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 13
Текст из файла (страница 13)
Эту трудностьможно устранить, изменив верхнее значение по оси Oy на диаграмме. Дляэтого необходимо нажать кнопку «Controls» рядом с графиком и изменитьсоответствующее значение с 1024 до 20 (см. рисунок 3.3.7)Рисунок 3.3.7 Настройка отображения диаграммы качества сеткиЧтобы выйти из диалога настройки необходимо нажать на синийкрестик в углу панели настройки. Теперь нажать на крайний левый столбик вдиаграмме стало намного проще.После выбора данного столбика в области построения отобразятсяэлементы плохого качества (см. рисунок 3.3.8)Рисунок 3.3.8 Элементы ненадлежащего качества возле кромки сопла114Существуютразличныеспособыувеличениякачестваданныхэлементов.
Рассмотрим здесь один из способов. При этом мы рекомендуемчитателям самостоятельно попробовать изменить настройки сетки ипроследить, как будет изменяться качество элементов.Чтобы устранить некачественные элементы, нужно понять причину, покоторой они возникают. В нашем случае причиной является относительномалая толщина стенки сопла. Таким образом, необходимо изменить размерэлементов вблизи кромки. В частности это можно сделать, включивкомбинированную функцию размера элементов в настройках сетки (Sizing –Use Advanced Size Function – On: Proximity and Curvature).После этого можно нажать кнопкуили.
Результатпредставлен на рисунке 3.3.9.Здесь также следует сделать важное замечание. В случае, если во времягенерации сетки возникают ошибки, одним из возможных решений можетстать ручная очистка сгенерированной до этого сетки. Для этого необходимов дереве построения нажать ПКМ по пункту «Mesh» и из контекстного менювыбрать команду «Clear Generated Data» («Удалить сетку»).Рисунок 3.3.10 Сетка построенная с использованием комбинированной функцииразмера элементовОдним из недостатков использования функции размера Proximityявляется тот факт, что в случае работы со сложной геометрией со115множеством мелких деталей результирующая сетка будет получатьсяслишком большой с точки зрения объёма файла.Создадим теперь призматические слои около внутренней поверхностистенки сопла.
Для этого нажмём ПКМ по разделу Mesh в дереве построения.В контекстном меню выберем Insert-Inflation.Теперь нам необходимо выбрать домен, в котором будет проводитьсясоздание призматических слоёв. В нашем случае домен один, нужно нажатьна него ЛКМ в области построения и нажать Apply в окне свойств вподсвеченном жёлтым пункте «Geometry».После этого переходим непосредственно к выбору базовой поверхности,вблизи которой необходимо построить призматические слои. Выборповерхности показан на рисунке 3.3.11.Рисунок 3.3.11 Выбор поверхности для построения призматических слоёвНажимаем Apply в подсвеченном жёлтым пункте Boundary («Граница»)в дереве построения.Методы построения призматических слоёв делятся на 2 типа – Pre иPost, что означает «До построения объёмной сетки» и «После построения116объёмной сетки».
Первый метод, как можно понять из названия сначаласоздаёт призматические слои, а только затем строит объёмную сетку. Второйстроит призматические слои, «врезая» их в существующую объёмную сетку.В целом первый метод даёт ячейки более лучшего качества, однако онне всегда доступен.Все настройки размера призматических ячеек зависят от выбора методапостроения (пункт «Inflation option»). Гладкий переход (Smooth Transition) – метод используемый поумолчанию. При этом доступны следующие настройки.o Коэффициент перехода («Transition Ratio») – отношениевысоты последнего элемента призматического слоя к высотеследующего за ним «обычного» элемента сеткиo Максимальное число слоёв («Maximum Layers»)o Скорость роста высоты призматических слоёв («Growthrate») –отношение высот призматических слоёв друг к другу Указание суммарной длины всех призматических слоёв («TotalThickness»)o Максимальное число слоёв («Maximum Layers»)o Скорость роста высоты призматических слоёв («Growthrate»)Суммарная толщина всех слоёв (Maximum Thickness) Толщина первого слоя (First Layer Thickness)o Толщина первого слоя (First Layer Height)o Максимальное число слоёв («Maximum Layers»)o Скорость роста высоты призматических слоёв («Growthrate») Коэффициент формы первого элемента («First Aspect Ratio»)o Коэффициент формы первого элемента («First Aspect Ratio»)– отношение размера основания призмы к её высотеo Максимальное число слоёв («Maximum Layers»)o Скорость роста высоты призматических слоёв («Growthrate») Коэффициент формы последнего элемента («Last Aspect Ratio»)o Коэффициент формы последнего элемента («Last AspectRatio»)o Максимальное число слоёв («Maximum Layers»)o Скорость роста высоты призматических слоёв («Growthrate»)117В нашем случае выберем метод максимальной толщины («TotalThickness»).
