利用STAR CCM+抽提流域

2017-01-01  by:CAE仿真在线  来源:互联网

在CFD仿真流程中,流道抽取是一项非常重要的工作。

对复杂产品进行CFD仿真分析,通常利用专业三维CAD软件建立数字模型,然而这些模型并非流体计算域,无法直接导入至前处理软件划分网格,因此需要在这些模型基础上抽取流体计算域,亦即流道抽取工作。根据CFD计算类型,流体域抽取分为两类:(1)内流计算域生成,(2)外流计算域生成。

提取流体域的方法很多,可以在CAD软件中利用布尔运算操作生成计算域,但是由于CAD软件与CAE软件间建模精度存在差异,在CAD软件中提取的计算域导入至CAE前处理软件中常常会产生几何特征丢失的情况,对于复杂的几何体情况更加严重。因此建议使用CFD前处理软件进行流道抽取工作。以前提过使用ANSYS Workbench中的Design Modeler模块进行流道抽取工作(主要利用Fill与enclosed实现)。本次主要利用STAR CCM+中的3D-CAD模块来实现流道抽取。

STAR CCM+是一款通用计算流体软件,包括了从几何建模、计算前处理、求解器以及后处理器的完整模块。其中3D-CAD是集成于STAR CCM+中的几何创建模块,利用该模块,用户可以不仅可以创建几何模型,还可以对导入的外部几何模型进行修补,同时还可以提供流道抽取功能。这里以两个简单的例子来说明利用3D-CAD抽取内流道与外流道的功能。

产品实际模型如图1所示。

图1 几何模型

新建一个CCM+仿真工程,在3D CAD工程节点上点击右键,选择New子菜单进入3D CAD模块。

图2 进入3D-CAD模块

进入3D-CAD模块后,选择如图3所示菜单,在弹出的对话框中选择创建的几何模型,导入模型。

图3 导入外部几何

在图形显示窗体中选择所有孔洞的边线(按住CTRL键多选),点击右键选择菜单Extract Internal Volume,如图4所示。这样既可创建内部流体域。

图4 选择菜单

抽取的流道如图5所示。

图5 抽取内流道

抽取外流道之前,需要创建外部空间几何。创建外部空间实体body3,如图6所示。

图6 外部空间

在属性菜单body2上点击右键,选择Extract External Volume子菜单,抽取外部流体域。如图7所示。

图7 抽取外部流体域

抽取的流体域如图8所示。

图8 抽取的外部流体域

这里演示的是常规的流道抽取功能,其实STAR CCM+中还提供了一种更加方便的抽取流道功能:利用包面处理。包面功能不仅对于简单几何有效,还特别适用于复杂几何体。以后有时间会介绍几何包面的使用功能。

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