能十分重要。高效的增升裝置可以增加載重和航程、減輕飛機重量等。高升力機翼構型一般由翼身、前緣縫翼和后緣襟翼組成。在高速條件下，多段翼流場中可能存在轉捩、分離、激波/邊界層干擾等復雜流動現象。本文以30P30N多段翼為測試算例，檢驗SU2對于二維復雜外形的模擬能力。
圖1：30P30N多段翼外形
圖2：多段翼流動特征
2. 計算網格
表130P30N多段翼網格參數
網格構型
網格單元數
L1
63957
L2
112474
L3
260909
L4
583226
L5
1043636
網格采用JAXA提供的結構化網格(https://cfdws.chofu.jaxa. jp/apc/grids/3element_highlift_airfoil/30P30N_modified_slat_configF/plot3d/)。該網站提供了L1-L5等不同網格密度的五種結構化網格，這些網格具有相同的拓撲結構，都是由117塊網格塊構成，具體參數見表1。受計算資源限制，本文將對前4種網格進行網格無關性研究。該多段翼機翼弦長0.4572 m（18 inch），前緣逢翼和后緣襟翼均偏轉30°。
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