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5．引入和整理轿车几何结构在这个指南中，你将会引入一个包含轿车几何结构的IGES文件，整理改几何结构并用三角形和四面体对其划分网格。在这个指南中你将学到如何：·导入IGES文件·指定给几何图形着色的方式·用手动和自动的方式接边·合并各面·生成一个三角形的表面网格·用四面体网格给体积划分网格·准备将这些网格读入FLUENT55.1前提这个指南假定你已经做完指南1的工作，因而熟悉GAMBITGUI（图形用户界面）。5.2问题描述所要考虑的问题的示意图如5－1所示；它是一辆豪华轿车的外形，你要在轿车车体外面生成一套网格；因此，要生成一个围绕该几何结构的方体来代表流场。5.3解决方案在这个指南中，你会生成一套围绕作为IGES文件导入的汽车车体几何结构的完全非结构化四面体网格。这个指南举例说明了要为一个导入的CAD几何结构划分网格所需遵循的典型步骤。导入的几何结构是“不清晰的”－也就是说，有一些面之间有裂缝使得其不适用于生成一个CFD网格，你首先要用GAMBIT中提供的工具对几何结构进行整理。大部分的缝隙可以在网格导入的过程中或者后续过程中通过“接边”指令自动修补。原始的CAD几何结构在整理过程中没有改变；修补缝隙所需的更改要利用“虚拟的”的几何结构来进行，该结构在“真实的”的几何结构之上。在原始的几何结构里有些边非常短且可以图5－1：轿车的概图PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ用“顶点连接”指令将其去除。其它的边不能自动接合，因为它们离得比规定偏差远的多。你要手动地连接这样的边。导入的几何结构包括一定数量的小表面，这些面的边不必要地限制了网格地生成过程。利用“合并表面”指令，GAMBIT可以让你毫不费力地在网格划分之前合并这些表面，然后你可以利用GAMBIT在汽车表面自动生成三角形网格。因为导入的几何结构只包括车体，所以你必须围绕车体生成一个合适的区域以便于进行CFD分析（这大致等同于将汽车放置于一个风道内）。这个指南的余下部分说明了如何沿车体加上一个真实的框，利用虚拟的几何结构去生成一些丢失的表面，并且在最后将所有的表面接合到一个简单的体中。然后可以利用四面体划分网格方法对这个体进行网格划分（没有任何分解）。5．4程序1.从GAMBIT安装区域的目录里拷贝文件path/Fluent.Inc/gambit1.0/tut/sedan.igs到你的工作目录（例如，/home/user/tutorial/）。2.启动GAMBIT。第1步：选择解算器1.你可以选择缺省解算器（FLUENT5）。解算器的选择指定了不同的图框下可利用的选项里（例如，在SpecifyBoundaryTypes图框里可利用边界类型）。目前所选择的解算器显示在GAMBITGUI顶部。第2步：导入车体的IGES文件File-Import-IGES…打开ImportIGESFile图框。1.选择Options下的Nostand-alonevertices和Nostand-aloneedges确认框。这个选项命令GAMBIT不能读入任何不属于表面、边或者体的顶角。当你只想要表面的时候这个选择也是可用的。在几何结构被读入GAMBIT之后这些顶点可以被删除，但是这个选项排除了附加步骤。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建按钮。打开SelectFile窗口。a)在Files列表里选择sedan.igs。b)在SelectFile窗口里点击Accept按钮。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ命令按钮变换到几何结构的基于连通性着色。SPECIFYCOLORMODE命令按钮将会变换到。当GAMBIT处于这种连通性色彩模式下时，它所表现的色彩是基于实体之间的连通性的。在图形窗口里所有边的颜色将变成橙色。这表明各个面并没有彼此相连；表面之间有缝隙。4.选择VirtualCleanup键并将%ShortestEdge定为10，这样就将最短边的连接误差设置10％。引入了一个连接操作的自动化程序在几何结构读入GAMBIT之后试图对导入的结构进行整理。5.在ImportIGESFile图框里点击Accept按钮。轿车车体的IGES文件将被读入到GAMBIT中，如图5－2所示。注意该几何结构初始显示为桔色的边。当修补操作进行时，边就会变成浅蓝色。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ步：去除非常短的边导入的IGES几何结构是“不清晰的”－也就是说，在各个表面之间有一些短边和缝隙待修补。在这一步里，你要去除这些短边。1.寻找最短边GEOMETRY-EDGE-CONNECT/DISCONNECTEDGES-打开ConnectEdges图框。图5－2：导入的轿车车体PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ)从Edges右边的选项菜单选中All。b)选中RealandVirtual(Tolerance)选项。c)点击Highlightshortestedge按钮。GAMBIT将会在图形窗口里突出（用白色）最短边－连同其标号一起。d)用鼠标围着短边拖出一个框并按下ctrl键放大突出的短边。图5-3示出了轿车上包括最短边的常规区域，图5－4示出了改边的放大图形。图5－3：轿车－显示最短边所在区域图5－4：轿车－显示最短边附近放大的区域PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ去除这个最短边。GEOMETRY-VERTEX-CONNECT/DISCONNECTVERTICES-打开ConnectVertices图框。a)选择Virtual(Forced)选项。