08 AM_12_Chapter 7

第七章 多区网格划分介绍 7-1 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual概述 • 扫掠和多区的对比 • 薄扫掠和多区的对比 • 扫掠，薄扫掠和多区方法的例子 • 多区方法 法• 多区方法设置 – 映射网格类型 – 自由网格类型自由网格类型 – 源面选择 – 损伤 膨胀和多区• 膨胀和多区 • 作业 7.1 带管的块体几何的多区划分 • 作业 7 2 带管的容箱几何的多区划分作业 7.2 带管的容箱几何的多区划分 7-2 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual对比扫掠和多区方法 一些模型的网格划分可 以使用两种方法其中任以使用两种方法其中任 一个 扫掠方法: •单个源面对单个目标面的扫掠. •很好地处理扫掠方向多个侧面很好地处理扫掠方向多个侧面 •需要分解几何以致每个扫掠路 径对应一个体.. 多区方法: •自由分解方法 •多个源面对多个目标面多个源面对多个目标面 7-3 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual扫掠或多区? 使用扫掠方法当: • 一个多体部件中一些体应扫掠划分，一些应Patch Conforming四面体划 分分 – 如果想要使用高级尺寸功能 • 预览可扫掠体显示所有体是可扫掠的预览可扫掠体显示所有体是可扫掠的 使用多区当 : • 划分对于传统扫掠方法来说太复杂的单体部件. • 需考虑多个源面和目标面(不能使用 VTs 集成一个源面 /目标面) 关闭对源面和侧面的膨胀• 关闭对源面和侧面的膨胀 7-4 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual对比薄扫掠和多区 薄扫掠方法: •多个源面对多个目标面的扫掠 很好地替代壳模型中面以得到纯六面•很好地替代壳模型中面以得到纯六面 体网格 一些模型的网格划分 可以使用两种方法其 中任一个中任 个 多区方法: •自由分解方法 •多个源面对多个目标面多个源面对多个目标面 7-5 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual薄扫掠或多区? 使用薄扫掠当: “薄”实体部件的源面和目标面不能正确匹配 并且不关心目标侧的• “薄”实体部件的源面和目标面不能正确匹配 , 并且不关心目标侧的 特征 使用多区当: • “薄”实体部件的源面和目标面不能正确匹配 , 但关心目标侧的特征 7-6 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual不同扫掠方法实例 薄扫掠方法: 扫掠方法: 举例 扫掠方法: 多区方法: 7-7 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual扫掠方法处理 使用 VTs 将多个源面合并 为一个 使用 VTs 将多个目标面合 并为一个为 个 并为 个 忽略多个源面 忽略多个目标面忽略多个源面 忽略多个目标面 7-8 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual薄实体扫掠处理 多个源面 多个目标面 捕捉多个源面 忽略多个目标面 7-9 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual多区方法扫掠处理 多个源面 多个目标面 捕捉多个源面 捕捉多个目标面 7-10 Note, MultiZone will ignore the internal cutouts unless they are in a Named Selection Introduction to MultiZone Meshing Training Manual多区方法 • 多区的特征是自动分解几何，从而避免将一 个体分裂成可扫掠体以用扫掠方法得到六面 体网格 • 例如, 如右边所示的几何需要分裂成三个体 以扫掠得到六面体网格 用多区方法 可直以扫掠得到六面体网格. 用多区方法，可直 接生成六面体网格 – 基于 ICEM CFD Hexa程序块基于 ICEM CFD Hexa 程序块 – O-grids 可拉伸建立膨胀 – 非结构化区域可由六面体-支配, 六面体-核心, 或四面体网格填充 7-11 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual多区方法设置 • 多区不利用高级尺寸功能 (只用Patch Conforming 四面体和扫掠方法) • 源面选择不是必须的，但是有用的 • 可拒绝或允许自由网格程序块 7-12 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual多区方法设置 • 映射网格类型 – 六面体 六面体棱柱– 六面体/棱柱 • 自由网格类型 – 不允许不允许 – 四面体 – 六面体-支配 六面体 核心– 六面体-核心 • 源面/目标面选择 – 自动的自动的 – 手动源面 • 高级的 损伤容差– 损伤容差 – 最小边长 7-13 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual多区方法膨胀 • 算法不同于其它膨胀方法 (拉伸 o-grid) 作用于体 对面定义• 作用于体, 对面定义 • 只有 First Layer 或Total Thickness 选项Thickness 选项 7-14 作业 7.1 带管块体几何的多区网格划分 7-15 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual 目标 • 这个作业将举例说明多区方法的基 本使用，对一具有膨胀层的简单几 何生成六面体网格何生成六面体网格. • 在生成网格的时候 多区扫掠网格• 在生成网格的时候，多区扫掠网格 划分器自动选择源面. 