DesignModeler简明教程

1-1DesignModeler简明教程Introduction1-2TrainingManual课程目标教会用户DesignModeler在以下方面的使用:–总体上理解用户界面–建立草图与指定尺寸流程、方法、步骤、程序–3D几何体创建与修改流程–导入CAD几何体操作、使用3D操作形成流场区域–参数化建模Introduction1-3TrainingManualANSYSCFD总体模块CFX-PreCFX-SolverFLUENTSetup/Solve/PostDesignModelerANSYSMeshingCFD-PostANSYSWorkbenchANSYSCADPlug-inCADSystem后处理CAD几何处理网格划分前处理求解计算ICEMCFDIntroduction1-4TrainingManualANSYSWorkbench概述ANSYSWorkbench是什么?–所有ANSYS应用软件的集成平台——致力于多场耦合的开发和研究•DesignModeler,Meshing,FLUENT,CFX,CFD-Post,…–项目管理•易于再利用和共享工作流程•连接几何、网格和后处理–工作流程自动化•全系统参数化管理Introduction1-5TrainingManual工具箱大多数情况下Workbench的图形用户界面主要分成两部分（一会我们将看到其它可选的部分）工具箱包括4个子组:–Analysissystems:可用在示意图中的预定义的模板。–Componentsystems:可存取多种程序来建立和扩展分析系统。–CustomSystems:为耦合应用预定义分析系统(FSI,thermal-stress等)。用户也可以建立自己的预定义系统。–DesignExploration:参数管理和优化工具。Introduction1-6TrainingManual...Workbench文档管理目录结构:–dpn:是设计点文件目录，这实质上是特定分析的所有参数的状态文件，在单分析情况下只有一个―dp0‖目录。–global:包含分析中各个模块中的子目录。右例中的“Mech‖目录中包括数据库以及Mechanical模块的其它相关文件。–SYS:―SYS‖包括了项目中各种系统的子目录(如Mechanical,FLUENT,CFX等)。每个系统的子目录都包含有特定的求解文件。比如说MECH的子目录有结果文件，ds.dat文件，solve.out文件等。–user_files:包含输入文件，用户文件等，些可能与项目有关。Introduction1-7TrainingManualDM概述——DM是什么？具有良好的几何建模功能：–具备建立全参数化几何模型的功能–通过草图工具来建立二维草图模型，然后拖拉，延伸、旋转、扫略、蒙皮等三位建模方式来建立三维模型–包括基本体的创建，实体的布尔运算，非参数化曲面的拉伸，实体边的倒角等具有几何模型修改、修复功能：–具备自动抽取中面，连接共享边界、体包裹、对称、填充等修改功能–具备中面自动延伸，自动清除，自动修补等修复功能具有几何模型编辑功能：具备镜像，复制，移动，缩放，简化，缝合等实体操作功能，并具备布尔运算和表面删除功能具有设置梁单元横截面属性功能，并具备自定义横截面库和自定义截面未来取代GAMBIT及ICEM前处理建模及模型处理功能Introduction1-8TrainingManual启动Design-ModelerWorkbenchGUIComponentSystemsGeometryabRMBDM也可以通过点击CFX/FLUENT来启动工具箱里的选项可以直接拖动到项目管理界面中或是简单的双击载入Introduction1-9TrainingManual确定单元状态:•无法执行:丢失上行数据。•需要注意:可能需要改正本单元或是上行单元。•需要刷新:上行数据发生改变。需要刷新单元(更新也会刷新单元)。•需要更新:数据一改变单元的输出也要相应的更新。•最新的。•发生输入变动:单元是局部时新的，但上行数据发生变化也可能导致其发生改变。...项目管理Introduction1-10TrainingManualDesignModeler操作界面介绍菜单,工具栏,下拉式列表树形窗(包括平面,特性,操作，几何体等)详细列表窗口模式标签状态/信息栏GRAPHICS(ModelView)显示三角坐标Introduction1-11TrainingManualDesignModeler操作模式两种基本的操作模式–Sketchingtab(2D)–Modelingtab(3D)ModeTabsIntroduction1-12TrainingManualDesignModeler窗口管理允许用户按需设置个人窗格–移动窗格和调整窗格大小–标签接入–自动隐藏自动隐藏–窗格是处于pinned或unpinned状态的–unpinned的标签未被激活时是不显示的点击拖动Introduction1-13TrainingManualDesignModeler主菜单主菜单:–File:基本的文件操作–Create:创建3D图形和修改工具–Concept:修改线和曲面体的工具–Tools:整体建模,参数管理，程序用户化–View:修改显示设置–Help:取得帮助文件各个主题的细节将在随后部分介绍Introduction1-14TrainingManualDesignModeler工具栏平面/草图控制图形控制3D几何体工具文件管理选择过滤器/工具只在绘制草图中有效各个主题的细节将在随后部分介绍Introduction1-15TrainingManual选择模式下，光标会反映出当前的选择过滤器（对应相应的图标）。邻近选择，会选择当前选择附近所有的面或边。