b)选择最短边上的两个顶点。c)点击Apply按钮。当GAMBIT试图连接两个顶点时，会产生一条错误信息声明连接这两点将会造成该边被删除。在一些情形下，并不期望这种结果；因此，通过一个缺省设置以保护几何图形免遭这样的操作。d)从主菜单列的Edit菜单中选择Defaults，并将GEOMETRY/VERTEX/CONNECT_REMOVE_SHORT_EDGE变量的值改为1。e)重复（a）、（b）和（c）步。这次，GAMBIT连接顶点时不会再产生错误信息。f)点击GlobalControl工具栏中左上方的FITTOWINDOW命令键来观察图形窗口里的整个轿车车体。g)选中Virtual(Tolerance)选项来激活ConnectVertices图框里的theHighlightshortestedge键。h)点击Highlightshortestedge按钮并重复（a）、（b）和（c）步去除下一条最短边。i)(f)和(g)步以确实这条最短边现在是可接受的。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ步：自动连接所有剩下的“副边”导入的几何结构仍然是“不清晰的”－也就是说，在表面之间还存在一些缝隙使其仍不适于网格生成。在这一步里，你要利用GAMBIT的工具对该结构进行整理。1.用自动方法连接几何结构里小于规定容许距离的所有的边。GEOMETRY-EDGE-CONNECT/DISCONNECTEDGES-打开ConnectEdges图框。图5－5：轿车－显示最短边附近放大的区域PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ)选中Edges右边的选项菜单里的All。b)选中RealandVirtual(Tolerance)选项。你想要GAMBIT连接所有距离在容许范围之内的实边和虚边。c)为ShortestEdge键入一个值10然后回车。ConnectEdges图框中的Tolerance的值将被更新。d)选中T-Junctions选项。这个选项确保了那些没有准确搭配的边能够被连接起来。GAMBIT将执行边分离并重新连接该几何结构。例子如图5－6所示。e)点击Apply键。重新连接之后的一些边在图形窗口中变成蓝色。！在对称面中的边仍会保持桔色因为它们没有其它任何可以连接的边。当GAMBIT完成接边之后，这些边中的三条仍会是桔色（除了那些在对称面中的边之外）。你可以增加ShortestEdge%并再次接边，但是作为替代的是你要学习如何手动促使连接。在这种情况下你要用手动方法因为只有部分边需要连接。当那些边之间的缝隙和最短边尺寸差不多或者稍大时手动方法是很有用的，因为ShortestEdge%连接所要求的尺寸很大以致于其它的面会失去稳定性。2.用手动的方法接边图5－6：进行边的连接PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ)在图形窗口中按下左鼠标键并向下拖动使几何结构稍微前倾。然后在图形窗口中按下左鼠标键并向右拖动使几何结构转向看到前保险杠。这样就可以分辨出没有连接的一对橙色的边和位于对称面上也同样为橙色的边。b)用鼠标左键围着汽车前部拖出一个框，与此同时按下ctrl键将这一区域放大。图5－7示出了车体上发现有未连接边的区域，图5－8则示出了车体前部的放大图形。你应该可以清楚的看到车体前部的三对桔色的边。你看不到一对中的两条边，但事实上那些边是桔色的就表明那儿有两个未连接上的边。图5－7：轿车上要放大的区域图5－8：轿车前部的放大图PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ)在ConnectEdges图框中，从Edges右边的选项菜单里将Pick选中。d)选中Virtual(Forced)项。利用GAMBIT的虚拟几何结构，你将促使GAMBIT手动连接你选中的边。e)按下Shift键并用鼠标左键拖出一个小框来选中一对桔色的边。！这个框不必完全围住那些边，它只需围住一条边的一部分来选中它，当你放开鼠标键的时候那些边就被选中了。除非放大这两条边，否则在图形窗口里看起来好像只选中了一条边一样。f)点击Apply接受选定并接边。g)重复(e)和(f)步连接其它两对边。3.点击GlobalControl工具栏的左上方的FITTOWINDOW命令键来观察图形窗口中的整个车体。第5步：合并表面在许多例子中，IGES模型包含了比划分网格所需要的更多的细节，导入的车体几何结构包括一定数量的小表面，这些表面的可能会不必要地限制网格的生成过程。在GAMBIT里，你要在划分网格之前合并表面。1.合并车体引擎盖上的一些表面。GEOMETRY-FACE-SPLIT/MERGE/COLLAPSEFACES-R打开MergeFaces(Virtual)图框。a)选中Type下的Virtual(Forced)。b)按下Ctrl键同时点击鼠标左键围着车的引擎盖拖出一个框并将其放大。c)选中如图5－9所示的引擎盖上的三个面，可以每次选中一个面或者在一个框里选中所有的面。d)点击Apply接受选中的面并将它们合并成一个面，如图5－10所示。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ个面（就在后车窗的后面）。合并前的面如图5－11所示，合并后的面如图5－12所示。图5－9：轿车引擎盖上的三个面图5－10：轿车引擎盖上三个面的合并图5－11：轿车行李箱上的四个面PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ利用上述方法合并汽车行李箱盖末端附近的三个面。合并前的面如图5－13所示，合并后的面如图5－14所示。图5－12：轿车行李箱上的四个面的合并图5－13：行李箱末端附近的三个面PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