STAR-CCM+复杂表面几何处理与网格划分

STAR-CCM+复杂表面几何处理与网格划分1.启动：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2STAR-CCM+界面点击File→NewSimulation，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：单击菜单File→Importsurfacemesh，如图5所示，或者单击按钮，进入模型导入菜单，如图6所示。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TessellationDensity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、Boundary11、Boundary12挡板合并并命名为“baffles”。图10合并三个挡板模型并重新命名对模型中的传感器Boundary17重新命名为“Sensor”,如图11所示。图11Boundary17重新命名为“Sensor”对模型中的固体部件Boundary18、Boundary19通过“Combine”合并并重新命名为“Struts”,如图12所示。图12Boundary18/9重新命名为“Struts”对模型中的阀体Boundary110重新命名为“Valve”,如图13所示。图13Boundary110重新命名为“Valve”对模型中的入口管道Boundary16重新命名为“Inletpipe”,如图14所示。图14Boundary16重新命名为“inletpipe”对模型中的固体部件Boundary111、Boundary114通过“Combine”合并并重新命名为“Crosspipe”,如图15所示。对模型中的主体Boundary15重新命名为“mainbody”,如图16所示。右键点击模型树中Continue→Mesh1→Selectmeshingmodels，弹出如图17所示“MeshingModelsSelection”，勾选“SurfaceWrapper”，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15Boundary111/14重新命名为“crosspipe”图16Boundary16重新命名为“mainbody”图17“MeshingModelsSelection”菜单图18勾选“SurfaceWrapper”选项点击模型树中Continue→Mesh1→ReferenceValues→BaseSize，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→SurfaceValues→RelativeminimumSize，树模型下方的Properties处将PercentageofBase处保持默认25；点击模型树中Continue→Mesh1→SurfaceValues→RelativeTargetSize，树模型下方的Properties处将PercentageofBase值改为50；如图20所示。图19basesize设定图20surfacesize设定点击如图21所示的“Turnmeshonoroff”按钮，将模型网格显示出来，如图22所示。图21“Turnmeshonoroff”选项图22显示网格模式下的模型4.修补面处理：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。右键单击Representations→Import，选择RepairSurface...选项,弹出如图24所示“SurfacePreparationOptions”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“CheckAll”选项，点击“OK”按钮，进入如图25所示的“RepairSurfaceMesh”菜单界面。图23将要进行缝合的进出口图24“SurfacePreparationOptions”菜单图25“RepairSurfaceMesh”菜单点击如图26所示“FillPolygonalPatch”按钮，将模型中的“inletpipe”进口进行封闭,如图27所示。入口出口图26“FillPolygonalPatch”选项图27修补之后的“inletpipe”入口将“Faces”改为“Edges”选项，将“Crosspipe”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Crosspipe入口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→FeatureCurves,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：右键点击Continua→Mesh1→Models→SurfaceWrapper,选择Runleakdetection...，先将“CurrentPoint”选择为“SourcePoint”，将图31所示红点移到模型外部；再将“CurrentPoint”选择为“TargetPoint”，将图32所示的红点移到模型内部。图31选择“SourcePoint”图32选择“TargetPoint”点击如图33所示“WrapperLeakDetection”菜单下的“RecomputeTemplate+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“WrapperLeakDetection”菜单图34“Output”输出窗口5.包面处理：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→SpiltInteractively,弹出“SplitBoundaryManually”菜单，选择如图35所示的部分，将“BoundaryName”改为“Channel”,点击“Create”按钮。图35“SplitBoundaryManually”菜单将刚才生成的“Channel”的“SurfaceSize”的“RelativeTargetSize”及“RelativeMinimumSize”的Properties处的PercentageofBase值改为5；如图36所示。用同样的方法将“Baffles”的“SurfaceSize”的“RelativeTargetSize”及“RelativeMinimumSize”的Properties处的PercentageofBase值分别改为10和20。用同样的方法将“Sensor”的“SurfaceSize”的“RelativeTargetSize”及“RelativeMinimumSize”的Properties处的PercentageofBase值分别改为5和10。图36更改表面尺寸设定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→MeshValues→ContactPrevention,如图37所示，选择New→OneGroupContactPreventionSet,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“SearchFloor”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接触对选择同样的方法建立“crosspipe”与“valve”之间的防接触对；“mainbody”与“crosspipe”和“inletpipe”之间的防接触对；“mainbody”与“baffles”之间的防接触对。将挡板“baffles”进行加厚处理。右键点击“Representations”→“Import”，选择“RepairSurface”，不选择检测网格质量，单击“OK”按钮，进入“RepairSurfaceMesh”菜单界面，将其切换为“OffsetFaces”菜单面板，如图39所示。图39“OffsetFaces”菜单面板选择“OffsetAction”为“Inflate”，“Thickness”值为0.002m，方向采用默认，单击“SelectionControl”下的品红色锁状按钮，弹出如图40所示的“SelectBoundaries”菜单，选择“Baffles”,单击“Apply”按钮,回到“OffsetFaces”菜单面板，单击“OffsetFaces”按钮，完成对挡板的加厚操作，单击“Close”按钮退出“OffsetFaces”菜单面板。图40“SelectBoundaries”菜单单击如图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“ApplyRepresentations”→“WrapperSurface”，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（Meshoff/on）6.网格重构：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网格右键点击Continua→Mesh1，选择SelectMeshingModels...,如图44所示，弹出MeshingModelSelection菜单，取消右侧SurfaceWrapper选项，勾选左侧SurfaceRemesher选项，如图45所示，点击Close按钮关闭菜单。图44MeshingModelSelection菜单图45MeshingModelSelection菜单在进行网格重构（SurfaceRemesher）的时候，部分网格尺寸可以放大一些，channel→MeshValues→SurfaceSize→RelativeTargetSize，树模型下方的“Properties”处将“PercentageofBase”值改为10；如图46所示。图46更改部件的目标尺寸在入口和本体的连接处建立一个长方体加密区域。右键点击Tools→VolumeShapes，在弹出的菜单中选择Block，如图47所示。图47选择建立一长方体加密区弹出“CreateBlockVolumeShape”菜单，将长方体进行拉伸和缩放，最后将区域定位于入口与主体的连接处，如图48所示，点击“CreateBlockVolumeShape”菜单下方的“Create”按钮，建立此加密区域。图48加密区区域建立好之后回到Tools→VolumeShapes，点一下Block1，可以在主界面中显示建立的加密区域，如图49所示。图49主界面中显示加密区域下面进行加密区控制。右键点击Continua→Mesh1→VolumetricControls，选择New，建立一新的加密体控制，如图50所示。图50建立加密体控制点击图50所示中的VolumetricControls1，点击下方Shapes右边的按钮，在弹出的“VolumetricControls1”选项菜单中选择“Block1”，如图51所示，点击“OK”按钮退出“Volumet