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CFD专栏丨HyperMesh CFD功能详解:几何和网格(Part 3)

1月前浏览1528

Q

HyperMesh CFD 功能详解: Discrete


Discrete工具栏用于对离散几何进行编辑,如果导入的模型数据类型是CAD,用户需要先将 Geometry 光滑几何表面 Convert 为 FE Geometry 或 Mixed 类型。


Discrete 网格编辑工具,按功能分为3类:

  • Create

 
  • Edit

 
  • Quality Cleanup

 








Cap Holes



 


Cap Holes工具批量补洞

  • Consider feature loops 不仅封闭自由边的孔,也封闭实体孔

  • Patch in separate collector 补丁面网格放到新的part,否则就归类到附近的part

  • Remesh after cap 补的面网格是否remesh


 

Free Edge Holes


 

Feature Edge Holes


Cap Holes工具也可以手动补面。比如,在网格包面之前,对一些表面凹凸的部位用面网格覆盖,提高包面网格的质量。


 

Cap工具手动创建三角形覆盖换热器芯表面



Cap Gap



 


Cap Gap工具批量补缝隙

  • 可以在相邻Part之间补缝隙,也可以在相邻面或特征线之间补缝隙

 


 

Gap Filled Between Element Sets



Enclosure



 

对于复杂的装配体,手动清理特征花费人工时间较多,Enclosure工具用于网格包面,快速创建封闭的表面网格。在使用Enclosure工具之前,须用Convert工具将模型转为Fe Geometry类型。


  • Local:定义局部加密尺寸。比如,想保留一个间隙特征,定义Local尺寸=1/3间隙宽度。

  • Leak Check:泄露检查工具。用户将一个点 Enclosed Seeds 放在模型内部,再将一个或多个点  Target Seeds 放在模型外部,如果缝隙 > Seed Radius会被标记。用户可以用Cap→Holes工具补面网格或Surfaces→ Patch工具补面几何。 

  • Proximity:用户如果想保留相邻surface之间的间隙,设置Proximity tolerance < 要保留的间隙。

  • Auto:格子玻尔兹曼CFD求解器的包面工具。只处理模型上的缝隙和干涉问题,最大程度的保留原始模型的特征。

  • Adaptive Wrap: 传统网格法CFD求解器的包面工具,会Remesh优化面网格质量。


Auto



 

Auto包面工具Wrapping type分为:Exterior包外表面,例如车身外表面。Interior提取内表面,例如乘员舱。

 


  • Per part wrap :将每个part都包面成各自独立的封闭体 

  • Split large elements:包面的网格的平均尺寸,例如发动机装配体可以设置为10mm

  • Stitch free edges:自动封闭间隙的容差,默认0.1mm Resolve overlaps:处理穿透和重叠面的容差,默认0.1mm

  • Maximum allowable gap:小于这个值的间隙在包面过程中会被忽视,例如发动机表面可以设置为5mm

  • Auto seal:包面过程中自动缝补间隙,创建water-tight面网格。要求用户在空腔内放置参考点Enclosed Seeds

  • Baffle treatment:对模型的零厚度挡板的处理方式,remove或者inflate自动加厚

  • Quality cleanup:改善包面网格的长宽比,对于LBM模型前处理可以无须打开



Adaptive Wrap 



 

Adaptive Wrap 是针对传统FVM算法的前处理包面工具,包面网格会优化每个三角形的内角。网格尺寸越小,包面的结果越贴合原始的面。


 


Tight Wrap 和 Loose Wrap 的区别在于,前者会将包面网格节点投影到原始面上,保形的效果更好。Loose Wrap会牺牲一些特征,但是面网格质量更好。


 

网格包面方法相对手动面网格清理极大提高效率


 

Auto Wrap 针对LBM算法的前处理包面工具

最大程度保留几何特征,不优化三角形质量


 

Adaptive Wrap 针对传统FVM算法的前处理包面工具

尽量保留几何特征,会优化面网格质量,接近正三角形


   

Auto Wrap 的发动机外表面


   

Auto Wrap 的车身外表面


 

乘员舱原始CAD剖面


Auto Wrap 的乘员舱内腔剖面


 

Auto Wrap 的乘员舱内腔


 



Derived Region



 

Derived Region工具创建包裹面网格的部件,通常用于创建贴体的自定义加密区域,计算正投影面积。

 
  • Enclosed Region 创建包裹的面网格

  • Offset Region 创建偏置距离的面网格

  • Projected Region 创建X / Y /Z方向投影的面网格


 

Enclosed并向外偏置75mm的封闭面网格


 

Projected车身投影面积

 

Offset 50mm的轮胎面网格



Connect



 

Connect工具连接网格部件

  • Proximity 根据容差裁剪相邻的部件

  • Intersect 裁剪交叉的几何面或网格面

  • Fuse 通过容差将相邻的网格节点合并

  • Stitch通过容差将缝合网格节点 

 

Fuse相邻部件共节点



Auto repair 



 

Auto repair 修复当前可见部件的网格

 



Smooth



 

Smooth工具改善网格质量。增加迭代次数可以进一步提高网格质量,但是有可能造成局部形状偏离原始特征。可以选择局部网格进行Smooth操作。


 

原始面网格


Smooth迭代2次



Refine



 
 
 



Decimate



 

Decimate工具粗化网格

对于LBM建模,在不丢失几何特征的前提下,粗化面网格不影响计算精度,可以减少文件大小。


 
 



Check



 

Check工具检查面网格的6种问题:

  1. Duplicates 重复单元

  2. Non-Manifolds 非流形网格

  3. Intersections 干涉/穿透

  4. Face angles 面角度

  5. High aspect ratio 长宽比

  6. Free edges 自由边

 


Auto repair



 

Auto repair工具检查封闭体的网格问题

 



Edit 



 

Edit 工具用于对单个网格编辑操作

 
  • Smooth 网格光顺

  • Move 节点移动

  • Split 切割网格单元

  • Replace 合并单元

  • Create 创建/删除单元

  • Associate 将网格节点关联到几何


由于LBM的建模对面网格质量没有太高要求,通常这个工具仅用于传统网格法CFD的前处理。


如果存在大量低质量网格,建议用户对模型整体Remesh,以减少手动编辑时间。



Normal



 
 

Normal工具用于调整面法向。ultraFluidX建模要求壁面的面法向朝外(红色),指向流体区域,否则会在固体域内填充格子。

 


主界面左下角显示工具栏可以将显示演示调整到Surface Normals查看。

 








来源:Altair澳汰尔
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著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-10-18
最近编辑:1月前
Altair澳汰尔
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