流体力学cfd软件star-ccm+培训课件

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漏洞封闭
选择表面修复可以直接将漏洞封闭
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间隙封闭
Gap Closure Size用来定义边界上哪些尺寸的间隙被封闭
• Gap Closure Size必须大于真实漏洞尺寸和目标尺寸，否则间隙封闭功能将会被忽略。 • 包面用定义好的尺寸去查找所有的体积空间，开始从内向外包面 • 任何两个独立的体接触时都是需要被封闭的
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介绍
在包面前需要准备到什么样的表面呢?
在表面上修复较大的洞
• 使用洞填充 • 或者使用泄漏检测追踪和填充
组织边界
• 分割不连续的 • 交互式分割 • 用块分割（cad格式或者中间格式） • 分割特征线
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设置
• 启动STAR-CCM+并且打开现有的仿真文件 SurfaceWrapper / Motorbike_Start.sim.
• 使用漏洞检测（ leak detection ） • 使用封闭间隙（ gap closure ）
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漏洞检测和封闭间隙
漏洞检测可根据包面尺寸的设置确定哪些间隙需要被封闭。
• 无泄漏：设置的尺寸可以封闭所有漏洞和间隙 • 泄漏：可以显示穿过漏洞的路径
‒ 手动修补漏洞 ‒ 在包面设置中，特别是gap closure size，可以修改该尺寸从而使包面能自动封闭漏洞
gap closure size用来控制在包面的过程中导入面网格的间隙是否被封闭。
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漏洞检测
STAR-CCM+提供了形象化的为几何检测漏洞的工具。使用以下的步骤进行漏洞 检测：
• 创建Surface Wrapper操作 • 设置网格Default Controls • 打开几何场景并且运行漏洞检测
Ground
400
Minimum % 1600 100
注意:地面需求与其他边界不同，因为地面边界层需要定义
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防止接触（Contact prevention）
防止接触的使用:
• 在边界和其他接触面上无任何交叉 • 在两个相交的边界保持连续
在地面和车轮设置防接触，防接触参数设置为高于6mm
• Default Controls
• 包面控制操作，和自动生成网格操作，进行详细设置 • 改变Base Size 为24mm
• Custom Controls :
• 在包面控制中进行详细设置 • 指定相应的包面零件
• 右击Automated Mesh > Execute.
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总结
概括了包面的基本概念 包面的表面准备包括填充较大的漏洞和修补边界 选择适当的相关体积 然后完成包面, 根据总体质量修复包面 接下来两个简短的讨论话题
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在STAR-CCM+中生成网格
交界面 网格操作 体网格
练习
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几何准备
在以前的例子中我们只使用一个区域,不需要进一步进行几何准备。 通常需要将几何分离组合成不同的零件或者面。 被分配到不同的区域中的零件和表面需要使用交界面进行联通。
• 点击 Geometry > Parts > Bike > Repair Surface...
• 点击 OK. • 阀值管理...(Manage Thresholds...)
• 检查所有的阀值 • 点击 OK.
• 可以看到检查出的大量错误 • 关闭修复工具 • 因为存在太多的错误，我们可以使用包
面 如果你已经知道表面存在大量的错误，并
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表面重构
当包面已经完成，它应该紧跟着表面重构去改善表面三角化质量，因而提高体网 格质量
• 点击Geometry > Operations > New > Automated Mesh • 选择一个新的窗口
• Parts > Surface Wrapper. • Surface Remesher. • Automatic Surface Repair.
Value 22 mm 50% Base 60 Pts on Circle
100% Base Largest Internal 30 deg
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网格参数
对选择的组件我们使用最好的网格尺 寸
到 to Operations > Surface Wrapper. 右击Custom Controls > New > Surface
且是由大量的错误产生的（例如多于500 万的壳单元），可以省去这个步骤.
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网格模式
创建包面操作
• 点击 click Geometry > Operations > New > Surface Wrapper. • 选择所有的part • OK.
