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 26
Текст из файла (страница 26)
Поставим галочку возле Define periodicity; типпериодичности – вращением (Rotational periodic); установим ось вращения (впримере – OX) – 1 0 0; угол периодичности – 90. Нажмём OK и сохранимпроект.Перейдём на вкладку Blocking и создадим первый блок (функцияInitializeBlocks).Разобьёмполученныйгоризонтальным сплитом (функция Split Blockпрямоугольныйблок, рисунок 4.7.11, а). Припомощи функции Merge Vertices > Collapse Blocksсоздадимтреугольный блок: выберем ребро 70-74 созданного сплита, а затем блок подсозданным сплитом.
Нажмём OK. Результат представлен на рисунке 4.7.11, б.222а)б)Рисунок 4.7.11 Создание треугольного блока: а) разбиение прямоугольного блока; б)треугольный блокТеперь необходимо задать периодичность вершин блока. Для этоговоспользуемся функцией Edit Block > Periodic Vertices. Укажем вначалевершину 25, а затем 26. Вершина 26 автоматически переместится в опорнуюточку.
Тоже самое произойдёт при указании вершины 41, а затем 42.Выберем вершину 73, а затем повторим выбор этой же вершины. Вершина 73автоматически переместится в опорную точку. Тоже самое произойдёт свершиной 74. Результат задания периодичности для треугольного блокапредставлен на рисунке 4.7.12. Маркировка периодичности вершин (красныестрелки, соединяющие вершины) включена для наглядности и в дальнейшембудет отключена.223Рисунок 4.7.12 Периодичность вершин блокаПеред дальнейшей работой необходимо снять привязку, возникшуюавтоматически, с поверхности блока, чтобы данная поверхность непроецировалась ни на один элемент геометрии.
Так как для даннойповерхности блока не существует соответствующей поверхности геометрии.И при наличии привязки возникнет искажение сетки.Рисунок 4.7.13 Снятие привязки с поверхности блока224Для снятия привязок элементов блока существует функция Associate >Disassociate from Geometryface(s). Для выбора поверхности нажмём Selectи выберем поверхность блока как показано на рисунке 4.7.13.Нажмите OK.Следующий шаг – разбивка существующего блока на подблоки припомощи сплитов (команда Split Blocks).
Строим один горизонтальный сплит– для описания фюзеляжа ракеты. Три вертикальных сплита – по обрез сопла,по линии перехода семейства INLET в семейство OPEN и по носовойобтекатель ракеты (рисунок 4.7.14).Рисунок 4.7.14 Разбиение сплитамиСоздадим О-блокинг для описания входного участка расчётной области,таккакповерхностьсемействаINLETимеетсильнуюкривизну(сферическую форму). Для этого воспользуемся функцией Ogrid BlockВыберем для построения все блоки (можно нажать Select all….напанели выбора). Выберите поверхности, на которых О-блок строится не225должен: боковые поверхности и поверхности на выходе их расчётнойобласти. Не забудьте про поверхности возле оси симметрии! Относительныйразмер диагонального ребра О-блока – 0.5.
Выбранные блоки и поверхности,а также результат построения О-блока представлен на рисунке 4.7.15.а)б)Рисунок 4.7.15 Построение О-блока для описания сферической поверхности: а)выбор блоков и поверхностей; б) созданный О-блокСпроецируем рёбра и вершины на кривые и в точки геометрии (функцииAssociate Vertex и Associate Edge to Curve). Вершины проецируем врасположенные рядом точки. Рёбра – на соответствующие кривые. Отметимнекоторые особенности проецирования: ребра 25-96, 96-104 проецируются накривуюсемействаOPEN.Рёбра104-122,122-41,41-153,153-74проецируются на дугу семейства INLET.
Тоже самое и с периодичными имрёбрам. Ребро 104-109 проецируется на кривую-границу между семействамиINLET и OPEN (рисунок 4.7.16, а). Возле фюзеляжа ракеты рёбрапроецируются на расположенные рядом кривые, за исключением ребра 150151 (проецируется на кривую-границу между семействами BOW иFUSELAGE), рёбер 126-151 и 126-150 (проецируются на кривые-образующиеобтекателя ракеты). Рёбра 149-151 и 148-150 проецируются на кривыесемейства FUSELAGE). Результат проецирования представлен на рисунке4.7.16, б.226а)б)Рисунок 4.7.16 Привязка рёбер и вершин к кривым и точкам геометрии: а) общийвид; б) вид блокинга возле ракетыВершины 150 и 151 спроецируем в точки на концах кривой-границымежду семействами BOW и FUSELAGE.При помощи функции Move Vertex переместите соответствующиевершины блокинга (рисунок 4.7.17).
Рекомендация – для перемещенияпериодичных вершин лучше «браться» за вершины, спроецированные накривыеиповерхности(зелёныйичёрныйцветамаркировки,соответственно). Не спроецированные на геометрию периодичные вершины(цвет маркировки – голубой) переместятся автоматически.227Рисунок 4.7.17 Перемещённые вершиныУдалим блоки внутри ракеты (функция Delete Block, рисунок 4.7.18) изададим примерно по 10-20 узлов сетки на каждом ребре (функция EdgeParams, используйте копирование параметров на все параллельные рёбра) –необходимо только для удобства визуализации.Рисунок 4.7.18 Блоки, выбранные для удаленияСгенерируем и отобразим пре-сетку (рисунок 4.7.19).
