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CAD模型导入Pointwise网格导入Fluent的联合设计教程(二维后台阶模拟)
0.问题引出1.CAD模型绘制2.Pointwise网格绘制3.Pointwise的CAE导出4.Fluent的CAE读取
这次写一篇关于怎样利用cad模型来进行fluent计算的教程,中间利用到了pointwise划分结构性网格。由于我看网上pointwise划分网格的教程并不多,所以也附带对Pointwise部分写的详细一些。 0.问题引出这个后台阶流动是流体力学研究的常见模型之一,可以用来研究流动分离。 看这个教程的应该对这个问题本身都有所了解,这个也不是教程的重点,就直接跳过吧。 1.CAD模型绘制这里我选用的模型尺寸为台阶长0.2m,高0.1m,流场为矩形流场,长1.2m,高0.3m。气流从左边吹入,右边流出。在CAD模型的绘制如下: 1、CAD里尺寸默认为mm,但是绘制的时候要按照米的数值绘制,即就是0.2。看起来会有点小。如果这里输成了200,也没有关系,在pointwise导入的时候可以更改单位,在fluent里依然可以更改放缩比。这里我第3节第4节都会提到。 2、流场被划分成了3个区域,目的是为了建立3个矩形网格区域,方便绘制。这3个区域的线条最好不要有重叠、重复或者一根线条贯穿多个区域。比如,这个模型有10根线条,检查一下:每个网格区域有4根线条,其中有2根线条重叠再删去,得到3×4-2=10,刚好满足。 之后画好之后,点击输出,然后选择iges格式即可。 2.Pointwise网格绘制这里pointwise以及后面的fluent文件最好都保存在路径全部是英文的地方。 打开Pointwise,我这里用的是18.1。 先说一下操作,Shift右键是移动,Ctrl右键是旋转,鼠标管轮是缩放,Ctrl滚轮是平面旋转。如果被玩坏了,可以到右侧选择相应视图即可,对于2维模型选择-Z轴。 导入cad文件,点击左上角File-Import-Database,选择刚才cad输出的iges或者igs文件。左边单位Units选择From File。直接选择ok,yes一路确定,成功导入模型。 首先先划分上表面的网格,设定网格数量为50,如下图所示 其它线条同理,最终网格的划分如下: 下一步我们开始进行网格分布。由于流体有边界层,所以需要在靠近壁面的地方设置比较密的网格。比如上面的网格区域,需要在下表面设置比较密的网格。计算y方向网格密度,为0.3/49=0.0061,我们考虑将边界层最内侧网格设置为0.001。 所以1更改选择模式,2选择线段加密的方向,3然后将最内侧网格大小设置为1e-3。操作见下图 这个步骤是能否被fluent读取的关键。 1.CAE求解器 单击CAE-Solver进入求解器选择界面 默认是CGNS,往上翻选择ANSYS FLUENT即可。 2.维数设置 这个是2维的,选择CAE-SetDimension-2D 3.边界设置 点击CAE-Set Boundary Conditions进入边界设置 这个模型有4个边界:inlet,outlet,wall和symmetry(中心线) 点击4下new,进入边界设置 4.流体设置 选择CAE-Set Volume Conditions 和上面边界条件一样,由于流场为流体流场,所以这里只能设置一个属性Fluid。 点击一次New,然后选择3个区域网格,转换成Fluid。 5.正体积设置 选择3个面,然后点击Edit-Orient。 这里要求向量指向z轴的正方向,通过左边的Reverse来进行方向的调整。 如果存在指向z轴负方向的网格区域,fluent会因为负体积网格而报错。 6.输出CAE为cas格式 选择所有的面网格区域(Domains),选择File-Export-CAE 输入文件名称即可保存。 4.Fluent的CAE读取打开fluent,选择2D模式,不要双精度,工作目录我就直接选择上边pointwise创建的工作目录。 打开fluent成功之后,选择File-Read-Case,选择上一节创建的cas文件即可。 观察下面的比例标尺,尺寸正确无误。左侧Set Up-Boundary Condition的边设置,Cell Zone Condition流体设置无误。大功告成,可以证明我们的CAE导入是成功的。 之后设置边界条件,设置求解器求解方法之类的,然后计算就行了。 如果检查之后发现单位错误,或者比例错误,这里还有最后一次改正的机会。 选择Scale-Scaling-Specify Scaling Factor,输入缩放因子即可对模型进行缩放。 关于fluent求解之类的由于有太多教程我就不写了。 |
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