ICEMCFD中2D網(wǎng)格轉(zhuǎn)3D

2016-10-07 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

本來在ICEM CFD中將2D平面網(wǎng)格通過旋轉(zhuǎn)、拉伸等方式轉(zhuǎn)化為3D網(wǎng)格是一件非常簡(jiǎn)單的事情。但是從眾網(wǎng)友的使用反饋來看,在實(shí)際的應(yīng)用過程中還是存在不少的問題,其中最典型的問題在:轉(zhuǎn)化為3D網(wǎng)格之后,邊界信息的丟失。事實(shí)上,ICEM CFD是提供了解決方法的,可能是親們?cè)谑褂玫臅r(shí)候忽略了這些選項(xiàng)。本文主要探討2D網(wǎng)格轉(zhuǎn)3D的基本方法。需要說明的是,本次只討論mesh轉(zhuǎn)化,不討論block的轉(zhuǎn)換。因此在進(jìn)行轉(zhuǎn)換之前,請(qǐng)確保2D計(jì)算網(wǎng)格已經(jīng)生成。

1、生成2D網(wǎng)格

不管是利用block還是直接劃分2D面生成的網(wǎng)格,在生成網(wǎng)格之前,必須確保已創(chuàng)建好part。換句話說,在2D網(wǎng)格生成之前,需要確保已經(jīng)創(chuàng)建好part為邊界命名。事實(shí)上,在導(dǎo)入或創(chuàng)建幾何文件后馬上進(jìn)行part的創(chuàng)建,是一個(gè)不錯(cuò)的習(xí)慣。

若是利用block的方式生成2D網(wǎng)格,則必須通過File>mesh>load from blocking或者在樹形菜單的pre-mesh節(jié)點(diǎn)上點(diǎn)擊右鍵并選擇convert to unstruct mesh,以生成網(wǎng)格。

測(cè)試網(wǎng)格及其邊界命名如下圖所示。

關(guān)于ICEM wbrCFD中2D網(wǎng)格轉(zhuǎn)3D的那點(diǎn)事兒

2、網(wǎng)格拉伸

先來看看網(wǎng)格拉伸面板,通過點(diǎn)擊Edit Mesh標(biāo)簽頁下網(wǎng)格拉伸按鈕

,即可進(jìn)入設(shè)置面板,該面板如下圖所示。

各參數(shù)含義:

(1)Elements:這個(gè)無需解釋,就是你所要拉伸的原始2D網(wǎng)格。我們稱之為原始網(wǎng)格(original elments)

(2)New volume part name:形成的3D計(jì)算域名稱。一般來講,我們可以從下拉框中選擇2D計(jì)算域的名稱,也可以直接輸入名稱。

(3)New side part name:新形成的側(cè)邊Part名稱?？梢詮南吕蛑羞x擇,也可以直接輸入,還可以使用默認(rèn)的inherited。不管采用哪種方式以及生成多少個(gè)側(cè)面,ICEM CFD只能用一個(gè)part來放置這些側(cè)面。故最好在這里自己命名一個(gè)part,若確實(shí)有必要分割的話,可以在FLUENT中進(jìn)行分割。若采用inherited的方式,則生成的側(cè)邊網(wǎng)格被放置在與被拉伸的2D網(wǎng)格相同的Part中。

(4)New top part name:指定拉伸后頂部面的part。ICEM CFD會(huì)默認(rèn)自動(dòng)命名,如上圖則命名為FLUID_2,我們可以自己指定一個(gè)名稱。

其實(shí)還有一個(gè)面我們沒有指定part,那就是底部面。事實(shí)上,在生成網(wǎng)格導(dǎo)入到求解器后,底部面是會(huì)以默認(rèn)名稱導(dǎo)入的,而且其邊界類型為wall,可以在求解器中更改。

其他的一些參數(shù):

Method:拉伸方式。ICEM CFD提供了四種拉伸方式,如下圖所示。Extrude by element normal(默認(rèn)方式,沿網(wǎng)格法向拉伸)、Extrude along curve(沿曲線拉伸,即掃描的方式)、Extrude by vector(沿向量拉伸)、Extrude by rotation(旋轉(zhuǎn)拉伸,可以指定旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行網(wǎng)格旋轉(zhuǎn))

這里以法向拉伸為例,講述其設(shè)置參數(shù)。

Number of layers:拉伸的層數(shù)

Reverse direction:若激活此項(xiàng),則反向拉伸

Spacing type:間距類型,包括fixed與function。其中fixed為固定間距,即每層網(wǎng)格高度一致。而采用function方式則可以指定層間高度變化(如可定義spacing為0.3*layer,則第一層網(wǎng)格高度0.3,第二層0.6,以此類推)

Delete original elements:是否刪除原始網(wǎng)格。一般情況下可選擇此項(xiàng)。

3、例子1:法向拉伸

還是以前面的2D網(wǎng)格為例,采用的拉伸參數(shù)如下圖所示。

拉伸后的網(wǎng)格如下圖所示。

可以看到,四個(gè)側(cè)邊均被放置在一個(gè)名稱為Side的Part中了。

輸出網(wǎng)格到FLUENT中測(cè)試。

FLUENT中有四個(gè)邊界:fluid_2(前面指定的頂部邊界)、side(側(cè)邊邊界)、wall_fluid(底部邊界)。

下面可以將side邊界分割成獨(dú)立的四個(gè)面。利用菜單【Mesh】>【Seperate】>【Faces…】,彈出如下圖所示對(duì)話框,利用Angle進(jìn)行分割,選擇zones下的列表項(xiàng)side,設(shè)置Angle為60°,點(diǎn)擊Separate按鈕進(jìn)行分割。