利用STAR CCM+抽提流域

2017-01-01  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

在CFD仿真流程中,流道抽取是一項非常重要的工作。

對復雜產品進行CFD仿真分析,通常利用專業三維CAD軟件建立數字模型,然而這些模型并非流體計算域,無法直接導入至前處理軟件劃分網格,因此需要在這些模型基礎上抽取流體計算域,亦即流道抽取工作。根據CFD計算類型,流體域抽取分為兩類:(1)內流計算域生成,(2)外流計算域生成。

提取流體域的方法很多,可以在CAD軟件中利用布爾運算操作生成計算域,但是由于CAD軟件與CAE軟件間建模精度存在差異,在CAD軟件中提取的計算域導入至CAE前處理軟件中常常會產生幾何特征丟失的情況,對于復雜的幾何體情況更加嚴重。因此建議使用CFD前處理軟件進行流道抽取工作。以前提過使用ANSYS Workbench中的Design Modeler模塊進行流道抽取工作(主要利用Fill與enclosed實現)。本次主要利用STAR CCM+中的3D-CAD模塊來實現流道抽取。

STAR CCM+是一款通用計算流體軟件,包括了從幾何建模、計算前處理、求解器以及后處理器的完整模塊。其中3D-CAD是集成于STAR CCM+中的幾何創建模塊,利用該模塊,用戶可以不僅可以創建幾何模型,還可以對導入的外部幾何模型進行修補,同時還可以提供流道抽取功能。這里以兩個簡單的例子來說明利用3D-CAD抽取內流道與外流道的功能。

產品實際模型如圖1所示。

圖1 幾何模型

新建一個CCM+仿真工程,在3D CAD工程節點上點擊右鍵,選擇New子菜單進入3D CAD模塊。

圖2 進入3D-CAD模塊

進入3D-CAD模塊后,選擇如圖3所示菜單,在彈出的對話框中選擇創建的幾何模型,導入模型。

圖3 導入外部幾何

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

圖4 選擇菜單

抽取的流道如圖5所示。

圖5 抽取內流道

抽取外流道之前,需要創建外部空間幾何。創建外部空間實體body3,如圖6所示。

圖6 外部空間

在屬性菜單body2上點擊右鍵,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

這里演示的是常規的流道抽取功能,其實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。包面功能不僅對于簡單幾何有效,還特別適用于復雜幾何體。以后有時間會介紹幾何包面的使用功能。

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