STAR-CCM+复杂表面几何处理与网格划分1.启动：l 开始→所有程序→STAR-CCM+，如图1所示，打开STAR-CCM+，界面如图2所示图1 打开软件STAR-CCM+图2 STAR-CCM+界面l 点击File→New Simulation，如图3所示，弹出如图4所示窗口，单击OK按钮，创建新的模拟图3 创建新模拟 图4创建新模拟窗口2.打开模型文件：l 单击菜单File→Import surface mesh，如图5所示，或者单击按钮，进入模型导入菜单，如图6所示l 选择所有x_t模型，单击“打开”，按钮，弹出如图7所示菜单，为了减少内存压力，这里设定Tessellation Density一项为“Coarse”图5导入表面模型菜单 图6导入表面模型窗口图6导入表面模型窗口选项l 单击“OK”按钮，进入主界面，导入模型如图7所示3.简单前期设定：图7导入模型后的主界面显示l 由于导入模型是固体模型，最后要求解的是其内腔的流体区域，所以先将所有固体模型合并起来，如图8所示，将Regions树下的所有body选择，右键选择“Combine”，将所有固体模型合并，如图9所示。
图8合并前的Regions树模型 图9合并后的Regions树模型l 对各个区域部件重新进行命名；如图10所示，先将前三个同类的Boundary、Boundary1 1、Boundary1 2挡板合并并命名为“baffles”图10 合并三个挡板模型并重新命名l 对模型中的传感器Boundary1 7重新命名为“Sensor”,如图11所示图11 Boundary1 7重新命名为“Sensor”l 对模型中的固体部件Boundary1 8、Boundary1 9通过“Combine”合并并重新命名为“Struts”,如图12所示图12 Boundary1 8/9重新命名为“Struts”l 对模型中的阀体Boundary1 10重新命名为“Valve”,如图13所示图13 Boundary1 10重新命名为“Valve”l 对模型中的入口管道Boundary1 6重新命名为“Inlet pipe”,如图14所示图14 Boundary1 6重新命名为“inlet pipe”l 对模型中的固体部件Boundary1 11、Boundary1 14通过“Combine”合并并重新命名为“Cross pipe”,如图15所示。
l 对模型中的主体Boundary1 5重新命名为“mainbody”,如图16所示l 右键点击模型树中Continue→Mesh1→Select meshing models，弹出如图17所示“Meshing Models Selection”，勾选“Surface Wrapper”，如图18所示，所选选项将在菜单右侧显示，点击“Close”按钮，将菜单关闭图15Boundary1 11/14重新命名为“cross pipe”图16 Boundary1 6重新命名为“mainbody”图17 “Meshing Models Selection”菜单图18 勾选“Surface Wrapper”选项l 点击模型树中Continue→Mesh1→Reference Values→Base Size，在树模型下方的"Properties"处将"Value"值更改为0.01m,如图19所示；点击模型树中Continue→Mesh1→Surface Values→Relative minimum Size，树模型下方的"Properties"处将"Percentage of Base"处保持默认25；点击模型树中Continue→Mesh1→Surface Values→Relative Target Size，树模型下方的"Properties"处将"Percentage of Base"值改为50；如图20所示。
图19 base size 设定 图20 surface size 设定l 点击如图21所示的“Turn mesh on or off”按钮，将模型网格显示出来，如图22所示图21 “Turn mesh on or off”选项图22显示网格模式下的模型4.修补面处理：l 因为是对其内部流体进行计算分析，所以先将大的开口封闭起来，小的缝隙可以通过包面进行自动缝合，首先进行如图23所示两个进口及三个出口的缝合l 右键单击Representations→Import，选择Repair Surface...选项,弹出如图24所示“Surface Preparation Options”菜单，因为是要进行缝补大面，而不是进行质量检查，所以取消“Check All”选项，点击“OK”按钮，进入如图25所示的“Repair Surface Mesh”菜单界面出口入口图23将要进行缝合的进出口图24 “Surface Preparation Options”菜单图25 “Repair Surface Mesh”菜单l 点击如图26所示“Fill Polygonal Patch”按钮，将模型中的“inlet pipe”进口进行封闭,如图27所示。
