Построение сеток в задачах авиационной и космической техники - А.М. Молчанов, М.А. Щербаков, Д.С. Янышев, М.Ю. Куприков, Л.В. Быков. 2013 (1013341), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Данное название можно изменить, если выбрать в областипостроения размер и нажать ПКМ, а затем выбрать из контекстного менюкоманду «Edit Name/Value» («Редактировать имя/значение размера»).83Остальные размеры эскиза мы предлагаем читателю проставитьсамостоятельно, руководствуясь рисунком 3.2.9. Рекомендуется сначалапроставить все размеры на эскизе, а потом уже присваивать им значения.Рисунок 3.2.9 Размеры соплаЗначения размеров следующие:A1H1H2R1R2R3V1V2V345о175 mm60 mm10 mm15 mm400 mm70 mm30 mm15 mmЗамечание: если не удаётся проставить показанный на рисунке угол, тово время простановки данного размера необходимо кликнуть ПКМ и вконтекстном меню выбрать пункт «Alternate angle» («Изменить угол»)Закончив с простановкой размеров, создадим твёрдое тело.
Для этогоприменим операцию вращения.В окне «Details view» отобразятся свойства операции вращения (см.рисунок 3.2.10)84Рисунок 3.2.10 Свойства операции вращенияКак видно из рисунка, необходимо задать ось вращения (Axis), послечего нажать кнопку «Apply» («Применить»).Впункте«Operation»можновыбрать,являетсялиоперациядобавлением материала в текущее тело («Add material»), добавлениематериала в новое тело («Add Frozen»).
В случае, когда в проекте ужеприсутствует созданная твердотельная геометрия, данном пункте можнотакже выбрать опцию выреза материала («Cut material»).Впункте«Direction»(«Направление»),задаётсянаправлениевыдавливания («Normal» нормально к поверхности эскиза; «Reversed» противоположное ему; «Both Symmetric» - оба направления, симметрично;«Both Asymmetric» - в оба направления антисимметрично). Оставляем вданном пункте опцию «Normal»Следующий пункт – задание общего угла вращения. Оставляем 360o.As Thin/Surface – создание тонкостенной геометрии. Следует проставитьопцию «Yes», после чего программа предложит задать толщину стенки вовнешнем (inward thickness) и внутреннем (outward thickness) направлении.Сделаем толщину во внутреннем направлении равной 1 мм, а толщину вовнешнем оставим равной нулю.После этого нажимаем кнопку.
Получившееся сопло показано нарисунке 3.2.1185Рисунок 3.2.11 Трёхмерная модель соплаНа этом построение геометрии самого сопла закончено, приступаем кпостроению геометрии среды.Во многих задачах, особенно связанных со сверхзвуковыми течениями,помимо расчёта процессов внутри конструкции бывает необходимо учестьпроцессы, происходящие в окружающей среде. Поэтому, изображая «тело»течения, мы захватим не только внутреннюю полость сопла, но и частьвнешнего потока, куда истекает реактивная струя.Для начала «заполним» внутреннюю часть нашего сопла телом потока.Для этого будем использовать команду(«Заполнить»), котораянаходится в меню Tools.Существует два типа построения геометрии полостей (пункт «ExtractionType» в окне «Details View»).
Первая – путём указания поверхности, котораяэту полость ограничивает (опция «By cavity»), либо путём выбора твёрдыхтел, образующих замкнутую полость «By caps»).86Выбираем первый способ. Для этого необходимо выбрать внутренниестенки полости. Данная задача может оказаться непростой, если не бытьзнакомым с интерфейсом выделения поверхностей Workbench.Для начала повернём сопло к себе горловиной, как показано на рисунке3.2.12Рисунок 3.2.12 Вид на горловину соплаВыбираем донную поверхность сопла, после чего средней кнопкоймыши (СКМ) поворачиваем сопло в профиль и затем зажимаем наклавиатуре клавишу Ctrl.Поочерёдно выбираем поверхности внутренних стенок сопла.
Важнопри этом не отпускать клавишу Ctrl, иначе предыдущие выделениясбросятся.Выбираем первую поверхность, после чего в левом нижнем углу областипостроения появится интерфейс выбора (см. рисунок 3.2.13, интерфейсотмечен стрелкой)87Рисунок 3.2.13 Интерфейс выбора поверхностейДанный интерфейс сообщает нам, что в том месте области построения,где мы щёлкнули ЛКМ с целью выбора поверхности, находятся, перекрываядруг друга, сразу две поверхности. При этом красным отмечена выделенная вданный момент поверхность.Чтобы выбрать закрытую от нас внутреннюю поверхность сопла, намнеобходимо кликнуть на второй из двух представленных в интерфейсеплоскостей, так, что они обе станут красными (см.
рисунок 3.2.14а). Послеэтого нужно нажать на переднюю поверхность ЛКМ, чтобы её рамка сталачёрной (см. рисунок 3.2.14б).Рисунко 3.2.14 Процесс выбора поверхности из множественных перекрывающихся88Данную операцию необходимо проделать со всеми поверхностями,формирующими стенку сопла, не отпуская при этом, как было уже указановыше, клавишу Ctrl.После этого в окне «Details View» нажимаем Apply. Программа при этомдолжна отметить, что у нас выбрано 6 поверхностей («6 faces»).Теперь мы готовы сгенерировать заполнение полости (кнопка)В самом конце дерева построения должно отобразиться, что у нас теперьдве детали и два тела («2 parts, 2 bodies»)Таким образом, мы построили тело течения внутри сопла. Осталосьсоздать геометрию тела внешнего течения за соплом. Для этого создадим ещёодин эскиз в плоскости XY.Данный эскиз представляет собой трапецию с основанием, отстоящим отднища сопла на 120 мм (см.
