创建自由形式表面

使用自由形式工具在几何图形上变形现有的 CAD 表面。

当前您只能在单个表面或块上使用自由形式工具。

在本教程中，机翼沿中点对称，因此已经被切成一半。机翼下部元素的表面是一个单一的表面。

在这里，您通过在对称平面上滑动轮廓来修改下翼元素的形状。当前只能在片体上执行此项操作。对于诸如此案例中对称的几何图形，可以通过删除对称平面上的平面表面将实体转换为片体。

  1. 右键单击几何 > 3D-CAD 模型 > 双元件机翼，然后选择编辑...
  2. 在3D-CAD 视图场景中，单击 （保存-恢复-选择视图），然后选择视图 > -X +Y +Z > 上 +Z。


  3. 右键单击位于对称平面上的机翼下部元素上的表面，然后选择面 > 删除面


  4. 在删除面面板中，要确认所选内容，请单击确定。
    随即删除对称平面上的选定表面，并将较低的元素转换为片体。
  5. 在 3D-CAD 视图场景中，右键单击下部元素的表面（如下所示）并选择自由形式表面。


    此时将显示自由形式表面面板。UV 网格（即带有 U 形和 V 形线的方格）显示在所选表面上。
  6. 提高 UV 方格的分辨率：
    1. 在自由形式表面面板中的显示选项组合框中，单击 （设置网格行和列数量）。
    2. 在网格行和列对话框中：
      • 将网格行数量设为 10。
      • 将网格列数量设为 6。
      • 单击确定。
      会用新设置更新方格。提高方格的分辨率可提供更多位置，您可以在其中放置控制点。稍后，您将为局部细化添加更多的局部 U 形线。

  7. 修改轮廓边界：
    1. 在 3D-CAD 视图场景中，单击位于对称位置的边界上的约束图形/图标。
      围绕自由形式表面的边称为边界。选择边界约束后，边界将在 3D-CAD 视图场景中突出显示。
    2. 在自由形式表面面板中，在边界约束组合框中：
      1. 将边界约束设置为平面。
      2. 将平面条件设置为法向。

        该选项让自由形式表面与平面垂直，有助于让对半切的几何保持对称。

      当您在 3D-CAD 视图场景中选择了边时，边界条件的更改只适用于该边。
      约束图形发生变化，以确认新的边界条件。平面也出现并显示出该轮廓被约束在一个面上。
    3. 单击 （创建点）并将鼠标光标移到边界边上。当您这样做的时候，光标在 U 形或 V 形线上变成一个绿色的球，当它在一个表面上时变成一个粉红色的球。将点放在下面显示的位置，然后单击一次。


      Simcenter STAR-CCM+ 将创建一个控制点。
    4. 单击控制点以选中它。
      一个三轴坐标出现在场景中。您可以使用三轴坐标上的三个方向控件来控制形状的变形。
    5. 单击并拖动三轴坐标上的蓝色向上箭头，使轮廓向下移动。
      蓝色箭头限制移动到 Z 轴。当您向下移动三轴坐标的时候，自由形式表面就会在该方向上变形。变形的预览显示在原始形状的旁边，这使得更改的可视化变得容易。位移值显示在点的位移组合框中。您可以调整这些值以更精确地控制变形。


    6. 在点的位移组合框中，将 Z 设置为 -0.0826 m。
      默认情况下，坐标系设为局部，其中轴方向在所选点与表面垂直。输入的值是绝对值，而不是相对于原始位置。由于您是在对称平面上修改轮廓，因此只能在 X 和 Z 方向上进行有效的更改。
    7. 单击应用。
      自由形式平面将更新以显示新的输入值。
  8. 创建设计参数以控制机翼的高度：
    1. 要切换到 3D-CAD 功能树，请单击 3D-CAD 选项卡。
    2. 右键单击设计参数节点并选择新建 > 长度。
    3. 将新的设计参数重命名为机翼高度。
      此设计参数是一个标量设计参数，可用于为控制点定义特定的矢量方向。在本教程中，您需要控制机翼在 Z 方向的位移。
    4. 选择机翼高度，然后将值设为 -0.0826 m。
    5. 若要切换回自由形式表面面板，请单击编辑选项卡。
    6. 如果尚未选择，请单击之前创建的控制点。在自由形式表面面板中的点的位移组合框中，将 Z 设置为 $wingHeight。
    7. 按 <Enter>，然后单击应用。
  9. 使用附加 U 形曲线和两个控制点控制元素的形状：
    1. 对几何图形进行定向，使您向上看下部元素的底部。
    2. 单击 （创建 U 形曲线）并将鼠标光标移到下部元素的下侧。出现一条线，随鼠标光标一起移动。当线位于两条现有网格线之间时（如下所示），请单击以放置线。


    3. 使用与前面描述的技巧相同的方法，在新的 U 形曲线上放置两个控制点。
      这些点必须大致位于 U 形曲线上两条网格线的中心，如下所示。
      您可以按住 <Ctrl> 键，同时单击鼠标左键以连续地放置多个点。


    4. 默认情况下，坐标系设为局部。
      局部坐标系的轴与全局坐标系的轴相匹配。
    5. 将控制点设置为具有以下坐标，请注意单位为 mm：
      点 位移
      1（最接近对称平面） [8.955，0.000，-102.397] mm
      2（最接近端板） [8.633，0.000，-16.932] mm
      默认情况下，输入位移时的单位设置为与几何文件中的单位匹配。可以对每个控制点单独使用自定义单位。
    6. 单击应用。
    机翼元素的下表面被扩展。

  10. 添加另一控制点以平整下部元素的形状：
    1. 单击创建点，并将点放在机翼的下表面上，如下所示。


    2. 将位移设置为 [0.009，0.000，-0.061] m，然后单击应用。
  11. 设置设计参数以控制上一个控制点的位移：
    1. 单击上一步中的控制点。
    2. 在自由形式表面面板中，在点的位移中，单击 （曝光参数）。
    3. 在设计参数对话框中，激活曝光参数选项，输入机翼深度作为名称，然后单击确定。
    控制控制点位置的矢量在 3D-CAD 特征树的设计参数节点下曝光为矢量设计参数。
  12. 单击确定以完成自由形式操作。
  13. 使用填充孔工具将下部元素的末端盖上，并将其转换为实体：
    1. 在 3D-CAD 视图场景中，双击大的自由边（显示为绿色）以选择所有连接的自由边。
    2. 右键单击选择内容并选择填充表面。
    3. 在填充表面面板中单击确定。
    片体上的缺失表面被填充，下部元素被转换为实体。完成的机翼几何如下所示。