2_建一个混合弯管模型2D

2.建一个混合弯管模型（2－D）在本章中，将学习使用GAMBIT来创建一个混合弯管的几何结构并生成网格。

混合弯管在动力厂和加工工业中经常会遇到。

为了正确设计入口，预测弯曲部分邻域的流场和温度场是很重要的。

在本章中将学到：l怎样用栅格系统来确定节点l怎样使用曲率中心和端点来创建圆弧l怎样在节点之间创建直边l怎样使用顶点分割圆弧l怎样由边创建面l怎样确定边上节点的分布l怎样在面上生成结构化网格l怎样设置边界类型l怎样将网格读入FLUENT 4l怎样导出网格2.1 前提学习本章之前假设已经学习了第一章并且熟悉GAMBIT界面。

2.2 问题描述本问题如图2-1所示，冷流体从大管进入，热流体从小管进入，两种流体在弯曲部位混合。

图2-1：问题说明图2.3 策略在本章中，将使用“bottom-up”方法（相对于第一章中的“top-down”方法）创建一个2维网格系统。

“bottom-up”方法是指首先创建点，再连接点生成边，在连接边生成面（在3维系统中，再把面缝合起来生成体）。

这个过程需要更多的步骤，结果，正如第一章，形成一个可以生成网格的几何结构。

本章生成的网格是为了在FLUENT4中使用，所以，它必须是单块的结构化网格。

然而，这种网格也可以为任何其他的FLUENT解算器使用。

有时，这种类型网格又叫做映像（mapped）网格，这是因为每一个网格节点都有唯一的I、J、K索引。

为了满足这个标准，必须增加一些额外的步骤，这在本章中将进行介绍。

组成几何结构的直边合圆弧创建后，要创建两个面：一个是主流通道面（弯管），另一个是小的入流通道面。

大的面将采用Map方法生成网格，这就要求面上对应边上的网格节点数相等。

同时，对小的面也将强行使用Map 方法进行网格化。

本章还将介绍其他几个特点：l使用背景节点和“snap-to-grid”来快速生成节点l使用“选择列表”作为点击鼠标选择的替代l确定边上节点的非均匀分布l设置边界类型l为特殊的FLUENT解算器（这里为FLUENT4）导出网格2.4 步骤启动GAMBIT。

第1步选择解算器1.在主菜单中选择将用来进行CFD计算的解算器Solver ->FLUENT 4选择FLUENT 4作为CFD计算的解算器。

解算器的选择确定了在现有不同形式中的选择（如，在Specify Boundary Types对话框中的不同边界类型选择），当前选定的解算器就出现在GAMBIT GUI的顶部。

第二步创建初始节点1.创建节点，确定混合弯管的大管的轮廓。

TOOLS-> DISPLAY GRIDa)检查确定对话框中Visibility被选中。

这将确保背景栅格的可见性。

b)在Axis右边选择X（缺省值）。

c)在Minimum文本框中输入-32，Maximum文本框中输入32，Increment文本框中输入16。

d)点击Update List按钮。

这将在x方向形成具有四格的背景栅格，并且在XY_plane X Values列表框中显示出其x 方向的坐标值。

e)在Axis右边选中Y。

f)在Minimum文本框中输入-32，Maximum文本框中输入32，Increment文本框中输入16。

g)点击Update list按钮。

这将在y方向形成具有四格的背景栅格，并且在XY_plane Y Values列表框中显示出其y 方向的坐标值。

h)检查Options下面的Snap被选中。

在这一步中生成的节点将被附着（snapped）在栅格线交点处。

i)在Grid右边选择Lines（缺省值）。

这个点将用线而不是用点显示。

j)点击Apply按钮。

GAMBIT将在图形窗口中画出4×4的网格图，如图2-2所示。

为了便于观察整个网格图，点击the Global Control工具箱中的FIT TO WINDOW命令按钮Display Grid窗口以便能看到Global Control工具箱。

k)Ctrl-right-click九个网格节点，如图2-3所示。

"Ctrl-right-click"是指按下Ctrl键，然后用鼠标右键点击生成顶点的节点。

如果你生成了任何错误的点，都可以使用UNDO命令按钮第3步在弯管的弯曲部位创建圆弧1.通过如下的命令按钮选择来创建圆弧GEOMETRY-> CREATE EDGE打开Create Real Circular Arc对话框。

a）保留对话框中Method的缺省设置。

注意，在Create Real Circular Arc对话框中此时Center列表框是黄色的，表明它是处于激活状态，任何顶点的选择都将被输入到此框中。

b）Shift-left-click位于图形窗口中心的顶点（图2-5中的顶点E）图形窗口中被选中的顶点将变成红色，并且其名字将出现在对话框中Vertices下面的Center列表框中。

图2-4：大管的顶点c）左击End-Points右边的列表框，使其被激活！作为选择，也可以按着Shift键，在图形窗口中点击鼠标右键来接受对顶点的选择，并移动焦点到End-Points列表框。

