第6讲 Workbench建模,Design Modeler 几何建模 Meshing 网格划分,Workbench,图形化用户界面 多模块集成,无缝对接 Fluent CFX ICEM CFD Design Modeler Meshing 其他模块 多物理场耦合,User Interface 用户界面,启动Workbench 开始菜单 - ANSYS - Workbench,User Interface 用户界面,Workbench用户界面,Workbench主界面,User Interface 用户界面,Workbench用户界面 左侧:各种项目 中间:已开启的项目 启动分析模块 选中项目,从左侧拖入中间 本算例应选择Fluid Flow(Fluent),User Interface 用户界面,,——任务类型,——几何建模,——划分网格,——计算设置,——计算,——后处理,——任务名(可修改),如何启动任务,,模块的状态,User Interface 用户界面,关于模块状态的说明 Unfulfilled ( ):上游模块没有数据 Refresh Required ( ):上游数据有变化,本级任务需要刷新数据。
例如Geometry改变,Meshing模块需要刷新数据 Attention Required ( ):上游模块的数据已经传入本级模块,但是本级模块的设置还未完成例如网格(Meshing模块)已经划分完毕,Setup模块需要等待用户设置 Update Required ( ):设置发生改变,需要重新计算例如更新了Geometry模块中的参数,几何体发生改变,则Meshing模块需重新生成网格 Up To Date ( ):设置或计算已经完成 Interrupted ( ):计算过程被用户中止例如设定迭代步数1000步,计算到500步时被用户 中止 Input Changes Pending ( ):设置有改动,但已有计算结果,有待于更新例如前一次计算已有结果,但是修改了部分设置,可以重新计算Workbench 建模,方法1:导入第三方CAD模型和网格 在“Geometry”模块上用鼠标右键的快捷菜单选择“Import Geometry”导入其他软件(如ProE、UG、Solidworks、AutoCAD等)创作的模型 在“Meshing”模块上鼠标右键的快捷菜单选择“Import Mesh File”导入其他软件(如ICEM、Gambit等)划分的网格。
方法2:利用Geometry和Mesh模块建模 双击“Geometry”模块启动,或在“Geometry”模块上用鼠标右键的快捷菜单选择“new geometry” CAD创建完毕后,双击“Mesh”模块启动网格划分工具Geometry CAD建模,分类: 直接建模 适用于简单的几何体:如方体、棱柱、球体、圆环体等 一般建模: 适用于复杂的几何体 1. 创建二维草图(Sketch) 2. 扫掠/拉伸/旋转/缩放/合并/剪切等,Geometry CAD建模,直接建模 方法:Create-Primitives 例:创建球体,选择Sphere,在Tree Outline中会出现Sphere1,在Details View中用户需输入相关参数,然后在Sphere1上单击右键菜单选择Generate,可直接创建的几何体,,,,Tutorial Guide 1:问题描述,Geometry CAD建模,一般建模——总体思路 利用草图分别创建两个圆管的进口型线 利用草图创建扫掠(sweep)路径,并扫掠成三维模型 通过布尔(boolean)运算合并两个弯管 一般建模——草图构建 利用已存在的平面(如XY/YZ/XZ)为基准 平移适当的距离或旋转适当的角度 可以创建多个草图,每个草图对应不同的型线或扫掠路径 本算例中,需要构建三个草图,一个为扫掠路径,另外两个分别为大小圆管的进口型线,Geometry CAD建模,,一般建模——草图构建 1. 大圆管的进口型线 先选中YZPlane,然后菜单Create-New Plane创建大圆管进口所在的平面。
Transform1选择Offset Global X,表明平面是在YZPlane的基础上沿X方向平移得到Global”表示全局坐标) FD1 Value1输入-8,表明平面沿X负方向移动8 inch 参数输入完毕后,在Plane4上单击右键菜单选择“Generate”完成创建 选中已创建的Plane4,单击图标 创建草图Sketch1Geometry CAD建模,一般建模——草图构建 1. 大圆管的进口型线 切换到Sketch选项卡,在Setting中的Grid设置里激活“Show in 2D”和“Snap”,实现在在工作区内显示坐标格,并具备自动捕捉的功能 设置“Major Grid Spacing”为1 inch,即每隔1 inch设置一个坐标点 修改“Minor-Steps per Major”为2,即每个坐标格分成2段显示;默认值为8,不利于捕捉Geometry CAD建模,一般建模——草图构建 1. 大圆管的进口型线 在Draw中选择“Arc by Center”,根据窗口下方的提示绘制半圆弧其中圆心的坐标为(-6,0),半径为2 再选择“Line”,连接半圆弧的两个端点。