Количество слоёв – 5, Growth rate – 1.05, Total Thickness 5 мм.Нажимаем. Результат показан на рисунке 3.3.12Рисунок 3.3.12 Результирующая сетка с призматическими слоямиПокажем также как стороить секущую плоскость для просмотра сетки вобъёме. Для этого следует нажать на кнопку«Новая секущая плоскость»(«New section plane»). Теперь необходимо провести в области построениясекущую плоскость, как показано на рисунке 3.3.13. Мы рекомендуемчитателям попрбовать построить различные плоскости сечения и получшерассмотреть построенную сетку.Рисунок 3.3.13 Построение секущей плоскости118Как можно заметить, сбоку, под окном свойств появилась панельуправления секущими плоскостями с кнопками создания новой плоскостиудаления выбраннойэлементов,,включения режима объёмного отображенияи списком созданных плоскостей, где можно отключить ихотображение.Рисунок 3.3.14 Окно проекта с альтернативными сетками, созданными сиспользованием одной и той же геометрииТеперь мы рассмотрим второй способ построения сетки.
Для этого намнужно закрыть Meshing и создать в Workbench раздел Mesh2 (как это сделатьмы обсуждали в разделе 4.1), связав его с нашей изначальной геометрией (см.рисунок 3.3.14).Зайдя в Mesh из раздела Mesh2 разметим поверхности точно так же, какмы уже делали выше. Также установим в свойствах сетки комбинированнуюфункцию размера элементов (Sizing – Use Advanced Size Function – On:Proximity and Curvature).После этого приступим к построению сетки. Как вы уже могли заметить,созданная нами геометрия является телом вращения относительно оси oX.Таким образом, мы можем создать сетку методом вращения плоской сеткивокруг оси симметрии.Для задания метода построения сетки, необходимо создать в деревепостроения раздел Method («Метод построения сетки»).
Соответствующую119команду можно найти в группе команд «Mesh control» на верхней панели,либо нажав ПКМ по разделу Mesh в дереве построения и выбрав вконтекстном меню Insert – Method.В окне свойств нам предлагается выбрать тело, для которого мыуказываем метод построения сетки (пункт «Geometry», подсвечен жёлтым).Чтобы это сделать, необходимо нажат ЛКМ по нашеуй геометрии в областипостроения, затем в окне свойств нажать ЛКМ по пункту «Geometry» инажать Apply.Метод построения сетки выбирается в окне свойств, в пункте «Method».Различные возможные варианты методов построения сетки обсуждалисьнами выше. Выберем метод «Sweep» («Вытягивание»).Данный метод имеет следующие важные настройки: Выбор поверхности-источника и поверхности-цели («Src/TrgSelection»)o Автоматическое («Automatic»)o Ручное задание поверхности-источника («Manual Source»)o Ручное задание поверхности-источника и поверхности-цели(«Manual Source and Target»)o Автоматическое построение сетки для листового тела(«Automatic thin»)o Ручное построение сетки для листового тела («Manual thin») Тип сетки на вытягиваемой поверхности («Free Face Mesh Type»)o Треугольники («All Tri»)o Четырёхугольники («All Quad»)o Смешанный («Quad/Tri») Способ задания вытягивания («Type»)o Число ячеек по направлению вытягивания («Number ofdivisions»)o Размер элемента по направлению вытягивания («ElementSize») Сгущение сетки по направлению вытягивания («Bias Type»)o Нет сгущения («No Bias»)o Различные варианты сгущения, представленные графически120Выберем ручное задание поверхности-источника и поверхности-цели.
Вкачестве данных поверхностей будут выступать плоскости, поименованныенами выше как Sym1 и Sym2.В качестве типа сетки на вытягиваемой поверхности выбираемсмешанный, а число ячеек вдоль вытягивания установим равным 6.Сгенерируем сетку, нажав кнопку. Результат представлен нарисунке 3.3.15.Рисунок 3.3.15 Сетка, созданная методом вытягиванияСоздадим также призматические слои вблизи стенки сопла. В случаеметода построения сетки вытягиванием это делается несколько инымспособом, чем обсуждавшийся ранее, поскольку в данном случае основойпостроения объёмной сетки является плоская сетка на поверхностиисточнике.Необходимо нажать ПКМ по пункту «Sweep Method» дерева построенияи в контекстном меню выбрать команды «Inflate this method».
В деревепостроения появится пункт «Inflation». Теперь нам необходимо выбратьбазовую кривую для построения сетки пограничного слоя (нажимаем ЛКМпо подсвеченному жёлтым пункту «Geometry»). В качестве данной кривой121нам послужит образующая сопла (см. рисунок 3.3.16). Выбрав границу(необходимо при выборе зажать клавишу Ctrl), нажимаем Apply.Рисунок 3.3.16 Выбор границы для создания пограничной сеткиТеперь необходимо определить суммарную толщину всех слоёв –«Maximum Thickness» (при этом можно выбрать опцию, при которой будетнеобходимо указать толщину первого слоя – First Layer Thickness).Количество слоёв («Number of Layers») – 5, Growth rate – 1.05, толщина(Total Thickness) – 5 мм.Нажимаем.
Результирующая сетка представлена на рисунке3.3.17.Рисунок 3.3.17 Результирующая сетка с призматическими слоями122Таким образом, мы завершили создание сетки методом вытягивания.Созданные таким методом сетки являются более экономичными с точкизрения занимаемого объёма памяти.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
