搜索案例 | Fluent Meshing實戰發動機燃燒室網格——幾何修復
2017-11-15 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
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。
接上文,給大家演示一下燃燒室的案例處理全過程,來領略Fluent Meshing的霸氣側漏。
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