‒ 在operations下创建一个新的网格操作，同时在part下创建一个新的零件 ‒ 两个名字都是surface wrap ‒ 这个part节点包含网格结果
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漏洞检测
在几何内部指定源点，并且在几何外部指定目标点
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漏洞检测
开始步骤，选择验证模版+路径（ Recompute Template + Paths ）
如果存在多处泄漏，这个验证路径可以检测到所有漏洞从源点 到目标点的路径组合
显示漏洞周围的面使用选择面封闭泄漏路径
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• 在用户手册中搜索“Volume of Interest” 将会得到更多的信息
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网格参数
网格默认参数设置
从Operations > Surface Wrapper. 右击Default Controls > Edit… 设置和表格中相同的数据
Parameter Base Size Surface Size: Relative Minimum Size Surface Curvature: Basis Curvature Important Default Values Surface Size: Relative Target Size Volume of Interest Feature Angle
介绍
什么是表面包面? 包面是一个强大的功能用于获 得封闭的面，从较差质量的面 这个概念非常像塑形面和盒子 外部包装或者像从模型里边吹 气球
漏洞探测
自动封闭间隙
包面工具
注意: 如果不小心，将会丢失 很多细节, 例如 在格栅处设置 为较大的尺寸，结果将会把格 栅封闭，将无气流进入机舱
防接触
包面规格（内部， 外部，种子点）
• 到Operations > Surface Wrapper • 点击Contact Prevention > New > One Group Contact Prevention • 重命Ground 和Tires • 选择Ground, Tire Front 和 Tire Rear 作为 Surfaces. • Minimum Size: 6 mm
• 另存为新的名字 • 打开Geometry Scene 1和检查几何
‒ 这个仿真中，表面已经被编辑过，根据不同的部件显示为不同的颜色
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主要的步骤
检查表面 在区域中分配零件 设置网格模型 网格参数 包面 回顾表面 调整设置和重新包面 总结
注意参数的使用:
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网格参数
我们通过对现有三角化面的测量，选择合理的base size
• 显示网格 • 使用尺子测量三角化尺寸
大约 27mm
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相关体积
相关体积，不同包面规格 例如外流实例，默认使用内部最大相
关体积（ Largest Internal ），因为 在风洞与整车之间的区域是最大的内 部空间
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改进建议
可以使用防接触和较好的网格尺寸来改进一些区域
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改进
用户练习: 在下面操作后进行新的包面：
• Tire Front, Front fairing and Front Forks之间防接触设置3mm • 在Swing Arm 和 Tire Rear防接触设置1mm
• 这个体积通道要大于定义的最小包 面体积
间隙封闭失败，在相同的尺寸下 最小包面空间是0.004 m^3.
• 这个体积通道大约0.003 m^3, 因此 比自定义体积小
• 间隙封闭失败，所有值都大于 0.0031 m^3.
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间隙封闭
使用间隙封闭的主要步骤（使用显示的默认值）：
• 在包面模式属性下激活Gap Closure • 指定Gap Closure Size （漏洞要小于这个尺寸） • 在零件中自定义最小包面体积（ Smallest Wrapping Volume ）
Values. • Values:
Relative Target Size: 50%. Relative Minimum Size: Leave default at 10%.
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网格参数
表面的外部可以使用粗糙的表面 Base size选择适合车辆大小，因此上边的基准值可使用100%.
• Base size建议设置为16mm（粗糙的设置） • 对于任何外气动计算，曲率可以建议使用60（默认36） • Project to CAD 设置只用在使用CAD格式的数据和中间格式的数据。在这个实例中忽略
(因为开始时使用的是三角化的表面)
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检查表面
打开surface repair 工具.
WORKSHOP: 表面 包面
摩托车 表面准备
Import surface
Repair surface
Generate Surface Mesh
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work shop：摩托车包面
目标 以摩托车几何来演示对外轮廓包面的过程 通过简单的描述一个先进的方法
• 检查泄漏 • 关闭间隙
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• 复制Surface Control两次
• 到Custom Controls-Surface Control • 点击Surface Control > Duplicate.
• 使用下列表格的值，替换零件及零部件表面的目标尺寸和最小尺寸
Part Surfaces
Target in %
Inlet, Outlet, Sides, Top 1600
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生成网格
生成包面.
• 在3GHZ 8GB内存的笔记本电脑上大约花费2.5分钟 • 右击Operations > Surface Wrapper > Execute • 创建新的Mesh Scene • 取消选择零件
• Part Bike • 外表面选择包面
• 选择按零部件分颜色（Distinguish Parts ）
间隙封闭结合了最小体积空间（ Smallest Wrapping Volume ）
• 只有表面封闭的体积大于指定空间体积（ Smallest Wrapping Volume ）时才参与到间 隙封闭计算
• 下一页会有相关例子
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间隙封闭 – 实例
实例中漏洞直径0.014 – 0.027 m并且当地尺寸是0.005 – 0.0071 m漏洞不能被封
Control. 右击Surface Control > Edit… 使用以下设置:
• Part Surfaces: Front fairing, Mirrors, Exhaust, Front Forks.
• Controls: Target Surface Size: Specify Custom Values. Minimum Surface Size: Specify Custom
- 右击surface wrap-run leak detection
• 指定目标点和源点（ Target 和Source points ） • 计算路径 • 固定所有的漏洞，并且再次检查漏洞 • 具体设置参数：
‒ Base Size: 0.01 m. ‒ Minimum Size: 40%. ‒ Target Size: 50%. ‒ Gap Closure Size: 80%. ‒ Smallest Wrapping Volume: 0.0031 m^3.
闭ຫໍສະໝຸດ Baidu
0.014 (m)
• 增加目标尺寸也可以了封闭漏洞，但是要证明 gap closure 是被应用了的。
0.027 (m)
0.0071 (m)
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间隙封闭 – 实例
间隙封闭尺寸0.008 m并且最小包 面区域（ smallest wrapping volume ）为 0 m^3.
• 间隙封闭尺寸比最大的当地尺寸要 大