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 17
Текст из файла (страница 17)
Выполняемые функции части изних понятны из названия самих функций и настроек и не нуждаются вкомментариях. Объясним полезность только некоторых из них.Geometry > Curves > ПКМ > Show Double – если снять галочку, тоневидимыми станут кривые, принадлежащие только двум поверхностям. Этуфункцию удобно использовать при "лечении" геометрии.Geometry > Curves > ПКМ > Show Wide и Color by Count – привключённых этих функциях кривые становятся толще и окрашиваются вцвета кодировки принадлежности кривых. Полезно как включать этифункции, так и выключать (например, чтобы снизить загромождениеизображения модели в рабочем окне).144Geometry Curves > ПКМ > Curve Tetra Sizes - показывает размерэлемента неструктурированной сетки, заданный на данной кривой.Geometry > Surfaces > ПКМ > Tetra Sizes - показывает размер элемента,заданный на поверности.Иногда, при работе с геометрией ("лечением") полезно включатьфункции отображения имён геометрических элементов.
Это позволяетпонять, сколько элементов находится в данном месте модели.Mesh > ПКМ >Cut Plane... - позволяет настроить секущую плоскость(Manager Cut Plane) и отобразить элементы неструктурированной сетки всечении(ShowCutPlane).Предупреждение:а)привыключенииотображаемого сечения необходимо вначале снять галочку с Volumes, иначепрограмма будет пытаться отобразить все контрольные объёмы модели, чтоможет привести к "зависанию" программы; б) при включённом отображенииэлементов в сечении не используйте для масштабирования изображениявращение колесика мыши - это воспринимается как перемещение сечения.Mesh > ПКМ > Periodicity - отображает при помощи линийпериодичность элементов неструктурированной сетки (если периодичностьиспользовалась при создании сетки).
Используется в качестве проверки.Mesh > Shells > ПКМ > Solid & Wire - функция отображенияповерхностныхэлементов:поверхностныеэлементызакрашиваютсясогласно цвета семейства, контуры элементов сохраняются.Mesh > Volumes - прежде чем включать, подумайте, сможет ликомпьютер отобразить все контрольные объёмы модели! Можно отобразитьнекоторые из контрольных объёмов, например призматические (Prism) илиэлементы в сечении при визуальной оценки качества сетки.Blocking > ПКМ > Index Control - вызывает функцию (появляется окно ввиде таблицы), позволяющая манипулировать вариантами отображенияблоков блочной топологии модели (более подробно будет показано напримерах).145Blocking > Vertices > ПКМ > Periodic - отображает при помощи красныхстрелок периодичные вершины блоков (если периодичность используется).Blocking > Vertices > ПКМ > Numbers - включает отображение номероввершин.
Полезна только при каких-либо объяснениях, например, присоставлении примеров построения блочной топологии.Blocking > Edges > ПКМ > Show association - при помощи стрелокпоказывает к какому геометрическому объекту привязано ребро блока, атакже вершины на концах выбранного ребра.Blocking > Faces > ПКМ > Face Projection - показывает при помощизаливки соответствующим цветом к какому семейству данная поверхностьблока была привязана вручную.
При автоматической привязки поверхностиблока отображаются в виде контура.Blocking > Blocks > ПКМ > Solid - отображает блоки сплошнойзаливкой. Иногда помогает при работе с блоками, улучшает их визуализацию(например, при построении О-блока или удалении блока).Blocking > Pre-Mesh > ПКМ > Solid & Ware - отображениеповерхностных элементов: заливка и контуры элементов.Blocking > Pre-Mesh > ПКМ > Recompute - перестраивает пре-сетку привнесении изменений в последнюю (перемещение вершин, задание новогочисла узлов на рёбрах и т.д.). Аналогично нажатию клавиши R - горячейклавиши - на клавиатуре.Blocking > Pre-Mesh > ПКМ > Show Size Info - показывает в Окнесообщений число элементов пре-сетки.Blocking > Pre-Mesh > ПКМ > Convert to Unctruct Mesh - создаётнеструктурированную гекса-сетку на основе созданной пре-сетки.Blocking > Pre-Mesh > ПКМ > Scan planes и Cut plane - функции,позволяющие отобразить элементы в объёме модели.
Отличия: Scan planes показывает элементы на поверхности, проведённой по границе контрольныхобъёмов,имеющиходинаковуюпорядковую146координату.Элементыотображаются как поверхностные. Cut plane - показывает объёмныеэлементы, попавшие в секущую плоскость.Parts > ПКМ > Create Part - при помощи этой функции создаютсясемейства, содержащие различные области модели и различные типыэлементов.
Необходима для создания регионов на которых, в дальнейшем,будут задаваться различные граничные условия. Также необходима дляупрощения работы с моделью - отображение соответствующих семейств иотключение ненужных на данном этапе семейств.Parts > ПКМ > Delete Empty Parts - удаляет семейства, если в данномсемействе не содержится какого-либо элемента. Работает не всегда.Parts > Имя семейства > ПКМ > Change Color - изменяет цвет окраскиэлементов данного семейства. Цвет следует выбирать из основной палитры.Цвета из расширенной палитры программой не принимаются.Parts > Имя семейства > ПКМ > Rename - переименовывает семейство.Parts > Имя семейства > ПКМ > Delete - удаляет семейство вместе совсеми элементами, принадлежащими этому семейству.4.2.7.Меню выбораВ ходе работы над моделью и вызова команд в рабочем окне программыбудет появляться меню дополнительных способов выбора элементов(рисунок 4.2.6).
