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1.基本几何结构的创建和网格化本章介绍了GAMBIT中一个简单几何体的创建和网格的生成。在本章中将学习到：l启动GAMBITl使用Operation工具箱l创建一个方体和一个椭圆柱体l整合两个几何体l模型显示的操作l网格化几何体l检查网格的品质l保存任务和退出GAMBIT1.1前提在学习本章之前，认为用户还没有GAMBIT的使用经验，不过，已经学习过前一章“本指南的使用”，并且熟悉GAMBIT界面以及本指南中所使用的规约。1.2问题描述本模型由两个相交的方体和椭圆柱体构成，其基本图形形状如图1-1所示。1.3策略本章介绍使用GAMBIT生成网格的基本操作，特别地，将介绍：l如何使用“top-down”固体建模方法来方便地创建几何体l如何自动生成六面体网格图1-1：问题说明PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ“top-down”方法的意思是用户可以通过生成几何体（如方体、柱体等）来创建几何结构，然后，对它们进行布尔操作（如整合、剪除等），以这种方式，用户不用首先去创建作为基础的点、边和面，就可以快速创建出复杂的几何形体。一旦创建出一个有效的几何模型，网格就可以直接并且自动地（很多情况下）生成。在本例子中，将采用Cooper网格化算法来自动生成非结构化的六面体网格。更复杂的几何结构在生成网格之前可能还需要进行手工分解，这将在后面进行介绍。本章的学习步骤如下：l创建两个几何体（一个方体和一个椭圆柱体）l整合两个几何体l自动生成网格l检查网格的品质为了使本章的介绍尽量简短，一些必要的步骤被省略了：l调节几何体单边上节点的分布l设置连续介质类型（例如，标识哪些网格区是流体，哪些网格区是固体和边界类型这些方面的详细内容，也包括其他方面，在随后的章节将涉及到。1.4步骤输入gambit-idbasgeom启动GAMBIT。这就打开了GAMBIT的图形用户界面(GUI)（图1-2）。GAMBIT把设定的名称（本例子中为basgeom）作为她将创建的所有文件的词头，如：basgeom.jou。第1步创建一个方体图1-2：GAMBIT图形用户界面（GUI）PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ创建一个方体的步骤如下：a）在Operation工具箱中（位于GAMBITGUI右上角），选择GEOMETRY命令按钮，如果Geometry的工具箱没有出现，再用鼠标左击GEOMETRY命令按钮。当鼠标光标指到命令按钮上时，按钮的名字就会出现在GAMBITGUI底部的Description窗口中。当Geometry命令按钮被选中时，它就会凹下去。选中GEOMETRY命令按钮就打开GEOMETRY的工具箱。注意，第一次启动GAMBIT时，GEOMETRY命令按钮被缺省选中。b）在GEOMETRY工具箱中用鼠标左键选中VOLUME命令按钮。同样，如果选中了。命令按钮会凹下去。选中此命令就打开Geometry/Volume工具箱。c）用鼠标左键在Geometry/Volume工具箱中选择CREATEVOLUME命令按钮。打开CreateRealBrick对话框上面选择命令按钮的步骤可以简化描述如下：GEOMETRY-VOLUME-CREATEVOLUME在本章后面和后面各章节对命令按钮的选择都将采用如上形式。d）左键点击CreateRealBrick对话框中Width右边的文本框，输入值10，代表方体的长Width。e）使用Tab键将焦点移到Depth文本框，输入6，代表方体的宽Depth。Height文本框可以保留空白，GAMBIT将缺省地把它的值设为Width的值。f）从Direction右边的选项菜单中选择Centered。ⅰ.在Direction右边的选择按钮上按下鼠标左键，直到选项菜单出现。ⅱ.从列表中选择Centered。ⅲ.点击Apply按钮。在GAMBITGUI左下方的Transcript窗口中出现一条信息，显示表明一个名叫volume.1的几何体被创建起来了。这个几何体在图形窗口中如图1-3所示。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ如果在几何体创建过程中出现了错误，可以用UNDO命令按钮撤销多步创建过程的操作。在这里，只执行了一步操作，所以只能撤销一步操作。第2步创建一个椭圆柱体1.创建一个椭圆柱体a）当光标位于CREATEVOLUME命令按钮上时，按下鼠标右键。b）从弹出菜单中选择CREATEREALCYLINDER选项。！CREATEREALCYLINDER是当鼠标指到菜单项时显示在Description窗口中的文本。打开CreateRealCylinder对话框。图1-3：矩形方体（侧视图）PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ上述步骤可以简化成如下形式：GEOMETRY-VOLUME-CREATEVOLUMERR表示用鼠标右键进行选择。c）在对话框的Height文本框中输入10d）在Radius1文本框中输入3e）在Radius2文本框中输入6f）保留AxisLocation的缺省设置PositiveZg）点击Apply按钮此时，形成的方体和椭圆柱体如图1-4所示。图1-4：方体和椭圆柱体第三步整合两个几何体1.