ANSYS之三维自动体网格-弯管流动

ANSYS之三维自动体网格生成—弯管流动实例

问题描述：弯管流动是工程实际中常遇到的问题，弯管如图所示，管内流体为水，入口速度为10m/s，出口为自由流出口，弯管具体几何尺寸如图所示。

一、创建几何模型

（1）设定工作目录

File→ChangeWorking Directory,选择文件存储目录

（2）创建Point

Step1：创建Point0，选择Geometry，如图所示，输入X=0，Y=0，Z=0，创建Point0

Step2：创建Point1，选择Geometry，如图所示，输入DX=0，DY=0，DZ=500选择Point0为基准创建Point1

Step3：采用相似的方法创建其余各点，其中创建不同点时的基准点和偏移量如表所示

（3）创建Curve，如图所示，选择Geometry标签栏，创建Curve Step1：创建Curve1，右击模型树Model→Points，选择Blank Points，再选择Point1，中键确定，此时Point1被隐藏。将鼠标置于主窗口Z轴坐标附近，当出现+Z时，单击中键，主窗口将显示Z轴视图。如图所示，勾选Radius复选框，输入半径为600,。单击选择圆心Point0，然后在其附近任意点两点，得到Curve1。

Step2：创建Curve2，如图所示，依次选择Point0和Point1，中键确定。

Step3：创建Curve3，在Method下拉列表中选择From 3Points，单击依次选择Point1，Point2，Point3，中键确定。

Step4：创建Curve4，与Step2的方法相同，连接Point3和Point4创建Curve。

（4）创建Surface，选择Geometry标签，单击进入创建Surface的操作。

Step1：创建弯管的侧面。如图所示，单击Curve2为Driving curve，单击

选择Curve1为Driven curve，中键确定，如下图所示。

Step2：采用与Step1相同的方法，依次生成剩余圆柱的侧面。

Step3：创建圆柱的入口端面，在Method下拉列表中选择From Curves，单击选择Curve1，中键确定。

Step4：采用与Step3相同的方法创建弯管的出口端面。

（5）创建Part。右击模型树Model→Parts，选择Create Part

Step1：创建入口Part，在Part栏中输入IN，选择由Curve1围成的入口断面。

Step2：采用Step1的方法，定义弯管侧面的Part名为WALL，定义出口端面的Part名为OUT。定义完成后观察几何体不同Part颜色的变化。

（6）修改几何模型。因为在创建几何模型过程中使用了一些辅助的点、线、而且在生成面的过程中会生成多余的线，因此需要删除多余的点、线。

Step1:删除所有的Point。单击Geometry标签，按键盘中的A键删除所有的Point。Step2:删除所有的Curve。单击Geometry标签中，按键盘中的A键删除所有的Curve。

Step3:删除没有几何元素的空Part。如图所示，右击模型树Model→Parts→GEOM，选择Delete，在弹出的对话框中单击Delete按钮确认删除。

Step4:创建几何模型的拓扑结构。选择Geometry栏中的，保持默认设置，单击Apply按钮创建表征几何必需的Point和Curve，创建结果如图所示，

Surface的显示方式为Wire Frame。

Step5:创建Body。选择Geometry标签栏，在Part栏中输入名称BODY，勾选Entire model复选框，单击Apply按钮，根据整个模型的几何拓扑创建Body。二、定义网格参数

（1）定义全局网格参数。在标签栏中选择Mesh，进入定义网格全局参数的操作。Step1:定义网格全局尺寸。如图所示，定义Scale factor为1，定义Max element 为400，勾选Display复选框，查看最大允许网格单元大小。其它选项保

持默认设置，单击Apply按钮确定。

Step2:定义体网格全局参数。如图所示，在Mesh Type下拉列表中选择Tetra/Mixed，在Mesh Method下拉列表中选择Robust（Octree），其余保持默认设置，单击Apply按钮确定。定义体网格的类型和生成方法。

Step3:定义棱柱网格全局参数。如图所示，在Grow law下拉列表中选择exponential，定义Initial height=2，Height ratio=，Number of

layers=7，单击Apply按钮确定。

（2）定义Part的网格尺寸。右击模型树Model→Parts，选择Part Mesh Setup。

在弹出的对话框中，定义WALL的最大允许网格单元尺寸为100，并且单击Prism，即在壁面附近生成边界层棱柱网格，单击Apply按钮确定，单击Dismiss按钮退出。

（3）保存几何模型。File→Geometry→Save Geometry As,保存当前的几何模型为。

三、生成网格

Step1:生成网格。选择标签中的Mesh，勾选Create Prism Layers复选框，其余参数保持默认设置，单击Compute按钮生成网格。生成的网格如图所示，发现在近壁面处有很好的边界层网格。

Step2:观察Y轴中面处的体网格。如图所示，右击模型树Model→Mesh，选择Cut Plane→Manage Cut Plane。在弹出的对话框中，在Method栏中选择by coefficients,Ax=0,By=1,Bz=0,Fraction Value=，单击Apply按钮，勾选模型树Model→Mesh→Volumes，观察Y轴中面处的体网格。

Step3:采用与Step2相似的方法观察Z轴中面处的体网格。

Step4:检查网格质量。选择Edit Mesh标签栏，选择需要检查的网格类型TETRA_4（四面体网格单元）、TRI_3（三角形网格单元）、PENTA_6(三棱柱网格单元)。在Criterion下拉列表中选择Quality，单击Apply按钮。网格质

量都大于，满足计算要求。