Geometry CAD建模,一般建模——草图构建 2. 大圆管的扫掠路径 切换回Modeling选项卡,在XY平面上创建草图Sketch2 回到Sketching选项卡,激活坐标格显示和捕捉功能 坐标格宽度仍设置为1 inch 创建直线(-8,-6)(0,-6)和(6,0)(6,8) 以(0,0)为圆心,用圆弧连接上述两条直线,Geometry CAD建模,一般建模——草图构建 2. 3. 创建大圆管 菜单Create-Sweep,创建扫掠体Sweep1在Profile里选择Sketch1(大圆管进口型线),在Path里选择Sketch2(扫掠路径),设置完毕后在Sweep1上单击右键菜单选择“Generate”,Geometry CAD建模,一般建模——草图构建 4. 创建小圆管 基于ZX平面创建新的平面Plane5,其中X方向平移5.5inch,Y方向平移-9 在Plane5上创建草图Sketch3,绘制半径为0.5inch的半圆,再用直线连接半圆的两个端点 菜单Create-Extrude创建拉伸体Extrude1,拉伸默认(垂直),拉伸长度为4.5 Operation选项为默认“Add Material”,所以无需进行布尔合并。
Geometry CAD建模,一般建模——草图构建 4. 创建小圆管 基于ZX平面创建新的平面Plane5,其中X方向平移5.5inch,Y方向平移-9 在Plane5上创建草图Sketch3,绘制半径为0.5inch的半圆,再用直线连接半圆的两个端点 菜单Create-Extrude创建拉伸体Extrude1,拉伸默认(垂直),拉伸长度为4.5 Operation选项为默认“Add Material”,所以无需进行布尔合并Geometry CAD建模,,,一般建模——草图构建 5. 设置域属性 在Tree Outline的最下方,列出了所有的域,选中域Solid,在Detail View中设置为“Fluid”,Mesh 划分网格,分类: 直接建模 适用于简单的几何体:如方体、棱柱、球体、圆环体等 一般建模: 适用于复杂的几何体 1. 创建二维草图(Sketch) 2. 扫掠/拉伸/旋转/缩放/合并/剪切等,Mesh 划分网格,创建——草图构建 5. 设置域属性 在Tree Outline的最下方,列出了所有的域,选中域Solid,在Detail View中设置为“Fluid” Mesh启动 1. 刷新CAD数据 回到Workbench,在项目的Mesh模块上单击右键菜单选择“Refresh”,待刷新完毕双击Mesh模块启动,刷新前,刷新后,Mesh 划分网格,1.创建边界(Named Selection) 选中某个面或多个面(选中后颜色变成绿色,如需多选应按住ctrl+鼠标左键),然后单击右键菜单选择“Create Named Selection”,命名根据自己的习惯并兼顾易读性。
Mesh 划分网格,2.设置网格大小(Sizing) 在Mesh上,单击右键菜单选择Insert-Sizing,创建一个Body Sizing,然后在Details的Geometry中,选中整个体(需将过滤器切换为体过滤 ),Element Size设置为0.006m 如果需要细化网格设置,可以继续添加Sizing,选中面或线单独设置面网格和线网格的尺寸,Mesh 划分网格,3.设置边界层网格(Inflation) 在Mesh上,单击右键菜单选择Insert-Inflation,然后根据提示设置即可 Boundary Scoping Method选择为“Named Selection”;Boundary选择为“tube” Inflation Option可以用默认设置,也可以选择其他设置,建议设置为“First Layer Thickness” 设置完毕,在Mesh上单击右键菜单选择“Generate”生成网格检查无误后关闭Mesh模块Mesh 划分网格,4.Fluent计算设置 单击Fluent模块启动Fluent软件,网格由系统自动导入 其他前处理设置参考算例3 5.后处理 可以在Fluent模块中进行后处理,也可以用“Results”模块。
Results模块是CFX软件自带的后处理模块,和Fluent的界面有较多区别,可参考CFX的帮助文件。