注意，现在End-Points列表框是黄色的，表明它被激活，任何顶点的选择都将被输入到此列表框中。

d）在图形窗口中Shift-left-click中心顶点右边的顶点（图2-5中的顶点F）。

该顶点变成红色。

e）再同样选中顶点下方的顶点（图2-5中的顶点D）。

f）点击Apply按钮接受选择，并创建圆弧。

2.重复上面的步骤创建第二条圆弧。

圆弧的中心仍是图形窗口的中心（图2-5中的顶点E），圆弧的端点是中心点右边和下边上次没有被选中的顶点（图2-5中的顶点G和B）。

最终画出的圆弧如图2-6所示。

图2-5：创建圆弧的顶点图2-6：顶点和圆弧第4步创建直边1.创建大管的直边GEOMETRY-> CREATE EDGE打开Create Straight Edge对话框。

a)Shift-left-click小弧的左端点（图2-7中的顶点D）。

b)依次Shift-left-click如图2-7所示的顶点C、A和B。

c)点击Apply按钮接受对顶点的选择。

在这些顶点之间三条直边便画出来了。

d)依次Shift-left-click如图2-7所示的顶点F、H、I、G。

e)点击Apply按钮接受对顶点的选择。

包括圆弧和直边的图形如图2-8所示。

图2-7：创建直边的顶点第5步创建混合弯管的小管这一步将在混合弯管弯曲部位的外径上创建顶点，把大圆弧分割成3段小圆弧。

然后再创建小管入口顶点，最后创建小管的直边。

1.在弯曲部位外径上创建顶点，将大弧分成3部分。

GEOMETRY-> SPLIT/MERGE EDGESa)在Edge选择列表中选择大弧段作为被分割的边。

注意，也可以在图形窗口中选择该边，Pick List提供了选择一个单元的另一种途径。

ⅰ.在Split Edge对话框中，鼠标左击Edge列表框左边的箭头。

这就打开了Edge Lis对话框，它包括两种类型的选择方式：Single和Multiple。

在Single 选择列表对话框中，一次只能选择一个目标；在Multiple选择列表对话框中，一次可以选择多个目标。

ⅱ.在Edge List对话框中的Available下选择edge.2。

！注意，Available下的名称在具体的几何体中可能不同，这取决于创建边的顺序。

ⅲ.点击>按钮，挑出edge.2。

edge.2从Available列表中转移到Picked列表中，图形窗口中，大弧被选中并红色显示。

ⅳ.关闭Edge List对话框。

这种选择一个目标的方法可以作为在图形窗口中用Shift-left-click选择的一种替代。

关于选择列表的更多信息参见GAMBIT User's Guide。

b)在Split Edge对话框中的Type下选择Real connected（缺省值）。

选择此选项是因为所选择的边是实体，不是虚体，同时还因为分割成的两条边共享GAMBIT进行分割时创建的顶点。

关于实体和虚体的更多信息参见GAMBIT建模向导。

c)在Split With右边选择Point（缺省值）。

这样就将通过在边上生成一点来分割该边。

d)在Type选项菜单中选择Cylindrical。

这样就可以用柱坐标来确定GAMBIT应该在哪儿对边进行分割。

e)在Local下面的t的文本框中输入-39.93。

这就是小管开口处的右边位置与水平方向的夹角，如图2-1所示。

f)点击Apply按钮。

大圆弧就被分割成两个小圆弧，并且生成一个顶点。

g)使用Edge List对话框（或者在图形窗口中Shift-left-click）选中刚创建的两个圆弧中较大的一个(edge.9)。

h)在Local下面t的文本框中输入值-50.07。

这个值就是小管开口处左边位置与水平方向的夹角（-90+39.93），如图2-1所示。

i)点击Apply按钮。

该弧段又被分割成两部分，并在弯管弯曲部位生成了第二个顶点，如图2-9所示。

2.创建小管入口处的点GEOMETRY-> MOVE/COPY VERTICES入口位置在弯管弯曲部位外径上生成的第二个顶点下面12个单位处。

注意，当在Global 下输完值后，GAMBIT 自动将值填入到Local 下。

e ） 点击Apply 按钮。

f ） 点击Global Control 工具箱中的FIT TO WINDOW命令按钮求击额EDGE打开Create Straight Edge 对话框a ）依次选中如图2-11所示的顶点K 、L 、M 、J ，创建小管的直边。

图2-10：确定小管的顶点创建的小管如图2-12所示。

第6步由边创建面1.创建大管的面GEOMETRY-> FORM FACEa）依次Shift-left-click大管各边，形成一个回路。

！大管由10条边组成，如图2-13所示。

如果选择了一条不正确的边，点击Create Face From 窗口中的Reset按钮，撤销对所有边的选择，再重新选择正确的边。

Wireframe图2-13：创建大管面的边注意，选择的边必须形成一个封闭回路，边的选择可以以任何顺序进行。

另一种选择几条边的方法是用Shift-left-drag画一个包围所有边的方框，方框不一定要包围所有的边，只需要能包围需要选择的边的一部分即可。

当释放鼠标后，边就会被选中。

b）点击Apply按钮，接受对边的选择，并创建一个面创建的面的各条边以蓝色显示。

2.选中如图2-14所示的四条边，创建小管的面。

第7步确定节点的分布这一步是确定几何体各边上的节点密度。

这可以通过选中一条边，分配节点数，确定节点在边上的分布等步骤来完成。