7-16 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual输入几何 1. 从指南文件夹将 blockandpipes.agdb文件复制进 你的工作目录你的工作目录 2. 启动Workbench 并双击 Component Systems面板的 Mesh项 3. 右击项目示图区中Mesh中 G t 并选择 I tGeometry 并选择 Import Geometry/Browse 4. 浏览复制的blockandpipes.agdb浏览复制的 p p g 文件并点击Open.注意这时 Geometry有一个绿色对号标记， 暗示几何已经被定义暗示几何已经被定义 7-17 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual插入多区方法 5. 双击项目示图区Mesh对象中 Mesh项Mesh项 6. 关掉右边网格划分选项面板，不 进行任何设置 7. 右击 Mesh 插入一个方法. 选择 体并设置 method为 Multizone， 保留如图所示默认设置保留如图所示默认设置 7-18 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual网格尺寸和公制 8. 点击 Outline中Mesh 9 Physics Preference设为CFD 并且9. Physics Preference 设为CFD ，并且 Solver Preference 设为 Fluent 10.展开 Sizing 并关掉Advanced Size Function (它不能用于多区划分) 11. Element Size设为0.20 [in]。(注意: 如果单 位是其它体制 点击菜单栏的 U it 并改为位是其它体制, 点击菜单栏的 Units 并改为 U.S.惯例的 (in, lbm, …) 12.展开Statistics 并将 Mesh Metric设为展开 并将 设为 Skewness 7-19 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual网格和网格质量 13.生成网格。注意网格数量和Skewness metric 7-20 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual多区方法膨胀 14.对多区插入膨胀。拾取管的外部 圆柱面和块体的作为边界4个侧 面。 Inflation Option 设置为 Total Thickness， Maximum Thickness值为 0 2 [in]Thickness值为 0.2 [in]。 15.生成网格。 7-21 作业7.2 带管容箱几何的多区网格划分 7-22 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual 目标 • 这个作业显示如何使用ANSYS 12 网格程序产生适合流体CFD 的网格的网格。 • 几何由容箱 一个入口管和一个出• 几何由容箱， 个入口管和 个出 口管的三个体组成。 • 目标是使用多区方法不用分解几何 而在控制区域产生六面体网格。 7-23 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual创建一独立网格划分体系 1. 从开始菜单激活ANSYS 12.0 Workbench 2. 打开WB 用户图形界面左边工具箱的Component Systems 击 选项3. 双击 Mesh选项 7-24 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual输入几何 4. 右击WB面板右边的 Geometry 按钮并选择 Import geometry (一旦输入 了几何文件，按钮上的问号标记变成勾号)了几何文件 按 的问号标 变成勾号) 5. 输入 2-pipe-tank.agdb 文件 6 双击 Mesh按钮激活网格应用程序 7-25 6. 双击 Mesh按钮激活网格应用程序 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual几何 7. 在 DesignModeler（建模工具）中修改初始几何 • 容箱分裂成3个体，并做一些简化处理来移除对分析不重要的小面 • 创建一个多体“部件”并命名为“Fluid” ，类型为“Fluid” • 个别体重新命名 7-26 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual网格划分选项 8. 在主窗口右边的 Meshing Options面板中选择以下网格选项: – Physics Preference • CFD – Mesh Method • Automatic – 选择后点击 OK 确定单位制为– 确定单位制为 Metric, mm 7-27 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual命名选项 9. 命名选项用于指定 Fluent 名称和区域类型 • 设置指针模式为面选择 • 选择入口面 • RMB 选择 Create Named Selection • 指定名称 Inlet指定名称 Inlet • 对出口重复以上操作，命名 为Outlet 在Fl t中 已经建立了命名惯例• 在Fluent中，已经建立了命名惯例 自动指定区域类型 • For example - – “Inlet” • 速率-入口区域 – “Outlet” • 压力-出口区域 见手册中Fluent 网格输出选项 . 