图26 “Fill Polygonal Patch”选项 图27 修补之后的“inlet pipe”入口l 将“Faces”改为“Edges”选项，将“Cross pipe”入口进行修补，修补之后的效果如图28所示图28 修补之后的"Cross pipe"入口l 运用同样的方法将三个出口也进行修补，修补后的效果如图29所示图29 修补之后的出口l 由于之前的特征性有可能会影响到包面的效果，所以将之前的特征线进行删除，选择模型树中Regions→Feature Curves,将图30中所有的特征线进行选择，然后右键“Delete”进行删除图30 将特征线进行删除4.漏洞检测：l 右键点击Continua→Mesh1→Models→Surface Wrapper,选择Run leak detection...，先将“Current Point”选择为“Source Point”，将图31所示红点移到模型外部；再将“Current Point” 选择为“Target Point”，将图32所示的红点移到模型内部图31 选择“Source Point”图32 选择“Target Point”l 点击如图33所示“Wrapper Leak Detection”菜单下的“Recompute Template +Paths ”按钮，如果没有大的漏洞的话，将在主界面的“Output”窗口输出如图34所示提示。
图33 “Wrapper Leak Detection”菜单图34 “Output” 输出窗口5.包面处理：l 首先将主体“mainbody”里面的一部分分离处理，不然在包面过程中可能被忽略右键点击Regions→mainbody→Spilt Interactively,弹出 “Split Boundary Manually”菜单，选择如图35所示的部分，将“Boundary Name”改为“Channel”,点击“Create”按钮图35 “Split Boundary Manually”菜单l 将刚才生成的“Channel”的“Surface Size”的“Relative Target Size”及“Relative Minimum Size”的 "Properties"处的"Percentage of Base"值改为5；如图36所示l 用同样的方法将“Baffles”的“Surface Size”的“Relative Target Size”及“Relative Minimum Size”的 "Properties"处的"Percentage of Base"值分别改为10和20。
l 用同样的方法将“Sensor”的“Surface Size”的“Relative Target Size”及“Relative Minimum Size”的 "Properties"处的"Percentage of Base"值分别改为5和10图36 更改表面尺寸设定l 下面将进行一些防接触设定，否则在部件与部件之间会产生很差的网格右键点击Regions→Mesh Values→Contact Prevention,如图37所示，选择New→One Group Contact Prevention Set,将名称改为“Sensor”，建立传感器与主体的防接触对，在Properties中单击“Boundaries”后面的按钮，如图38所示，选择“sensor”、“mainbody”，将下面“Search Floor”尺寸改为0.0005m，即在这个尺寸范围内的都不能接触图37 接触设定图38 接触对选择l 同样的方法建立“cross pipe”与“valve”之间的防接触对；“mainbody”与“cross pipe”和“inlet pipe”之间的防接触对；“mainbody”与“baffles”之间的防接触对。
l 将挡板“baffles”进行加厚处理右键点击“Representations”→“Import”，选择“Repair Surface”，不选择检测网格质量，单击“OK”按钮，进入“Repair Surface Mesh”菜单界面，将其切换为“Offset Faces”菜单面板，如图39所示图39 “Offset Faces”菜单面板l 选择“Offset Action”为“Inflate”，“Thickness”值为0.002m，方向采用默认，单击“Selection Control”下的品红色锁状按钮，弹出如图40所示的“Select Boundaries”菜单，选择“Baffles”,单击“Apply”按钮,回到“Offset Faces”菜单面板，单击“Offset Faces”按钮，完成对挡板的加厚操作，单击“Close”按钮退出“Offset Faces”菜单面板图40 “Select Boundaries”菜单l 单击如图41所示的按钮，等待片刻之后生成包面网格右键点击主界面的空白处，选择“Apply Representations”→“Wrapper Surface”，显示包面后的网格，如图42所示。
图41 工具条菜单图42 包面后的模型（Mesh off/on）6.网格重构：l 为了之后的网格不受影响，先将之前导入网格删除右键点击Representations→Import，在弹出菜单中选择Delete，将Import网格删除，如图43所示图43 删除import网格l 右键点击Continua→Mesh1，选择Select Meshing Models...,如图44所示，弹出Meshing Model Selection菜单，取消右侧Surface Wrapper选项，勾选左侧Surface Remesher选项，如图45所示，点击Close按钮关闭菜单图44 Meshing Model Selection菜单图45 Meshing Model Selection菜单l 在进行网格重构（Surface Remesher）的时候，部分网格尺寸。