选择过滤器用鼠标左键选定确定模型特性特性选择通过激活一个选择过滤器来完成（也可使用鼠标右键来完成）新选择单选/框选2D点，特征点,3D顶点2D边,模型边缘,线面实体,曲面体,流线体扩展选项邻近/大批选择Introduction1-16TrainingManual…弹出菜单插入特征：–在树状窗上右键单击任何特征并选择Insert–允许用户在选择的特征之前插入一新的特征–插入特征将会转到树装结构中被选特征之前去–只有新建模型被再生后，该特征之后的特征才会被激活RollbackNewFeatureIntroduction1-17TrainingManual3D特性通过3D特征操作由2D草图生成3D几何体3D几何特征的生成（如拉伸或扫掠）包括两个步骤:–选择特征并指定细节–―生成”特征体常见的特征操作包括:–拉伸–扫掠–旋转–蒙皮–抽面Introduction1-18TrainingManual拉伸拉伸:–拉伸包括实体，表面和薄壁特征•为创建表面要先选择“asthin/surface‖然后内、外厚度设置为零–激活的草图作为默认的输入，但可以通过在树形目录中选择想要的草图改变输入–详细列表菜单用来设定拉伸深度，方向和布尔操作–点击生成按钮完成特征创建–注意：前面的部分（特征类型）示例了各种拉伸的范例创建表面Introduction1-19TrainingManual旋转旋转:–旋转激活草图创建3D几何体–从细节列表菜单中选择旋转轴•如果在草图中有一条孤立（自由）的线，它将被作为缺省的旋转轴–旋转方向特性:•正常：按基准对象的正Z方向旋转•反向：按基准对象的负Z方向旋转•双向－对称：在两个方向上创建特征。一组角度运用到两个方向•双向－不对称：在两个方向上创建特征。每一个方向有自己的角度–单击生成按钮完成特征创建存在自由线的草图Introduction1-20TrainingManual扫略扫略:–实体，表面，薄壁特征都可以通过沿一条路径扫掠一个剖面创建–比例和圈数特征可用来创建螺旋扫掠•比例：沿扫掠路径逐渐扩张或收缩•圈数：沿扫掠路径转动剖面•负圈数要求剖面沿与路径相反的方向旋转，正圈数：逆时针旋转•其它要求见文档部分–对齐:•路径相切：沿路径扫掠时自动调整剖面以保证剖面垂直路径•全局：沿路径扫掠时不管路径的形状如何，剖面的方向保持不变–范例Introduction1-21TrainingManual扫略…扫略范例1:Sketch1=扫掠剖面Sketch2=扫略路径路径切向对齐：剖面保持和路径相切全部沿轴向对齐：剖面方向保持不变Introduction1-22TrainingManual扫略…•比例和圈数限制:–比例：扫掠路径可以是光滑开放链路–圈数：扫掠路径必须光滑•如果扫掠路径是一个闭合的环路，则圈数必须是整数•如果扫掠路径是开放链路，则圈数可以是任意数值–比例和圈数的默认值分别为1.0和0.0•扫略范例2:Sketch1=扫略剖面Sketch2=扫略路径扫略细节:比例=0.5圈数=-4Introduction1-23TrainingManual蒙皮/放样•蒙皮/放样:–从不同平面上的一系列剖面（轮廓）产生一个与它们拟合的三维几何体（必须选两个或更多的剖面）•剖面可以是一个闭合或开放的环路草图或由表面得到的一个面•所有的剖面必须有同样的边数•不能混杂开放和闭合的剖面•所有的剖面必须是同种类型–草图和面可以通过在图形区域内点击它们的边或点，或者在特征或面树形菜单中点击选取–选取好足够数量的剖面轮廓后，可以预览选定的剖面和导引多边形–指引多边形是一段灰色的多义线，它用来显示剖面轮廓的顶点如何相互连接的–蒙皮/放样操作非常依赖鼠标右键弹出菜单的选项•范例...Introduction1-24TrainingManual蒙皮/放样…•蒙皮/放样范例1:–在三个偏移平面上创建三个5边形剖面–选取好每个剖面后（按住CTRL键），显示指引多边形–鼠标右键弹出菜单用于指引多边形选项–继续通过所有的剖面Introduction1-25TrainingManual蒙皮/放样…•蒙皮/放样范例1:–加入操作生成3D实体•指引多边形:–在鼠标右键弹出菜单中可以重新排列•排列方向出现差错可能导致出现不可预知的形状Introduction1-26TrainingManual蒙皮/放样…蒙皮/放样重定位:–创建蒙皮/放样或编辑选取对象时可以调整剖面的顺序–高亮待重新排列的剖面，然后点击鼠标右键–从弹出菜单中选择Introduction1-27TrainingManual3D特征细节（拉伸）在模型中冻结体特征吗?3D特征所有的细节都在这里!布尔操作Introduction1-28TrainingManual布尔操作对3D特征可以运用以下5种不同的布尔操作:–添加材料：•该操作总是可用创建材料并合并到激活体中。–切除材料：从激活体上切除材料–切片材料：将冻结体切片。•仅当体全部被冻结时才可用–给表面添加印记：和切片相似，但仅仅分割体上的面，如果需要也可以在边线上增加印记（不创建新体）–加入冻结：和加入材料相似，但新增特征体不被合并到已有的模型中，而是作为冻结体加入•线体不能进行切除，印记和切片操作如果冻结:Introduction1-29TrainingManual布尔操作…添加材料:在激活的草图中选择特征和要进行的布尔操作此处显示Extrude–―AddMaterial‖注意：如果体已经存在，“add‖生成的对象会自动合并到几何体中。Introduction1-30TrainingManual布尔操作…去除材料:已存在的几何体（为清楚起见以线框图表示）旋转90度去除材料激活的草图旋转轴Introduction1-31TrainingManual布尔操作…•印记面:–印记面操作将连续面进行分割（见下图）。这使得在任意位置加入有限元边界条件变得非常方便。激活待拉伸草图选imprintface进行拉伸操作。Introduction1-32TrainingManual布尔操作…添加冻结:–和添加操作相似，但产生的是各个独立的体（或单个冻结体）拉