По умолчанию в процессе выбора элементов модели активнаосновная функция – выбор указанием (т.е. необходимо подвести курсормыши к элементу и нажать ЛКМ, этот элемент будет выбран). По умолчаниюв качестве дополнительного способа включён способ выбора элементов припомощи прямоугольной области Toggle between all and partial enclosure.Способ создания области аналогичен всем CAD CAE программам –указываете положение верхнего левого угла и, не отпуская ЛКМ, создаётепрямоугольную область.147а)б)в)г)Рисунок 4.2.6 Панели меню выбора элементов: а) закладка Geometry;Mesh; в) закладка Blocking; г) закладка Edit Meshб) закладкаНиже будут перечислены способы выбора различных элементовнаиболее часто встречающихся как в приведенных ниже примерах, так и вдругих общедоступных примерах (список источников см. выше).Select items in a polygonal region– команда выбора элементов припомощи региона неправильной формы (аналогична команде выбора припомощи прямоугольного региона).Select all appropriate objects (visible or blanked)– выбираются вседопустимые элементы (как видимые, так и скрытые).Select all appropriate visible objects- выбираются только всевидимые элементы.
Select all appropriate blanked objects- выбираютсятолько все скрытые элементы.Select items in a part– выбираются элементы, принадлежащиеопределенному существующему семейству.При работе на вкладке Edit Mesh в панели выбора появляютсядополнительные возможности выбора: Select all surface elements148–выбор всех поверхностных элементов сетки и Select all volume elements- выбор всех объёмных элементов сетки.4.2.8.Структура рабочей директории (используемые и создаваемыефайлы)В процессе работы над проектом, программа создаёт ряд файлов. Ксожалению, программой создаются только файлы и довольно в большомколичестве. Папку проекта необходимо создавать самому пользователю.
Впротивном случае через некоторое время работы с различными проектами врабочей папке возникнет хаос из различных файлов.Программа создаёт следующие файлы с расширениями:*.prj – файл появляется при первом сохранении проекта. В нёмсодержится информация о подгружаемых файлах, т.е. этот файл являетсяфайлом-сборщиком проекта;*.tin – tetin-файл. Содержит в себе геометрическую модель, а такженастройки неструктурированной сетки. Появляется при наличии в проектегеометрических элементов;*.uns – файл, содержащий неструктурированную сетку. Создаётся пригенерации неструктурированной сетки;*.blk – файл, содержащий блочную топологию и пре-сетку, а также всенастройки связанные с блочной топологией.
Создаётся при создании блочнойтопологии модели;*.fbc, *.atr – файлы, содержащие граничные условия (если использоватьICEM CFD как пре-процессор);*.par – настройки решателя;*.jrf, *.rpl – файлы-журналы. В них записываются все действия,выполняемые в ходе работы с проектом.149Основными файлами являются файл, содержащий геометрию *.tin – понему можно восстановить неструктурированную сетку; файл, содержащийнеструктурированную сетку *.uns – если есть tin-файл или в проектеиспользовалась блочная топология, то это файл необязателен, особенно еслиесть ограничения по размеру используемых файлов (например, при передачефайлов по электронной почте); и файл, содержащий блочную топологию,если в проекте блочная топология использовалась.
Остальные файлы можноудалять. Они создадутся заново при сохранении проекта.4.2.9.Особенности определения качества сеточной модели в ANSYSICEM CFDДля получения корректных результатов расчёта, а также хорошейсходимостирасчёта,необходимовыдерживатьдопустимоекачествосеточной модели.Общие теоретические положения касательно построения и определениякачества сеток рассматривались в разделе 2. Здесь же рассмотрим лишь рядособенностей определения качества сетки в ICEM CFDВ данной программе существует возможность проверки качествамодели, имеющей как неструктурированную сетку, так и структурированную(на этапе создания пре-сетки).Основными критериями для всех сеток численного моделированияметодом конечных объёмов являются: отношение размеров (длин, еслирассматривать двумерный элемент) сторон одного элемента – Aspect ratio;угол между сторонами элемента – Grid Angle или аналогичный параметрSkewness; отношениеразмеров(объёмов,площадей) двух соседнихэлементов – Element Volume Ratio или аналогичный параметр MeshExpansion Factor.150Графически параметр Aspect Ratio представлен на рисунке 4.2.7.
Этоотношение сторон в гексаэдричкских и прямоугольных элементах, илиотношение радиусов вписанных в элемент и описанных вокруг элементаокружностей – для треугольных и тетраэдрических элементов.а)б)Рисунок 4.2.7 Параметр Aspect Ratio: а) для прямоугольного элемента;треугольного элементаб) дляРекомендуемое значение параметра Aspect Ratio для любого элемента –не более 100. Наличие элементов с параметром Aspect Ratio больше 100прежде всего плохо влияет на расчёт в местах наличия больших градиентовпараметров потока.Параметры, связанные с углом наклона сторон элементов отличаютсяспособом расчёта этих углов. Так в ICEM CFD существует параметрEquiangle Skewness или дальше просто Skewness. Этот параметр можетвычисляется двумя способами: как отношение объёмов сфер, описывающихоптимальный (равносторонний) контрольный объём и существующийконтрольный объём (рисунок 4.2.8, а).151а)б)Рисунок 4.2.8 Параметр Skewness представленный при помощи: а) сферы; б) угловмежду сторонамиВторой способ – при помощи отношения углов (рисунок 8,б) поформуле:где θе – оптимальный угол (60° - для тетраэдрических и треугольныхэлементов, 90° - для гексаэдрических и прямоугольных элементов).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