把方体和椭圆柱体整合成一个几何结构Geometry－Volume－BooleanOperation打开UniteRealVolumes对话框注意，对话框最上面的Volume列表框是黄色的，这表明此时它处于激活状态，所以此时选择的任何几何体都将被输入到此框中。a)按下Shift键，用鼠标左键在图形窗口中点击方体的任何一边；当用鼠标左键在图形窗口中选择几何体时，Shift键必须一直保持按下，以后，这个操作就用Shift-Left-Click表示。这时，图形窗口中的方体变成红色，它的名称也出现在对话框中的Volumes列表框中。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建)Shift-Left-Click图形窗口中的椭圆柱体c)点击Apply按钮，接受选择，并整合方体和椭圆柱体。！作为选择，还可以在按下Shift键的同时，用鼠标右键在图形窗口中连续选择几何体，这种方法允许快速接受选择，并且在鼠标移动小的情况下完成操作。！同样，在用鼠标右键进行选择时，Shift键也必须一直保持按下，此操作可用Shift-Right-Click表示。整合后的几何体如图1-5所示。在图形窗口中按下鼠标左键，并拖动鼠标，就可以旋转图形。关于图形显示操作的更多信息将在下一步介绍。图1-5：整合成一个几何体的方体和椭圆柱体第四步图形显示的操作1.在图形窗口中按下鼠标右键，并拖动鼠标，就可以放大当前视图2.在图形窗口中按下鼠标右键，并左右移动鼠标，就可以使视图围绕屏幕中心旋转3.按下鼠标左键，并移动鼠标，可以以自由形式旋转视图4.按下鼠标中键，并移动鼠标，可以平移视图5.在GlobalControl工具箱中选择SelectPresetConfiguration命令按钮，可以把图形窗口分为四等分GAMBIT将图形窗口分为四等分，在每一等分中以不同方位显示模型。图形窗口中的每一个视图都可以独立操作，模型的任何改变在图形窗口的每一部分都会有显示，除非使某一部分或几部分失效（disable）。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建：GAMBITGUI的四图形窗口6.恢复模型的单显示a）用鼠标左键在图形窗口中选中位于屏幕中心的灰色小块b）拖动该小块到图形窗口的右下角7.点击GlobalControl工具箱中的OrientModel命令按钮，恢复模型的前视图8.点击GlobalControl工具箱中的FittoWindow命令按钮，调整模型大小以适合图形窗口显示。第五步网格划分1.对几何体进行网格划分Mesh－Volume－MeshVolumes打开MeshVolumes对话框PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建）在图形窗口中Shift－Left－Click几何体GAMBIT将自动选择CooperSchemeType作为网格化工具，并且缺省设置Spacing下的IntervalSize为1。关于Cooper网格化工具的更详细内容参见GAMBIT建模向导第三章b）点击Apply按钮接受所选几何体作为网格化几何体，接受GAMBIT为Cooper网格化方法选择的源面（），并且开始进行网格化。在GAMBITGUI上方会出现一个状态条，显示网格化的完成进度。网格化后的几何体如图1-7所示。图1-7：网格化几何体第六步网格检查生成网格的品质检查是很重要的，因为像失真这样的性质会严重影响到CFD计算的准确性和健壮性。GAMBIT提供了几种品质分析手段（有时叫做metrics），可以用来评价网格的品质。例如，在诸如EquiAngleDeviation和EquiVolumeDeviation这样的失真分析中，值越小越好。落实网格系统中所有单元的面积/体积都为正也是很重要的。用户可以参阅CFD解算器中关于网格品质指标的文献。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建）在对话框中DisplayType下选中Range在对话框的底部将出现一个直方图。直方图是由代表关于具体品质类型（QualityType）的网格单元的统计分布的条形图构成的。直方图中每一个竖条对应唯一的高品质和低品质。3DElement类型缺省设置为方体b）在QualityType选项菜单中选择EquiAngleSkewc）在直方图中点击一绿色的竖条，观察该品质范围内的单元每一个单元都有一个位于0到1之间的失真值。0代表理想单元。直方图分为10条，每一条代表失真值的0.1增量。对一个好的网格系统，直方图左边的条图大，而右边的条图小。图1-8显示的是点击直方图中从左边数起第5个条图后的视图（代表失真值在0.4和0.5之间的网格）PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建：在一个具体品质范围内的网格单元d）移动直方图下的Upper和Lower滑块，重新定义显示的网格品质范围第七步保存任务并退出GAMBIT1.保存GAMBIT任务并退出GAMBITFile－ExitGAMBIT会问是否希望在退出前保存当前任务点击Yes按钮，保存当前任务，并退出GAMBIT。1.5小结本章通过使用“Top－Down”建模方法展示了怎样创建简单的3-D几何体，并对GAMBIT进行了粗略介绍。进而介绍了采用Cooper方法自动生成非结构化的六面体网格。关于Cooper方法的更多信息，参考GAMBIT建模向导。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建