网格:创建模拟域和选择网格生成器

准备模拟域区域并选择网格。

首先创建该区域:

  1. 启动 Simcenter STAR-CCM+ 并加载 foundationTutorial_7.sim

    您可以使用在之前的教程中保存的 sim 文件或加载教程包中提供的 sim 文件。请参见从支持中心门户下载教程文件

  2. 将模拟另存为 foundationTutorial_8.sim
  3. 通过几何零部件创建区域:
    1. 如几何场景未打开,则双击场景 > 几何场景 1 节点。
    2. 展开几何 > 零部件节点。
    3. 选择旋转区域静态区域节点。
    4. 右键单击选择,然后选择将零部件分配给区域...
    5. 将部件分配给区域对话框中,选择:
      1. 为每个部件创建一个区域
      2. 为每个部件表面创建边界
      3. 根据接触创建接触模式界面
      4. 单击应用,然后单击关闭
      场景内的几何图形变为深灰色,显示场景内显示的零部件已分配至区域。未关联区域的零部件显示为浅灰色。
  4. 创建自动网格操作,然后选择网格模型:
    1. 右键单击几何 > 操作节点,然后选择新建 > 网格 > 自动网格
    2. 创建自动网格操作对话框中:
      1. 零部件列表中选择旋转区域静态区域
      2. 按顺序选择以下网格生成器:
        网格生成器
        面网格生成器 表面重构
        圆锥体体积网格生成器 多面体网格生成器
        可选边界层网格生成器 棱柱层网格生成器
      使用表面重构使几何面重新三角形化,并提高初始面的总体质量。使用多面体网格生成器生成适用于湍流和旋流流体模拟的多面体网格。使用棱柱层网格生成器在邻近壁面或边界处生成棱柱层(直角棱柱网格)。对于求解表面附近的边界层和流体的速度梯度,棱柱层网格非常重要。
    3. 单击确定
    自动网格操作自动网格随即添加至操作节点。您选择的网格模型位于网格生成器节点下的此操作内。
  5. 设置网格参数:
    1. 展开操作 > 自动网格 > 默认控制节点。
      全局网格参数位于此节点下。
    2. 选择基础尺寸,然后将设为 2 mm
      基础尺寸是所有参考尺寸控制的基准长度。凭借您在基础尺寸中指定的值,您可使用相对尺寸控制作为基础尺寸的百分比缩放网格,或使用绝对值独立设置这些控制。通常您将基础尺寸设为感兴趣的目标的尺度,在本教程中这是显卡中的风扇叶片。
    3. 选择目标表面尺寸节点,选择相对基数的值,然后在属性窗口中将基数百分比设置为 1000
      将目标表面尺寸设为基础尺寸的百分比,并指定生成网格时网格生成器应力求获得的网格尺寸。目标尺寸可比基础尺寸小或大,您可使用该尺寸增大或缩小网格。
    4. 选择最小表面尺寸节点,选择相对基数的值,然后在属性窗口中将基数百分比设置为 50
      最小表面尺寸指定网格生成器可生成的最小元素尺寸。风扇叶片的厚度为 1 mm,基础尺寸为 2 mm。将最小表面尺寸设置为基础尺寸的 50% 将返回 1 mm,并将允许网格获取风扇叶片的详细信息。
    5. 选择棱柱层控制 > 棱柱层总厚度节点并将尺寸类型设为绝对值,并将属性窗口中的绝对尺寸设为 2 mm
      默认情况下,将所有尺寸控制设为基础尺寸的百分比。将尺寸类型设为绝对值后,您使此属性与基础尺寸无关。绝对值在您想完全控制特定设置的尺寸时值有用。
模拟区域的边界会影响网格的生成方式。更具体来说,壁面边界和界面(区域间的接触面)邻近处会生成棱柱层。模拟域的远场壁(远离相关目标的壁面)对本模拟并不重要,但是,出于本教程的目的,模拟域的尺寸要小于推荐用于工业案例的值。理想情况下,应进一步远离模拟域内的远场表面,这是因为使这些表面靠近相关几何会影响模拟域内的流体。减少模拟域内总流体上壁面的影响的一种方法是将外表面设为对称边界。对称边界处不会生成棱柱层。
  1. 将模拟域壁面设为对称边界:
    1. 展开区域 > 静态区域 > 边界节点。
    2. 选择体.体表面体.下游体.上游节点,然后将类型设为对称平面
      几何场景内的所选边界表面变为蓝色,以表明其是对称边界。
  2. 保存模拟。
  3. 要生成体网格,右键单击自动网格节点,然后选择执行
    使用表面重构使初始几何表面网格重新三角形化,使其变为大小更均匀的三角形。将计算并保留的棱柱层的空间称为棱柱层下表面。多面体网格生成器通过重新三角形化的表面创建三维网格,称为四面体,然后将其转换为多面体。然后生成棱柱层并使用棱柱层网格填充保留空间。
  4. 创建网格场景以可视化网格:
    1. 右键单击场景,然后选择新建 > 网格


    2. 场景 > 网格场景 1 节点重命名为 Simulation Domain(计算域)
    3. 创建另一个网格场景并将其重命名为风扇和外壳
    4. 单击模拟对象树上方的场景/绘图
    5. 双击网格 1 > 零部件节点。
    6. 零部件对话框中,右键单击对话框空白区域,然后选择取消全部选择以清除选择。
    7. 在同一对话框中,展开区域节点。
    8. 选择 Rotating Region(旋转区域) > 边界 > 风扇静态区域 > 边界 > Enclosure.Default(外壳.默认)
    9. 单击确定


      网格大小将在指定参数范围内自动调整,以捕捉几何形状。

  5. 保存模拟。