Последовательность создания сетки для тестовой задачи течения в трубе

Для этого запустим, как показано на рис. 3.42. Если вы запускали редактор — очистите-удалите все данные выбрав пункт «Reset» контекстного меню. Эта команда удаляет ВСЕ данные сетки, включая настройки и параметры. Для сброса только данных сетеки используйте «Clear Generated Data»

Будет запущен редактор сеток Mesh(ing). В общем случае Workbench пытается запустить «правильный» редактор, а всего их, как минимум четыре (Mesh/CFX-Mesh, Finite Element Modeller, Fuent, Mechanical APDL). Рассмотреть все — невозможно. Ограничимся CFX Mesh.

После запуска возникнет окно «общего» редактора Mesh (рис. 3.46). На правой панели можно указать тип сетки. Заметьте — «Physical Preference» недоступен — выбор за вас сделал «Workbench». Можно также указать метод генерации сетки «Mesh Method». Теоретически эти настройки редактируемы и позже. Если вы задумаетесь, то Mesh автоматически сделает выбор за вас и запустить СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ редактор, в нашем случае — CFX-Mesh (рис. 3.47).

Геометрия модели импортируется в Mesh автоматически из проекта Workbench.

Рис. 3.46. Первый старт редактора сеток.

Рис. 3.47. Редактор сеток CFX.

Прежде всего рассмотрим «Tree View» объектов (рис. 3.48), на рисунке специально раскрыты все вложенные уровни.

На самом верхнем уровне присутсвуют:

· Geometry;

· Virtual Topology;

· Regions;

· Mesh;

· Preview.

Рассмотрим их по-порядку.

Geometry — содержит данные о геометрии. Менять геометрию «вручную» в редакторе сеток невозможно. Поэтому подразделы «Verify Options» позволяют задать параметры «проверки» импортированной геометрии, а «Fix Options» — параметры автоматической коррекции геометрии. Для геометрии предусмотрена операция проверки (рис. 3.48, кнопка «Verify geometry»). Нажатие этой кнопки запускает проверку импортированной геометрии на соответсвие требованиям генератора сеток, в пределах возможного, корректирует ее и выдает результат проверки (рис. 3.49).

Virtual Topology — по-умолчанию сетка на поврхности генерируется на каждой поверхности тела. Как минимум три вершины/узла сетки размещается на каждом ребре. Если имеются очень короткие ребра или очень маленькие поверхности, то редактор сеток может генерировать очень большие сетки, даже если ваша модель не нуждается в такой детализации, но если не разрешить ему генерировать такую сетку, то сетка будет низкого качества или вовсе невозможно будет создать сетку. Для искоренения этой проблемы CFX-Mesh позволяет объединять мелкие ребра в «Virtual Edges» и мелкие поверхности в «Virtual Faces». Эта коллекция и называется «Virtual Topology». Можно воспользоваться автоматической генерацией для Virtual Topology.

Regions — геометрия модели состоит из набора «тел» и «поверхностей», ограничивающих тела. В некоторых опциях CFX-Mesh требует указания-выбора частей модели — именно коллекция Regions позволяет создать такие именованные части модели для дальнейшего использования. В настоящее время доступны только 2D- Regions. 2D Regions будут созданы автоматически из «Named Selections» созданных в импортируемой геометрии. Нет необходимости создавать Regions, если вы можете указать тела и поверхности прямо (ну… геометрия простая).

Рис. 3.48. Дерево объектов сетки редактора CFX.

Mesh — содержит параметры, необходимые для генерации сетки:

· Body Spacing;

· Face Spacing;

· Edge Spacing;

· Point Spacing;

· Point Control;

· Line Control;

· Triangle Control;

· Periodicity;

· Inflation;

· Stretch;

· Proximity;

· Mesh Options.

Body, Face, Edge, Point Spacing позволяют задавать максимальные размеры элементов для генерации сетки. Если не задано «специальных» значений — используются Default.

Point, Line, Triangle Controls позволяют указывать параметры сетки вблизи избранной точки, линии, или области между тремя сферами в вершинах треугольника. Эти опции позволяют более точно контролировать генерацию сетки в важных областях модели. Эти опции необходимо вставлять самостоятельно.

Periodicity — позволяет задавать «периодические» граничные условия (ну… когда вытекающий поток для одной поверхности является втекающим для другой). С точки зрения генерации сетки поверхности с «периодическими» граничными условиями должны иметь одинаковую сетку. Эти опции необходимо вставлять самостоятельно.

Inflation — в пограничных областях течения возникает пограничный слой, где градиенты скорости (и др. величин) существенно выше, чем в объеме. Для эффективных вычислений необходимо чтобы сетка в этой области была более «плотной». Данные параметр позволяет регулировать плотность сетки у поверхности (см. рис. 3.50). Этот параметр задает толшину слоя и количество слоев у стенки, где сетка генерируется в виде призм.

Stretch — может использоваться для «растяжения-сжатия» сетки в избранном направлении. Это опция присутствует по-умолчанию со значениями 1 для всех направлений (рис. 3.51).

Proximity — управляет автоматическим удочнением сетки для ребер и поверхностей, расположенных «близко» друг от друга (рис. 3.52). Степень «близости» задается значениями параметра.

Options — прочие параметры. Из важных параметров следует отметить: «Surface meshers»: «Delaunay Surface Mesher» и «Advancing Front (AF) Surface Mesher». Некоторые виды генераторов сетки несовместимы с некоторыми геометриями, например, «Advancing Front (AF) Surface Mesher» несовместим с циллиндром (поверхностями, ограниченными ОДНИМ ребром).

Рис. 3.49. Результаты проверки геометрии редактора CFX.

Рис. 3.50. Inflation — уплотнение сетки вблизи стенок.

Рис. 3.51. Stretching — масштабирование сетки.

Рис. 3.52. Proxymity — уплотнение окрестности вблизи плотной сетки.

После задания параметров сетки, нужно нажать «Generate Volume Mesh» — будет сгенерирована сетка (рис. 3.53). Для быстрого просмотра сетки, в случае подбора параметров, можно использовать «Generate Surface Mesh» — это генерирует сетку только на поверхности модели, зато это быстрее и можно приблизительно оценить качество сетки. Если сгенерированная сетка вас устраивает — редактор Meshing закрывается. При закрытии Meshing сегенерированная сетка записывается в проект ANSYS Workbench для дальнейшего использования.

Рис. 3.53. Сгенерированная сетка в редакторе CFX-Mesh.