рисунок 3.2.15). Отметим, что форма областивыбирается.Рисунок 3.2.15 Эскиз для создания области внешнего потока89Размеры на эскизе:H_out1 H_out2 V_out1600 mm 120 mm 200 mmV_out2350 mmПроставив указанные размеры, создадим на основе эскиза операциювращения, выбрав в качестве оси вращения ось X, а в поле «Operation» указавопцию «Add frozen» (данная опция указывается для того, чтобы в результатеданной операции было создано отдельное тело).Нажимаем. Счётчик тел в дереве построения должен теперьпоказывать наличие трёх деталей и трёх тел (3 parts, 3 bodies).Создавая тело внешнего потока, мы не заботились о его пересечении стелом стенки сопла, изобразив простую трапецию. Следовательно, теперьнам необходимо «вычесть» тело стенки сопла из тела внешнего потока.
Дляэтого создадим булеву операцию(«Boolean operation»).Данная операция находится в пункте меню Create на верхней панели.На панели «Details View» выбираем в пункте «Operation» опцию«Subtract» («Вычесть»). Теперь нам нужно выбрать «уменьшаемое» («TargetBodies») и «вычитаемое» («Tool Bodies») тела. В качестве первого выбираемв области или в дереве построения созданное нами тело течения.
В качествевторого – тело стенки сопла.В свойствах операции также присутствует пункт «Preserve tool bodies?»(«Сохранить вычитаемые тела?»). Мы оставляем в данном пункте опцию«No» («Нет») и в результате данной операции тело стенки сопла будетудалено.Нажимаем.В результате операции у нас должно остаться две детали и два телаТеперь нам необходимо создать вторую булеву операцию, объединивтела течения внутри и снаружи сопла в единое тело.90В пункте «Operation» теперь выбираем опцию «Unite» («Объединить»),затем выбираем два оставшихся у нас тела, применяем выбор и нажимаем.После данной операции счётчик тел в дереве построения долженотметить наличие всего лишь одной детали и одного тела.Фактически построение геометрии тела течения закончено.
Осталсялишь один немаловажный вопрос. Дело в том, что рассматриваемое здесьтечение осесимметричное и при его расчёте нерационально рассматриватьвсю расчётную область в полном объёме (потребляется слишком многовычислительных ресурсов).
Вместо этого обычно рассматривают лишьнебольшой сектор расчётной области, а на секущих плоскостях сектораставят условия симметрии. Следовательно, необходимо вырезать из нашейгеометрии сектор.Для этого создадим эскиз в плосокости YZ, выбрав эту плоскость вдереве построения и нажав на кнопку«New sketch».Вид данного эскиза показан на рисунке 3.2.16. Он представляет собойдве прямых линии, выходящих из начала координат.Размеры на эскизе:A1A2L3L430o30o400400mmmmПосле простановки размеров выбираем операцию вытягивания,вкачестве операции в пункте «Operation» выбирая «Add frozen», а в качестверазмера – 750 мм. При этом в пункте «As Thin/Surface» ставим Yes иуказываем нулевую толщину по направлениям Inward и Outward. Нажимаем.91Теперь с помощью получившихся поверхностей нам необходиморассечь наше тело.
Для этого используется команда(«Разрезать»),находящаяся в меню «Create».В качестве типа сечения («Slice type») выбираем «Slice by surface»(«Сечение поверхностью»). Затем в области построения выбираем одну издвух построенных ранее плоскостей. Применяем выбор, и нажимаем.Рисунок 3.2.16 Эскиз плоскостей симметрииПосле этого проделываем то же самое со второй плоскостью.Теперь остаётся лишь удалить ненужные нам тела. Для этого в меню«Create» выбираем команду(«Операция с телами»).92Данная команда представляет обширный выбор различных действий стелами, начиная от создания зеркальных копий тел (опция «Mirror») изаканчивая упрощением сложной геометрии (опция «Simplify»).Сейчас нам необходима опция Delete в пункте «Body operation».Выбираем её, после чего выделяем в дереве построения все тела, кромесамого первого.
Применяем выбор и нажимаем.В результате должно остаться тело, изображённое на рисунке 3.2.17, асчётчик тел в дереве построения должен указывать наличие одного тела иодной детали.На этом построение геометрии завершено и остается лишь сохранитьпроект.Рисунок 3.2.17 Окончательный результат933.2.1.2.ПостроениегеометриитеплообменногоаппаратаВ предыдущем разделе мы на практике познакомились с основнымиэтапами построения геометрии в Ansys Design Modeler. Для закрепленияматериала рассмотрим построение геометрической модели для расчётатеплообменного агрегата с перекрёстным движением теплоносителей.В этот раз будем сразу строить тело течения без построения геометриистенок. Модель, которая получится у нас в результате, изображена нарисунке 3.2.18. Фактически данное тело представляет собой геометриютечения одного из теплоносителей в межтрубном пространстве.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