7-28 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual 全局网格设置 10. 设置全局尺寸和网格控制 • 点击模型树中 Mesh打开 “Mesh” 面板 • Sizing – 关闭 Use Advanced Size Function • 多区不使用这个选项 改变 R l C t– 改变 Relevance Center • Fine • 在应用多区方法的大多CFD分析中被推荐 • Statistics – 指定Mesh Metric 选项 Sk• 选项 Skewness • 保持其它所有默认设置 7-29 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual 插入多区方法 11. 插入多区网格控制 • 设置指针模式为体选择设置指针模式为体选择 • RMB (窗口中) –选择所有题 • RMB (in Tree) – Insert – Method • 选择 Multizone选择 Multizone 7-30 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual 设定多区源面 12. 选择多区源面 • Src/Trg Selection设为 Manual Source 为确保扫掠中间截面– 为确保扫掠中间截面 • 设置指针模式为面选择 拾取5个绿色源面(见上部的图)• 拾取5个绿色源面(见上部的图) • 旋转模型看容箱的背面 • 拾取另外5个红色源面 (见下部的图) • Apply 7-31 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual 生成初始网格 13. 对模型建立初始网格 • RMB (in Tree) – Generate Mesh 网格成功生成 但明显需要细化• 网格成功生成 –但明显需要细化 – 入口管，出口管和管/容箱交会附近的网格不足以适当地捕捉物理特性 – 可通过一些额外网格设置如Inflation, Sizing和Biased Sizing 来改进管/容箱网格 划分划分 7-32 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual 面尺寸 14. 对管增减 Face Sizing 来控制单元尺寸 • 先删除网格 RMB (in Tree) Clean和confirm– RMB (in Tree) – Clean和confirm • 确保使用面选择并拾取如图所示4个绿色面 • RMB (in Tree) – Insert – Sizing 设置Si i 细节 设置 El t Si 为1• 设置Sizing 细节:设置 Element Size为1 mm 7-33 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual 添加膨胀 15.添加膨胀(边界层) • 设置指针模式为体选择 选择中间绿色体• 选择中间绿色体 • RMB (in Tree) – Insert – Inflation 16. 设置 Inflation 细节 • 转换为面选择 • 选择4个绿色圆柱面并• 选择4个绿色圆柱面并 点击 Apply • 设置 Inflation 控制 Number of Layers– Number of Layers • 2 – Maximum thickness • 1 mm 7-34 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual 边尺寸 17. 增加 Edge Sizing • 改变指针模式为边选择 • 选择一侧的两条绿色边选择 侧的两条绿色边 • 旋转模型 • 重复选择 • RMB (in Tree)• RMB (in Tree) – Insert – Sizing 18 设置 Sizing细节18. 设置 Sizing细节 • Element Size – 1mm B h i• Behaviour – Hard • Bias type – _ __ ___ __ _ • Bias Factor – 6 7-35 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual 生成最终网格 19. 生成网格 • RMB (in Tree) – Generate Mesh • Statistics – Elements 45 000• ~45,000 – Max Skewness • 小于 0.8 • 总体来说优质量的网格 7-36 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual检查网格 20.检查网格 膨胀 – 尺寸 –面上 4个单元 管壁上 4个单元 尺寸 –单元尺寸 1mm越过管 p 并偏斜来在过渡区域增加密度 7-37 并偏斜来在过渡区域增加密度 Introduction to MultiZone Meshing Training Manual保存项目 21.完成了网格 • RMB (Tree) 选择Update • 选择 File > Close Mesh 来关闭网格程序 • 在WB面板选择File > Save Project As…并给出一项目名 • 选择File > Exit退出ANSYS Workbench 22.进一步的工作 • 改变每个其它参数的网格设置 – 每个参数怎样影响网格 ? 7-38