利用STAR CCM+抽提流域

2017-01-01  by:CAE仿真在線(xiàn)  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

在CFD仿真流程中,流道抽取是一項(xiàng)非常重要的工作。

對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品進(jìn)行CFD仿真分析,通常利用專(zhuān)業(yè)三維CAD軟件建立數(shù)字模型,然而這些模型并非流體計(jì)算域,無(wú)法直接導(dǎo)入至前處理軟件劃分網(wǎng)格,因此需要在這些模型基礎(chǔ)上抽取流體計(jì)算域,亦即流道抽取工作。根據(jù)CFD計(jì)算類(lèi)型,流體域抽取分為兩類(lèi):(1)內(nèi)流計(jì)算域生成,(2)外流計(jì)算域生成。

提取流體域的方法很多,可以在CAD軟件中利用布爾運(yùn)算操作生成計(jì)算域,但是由于CAD軟件與CAE軟件間建模精度存在差異,在CAD軟件中提取的計(jì)算域?qū)胫?/span>CAE前處理軟件中常常會(huì)產(chǎn)生幾何特征丟失的情況,對(duì)于復(fù)雜的幾何體情況更加嚴(yán)重。因此建議使用CFD前處理軟件進(jìn)行流道抽取工作。以前提過(guò)使用ANSYS Workbench中的Design Modeler模塊進(jìn)行流道抽取工作(主要利用Fill與enclosed實(shí)現(xiàn))。本次主要利用STAR CCM+中的3D-CAD模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)流道抽取。

STAR CCM+是一款通用計(jì)算流體軟件,包括了從幾何建模、計(jì)算前處理、求解器以及后處理器的完整模塊。其中3D-CAD是集成于STAR CCM+中的幾何創(chuàng)建模塊,利用該模塊,用戶(hù)可以不僅可以創(chuàng)建幾何模型,還可以對(duì)導(dǎo)入的外部幾何模型進(jìn)行修補(bǔ),同時(shí)還可以提供流道抽取功能。這里以?xún)蓚€(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明利用3D-CAD抽取內(nèi)流道與外流道的功能。

產(chǎn)品實(shí)際模型如圖1所示。

圖1 幾何模型

新建一個(gè)CCM+仿真工程,在3D CAD工程節(jié)點(diǎn)上點(diǎn)擊右鍵,選擇New子菜單進(jìn)入3D CAD模塊。

圖2 進(jìn)入3D-CAD模塊

進(jìn)入3D-CAD模塊后,選擇如圖3所示菜單,在彈出的對(duì)話(huà)框中選擇創(chuàng)建的幾何模型,導(dǎo)入模型。

圖3 導(dǎo)入外部幾何

在圖形顯示窗體中選擇所有孔洞的邊線(xiàn)(按住CTRL鍵多選),點(diǎn)擊右鍵選擇菜單Extract Internal Volume,如圖4所示。這樣既可創(chuàng)建內(nèi)部流體域。

圖4 選擇菜單

抽取的流道如圖5所示。

圖5 抽取內(nèi)流道

抽取外流道之前,需要?jiǎng)?chuàng)建外部空間幾何。創(chuàng)建外部空間實(shí)體body3,如圖6所示。

圖6 外部空間

在屬性菜單body2上點(diǎn)擊右鍵,選擇Extract External Volume子菜單,抽取外部流體域。如圖7所示。

圖7 抽取外部流體域

抽取的流體域如圖8所示。

圖8 抽取的外部流體域

這里演示的是常規(guī)的流道抽取功能,其實(shí)STAR CCM+中還提供了一種更加方便的抽取流道功能:利用包面處理。包面功能不僅對(duì)于簡(jiǎn)單幾何有效,還特別適用于復(fù)雜幾何體。以后有時(shí)間會(huì)介紹幾何包面的使用功能。

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