Обратитевнимание, что на боковой поверхности, не имеющей привязки к элементамгеометрии, сетка отсутствует. Также отсутствует сетка для стабилизатора.228а)б)Рисунок 4.7.19 а) общий вид сетки; б) сетка в районе ракетыДлясозданияблокингастабилизаторанеобходимовыполнитьследующие действия: при помощи двух продольных (вдоль хорды профиля)сплитов, двух поперечных (поперёк хорды профиля) сплитов создать блокстабилизатора.Такженеобходимосоздатьгоризонтальныйсплит,ограничивающий законцовку стабилизатора. Так как стабилизатор имеетскругления, то необходимо создать О-блок вокруг стабилизатора. Но приэтом возникает необходимость создания О-блока в «зазоре» – объёмерасчётнойобластимеждузаконцовкойстабилизатора(семействоBLADE_TIP) и внешней поверхностью расчётной области (семейство OPEN).Перед созданием сплитов включим функцию Дерево модели > Blocking> ПКМ > Index Control.
При помощи стрелок установим по направлению Iмаксимальное число блоков 4. Это сделано для того, чтобы создаваемыесплиты были только в оставшихся (видимых) блоках. В «погашенных»229блоках сплиты не нужны, так как получаемые рёбра будут только излишнеусложнять блочную топологию.Создайте сплиты (функция Split Block4.7.20(создаваемыесплитыпоказаны), как показано на рисункекраснымистрелками).Принеобходимости, поправляйте число видимых блоков при помощи функцииIndex Control.Рисунок 4.7.20 Разбивка сплитами для описания стабилизатораЧтобы в дальнейшем сеточная модель была более равномерной,необходимо переместить часть вершин блокинга.
Для этого при помощиIndex Control оставьте видимыми только вершины, показанные на рисунке4.7.21. Можно использовать команду Select corners функции Index Control:укажите вершины 25 и 127, а затем в строке 03 (направление О-блока)оставьте только нули.230Далее воспользуйтесь функцией Associate > Span Project Vertices.Нажмите OK и все видимые вершины (включён способ выбора All Visible)переместятся на элементы геометрии, на которые эти вершины привязаны.Рисунок 4.7.21 Перемещаемые вершины блокингаВключите все блоки (кнопка Reset в Index Control). Обратите внимание,что часть вершин, находящихся внутри блкинга модели осталась на своихместах.
Из-за чего рёбра О-блока получили различную длину. Это негативноскажется на качестве сетки. Для исправления этой ситуации необходимовыровнять длину всех рёбер О-блока. Для начала измерим при помощифункции Measure Distanceдлину ребра 24-208 (расположено на оси увхода в расчётную область). Длина составляет порядка 500.Далее выберем Edit Block > Modify Ogrid, включим All Visible,выберем любое диагональное ребро О-блока, укажем абсолютную длинудиагональных рёбер О-блока (включить Absolute distance), равную 525 инажмём OK. Результат перемещения вершин представлен на рисунке 4.7.22.231Рисунок 4.7.22 Перемещённые вершиныСделайте привязку рёбер к кривым геометрии стабилизатора (функцияAssociate Edge to Curve). Всего должно быть привязано 4 ребра – к концевомупрофилю, 4 ребра – к корневому профилю, и 4 ребра к продольным линиямпрофиля.а)б)Рисунок 4.7.23 Привязка рёбер к геометрии стабилизатора: а) исходное состояние; б)после привязки232При помощи функции Move Vertex переместите привязанные вершинына их места.
Результат привязки и перемещения представлен на рисунке4.7.23. Для лучшего отображения использовалась функция Index Control(максимальное число по направлениям I, J уменьшено до 5 и 4,соответственно).Приступим к построению О-блоков стабилизатора и радиального зазора.Особенностью программы является необходимость соблюдать определённуюпоследовательность создания О-блоков.
В нашем случае необходимопостроить О-блок для зазора, а потом – для стабилизатора. Еслипоследовательностьизменить,товозникнутошибкинаподобииисчезновения блоков О-блока или соседних.Для построения О-блока зазора необходимо использовать функциюOgrid Block. Выберем три блока: один – соответствует стабилизатору, двадругих – радиальному зазору (в том числе и О-блок). В качествеповерхностей, где О-блок строится не должен, выберем две торцевыеповерхности (на рисунке 4.7.24 показаны стрелками). Коэффициент длиныдиагональных рёбер – 1. Нажмём Apply.Рисунок 4.7.24 Выбор блоков и поверхностей для О-блока зазора233ТеперьпостроимО-блокдлясамогостабилизатора.Выберемполученные для радиального зазора блоки (5 блоков в стабилизаторе, 5блоков в радиальном зазоре, 5 блоков в О-блоке).
Расположение блоковсоответствует изображению на рисунке 4.7.24, не совпадает только числоблоков. И выберем торцевые поверхности (расположение аналогичнопредыдущему, показанному на рисунке 4.7.24): 5 поверхностей с одноготорца и 5 поверхностей – с другого торца блоков. Включим построениевокруг выбранных блоков (Around block(s)) и нажмём OK. На рисунке 4.7.25представлен результат построения О-блоков. Показана область возле входнойкромки стабилизатора, геометрия отключена.Рисунок 4.7.25 О-блоки стабилизатора и зазораУдалите блоки внутри стабилизатора (5 блоков) и увеличьте число узловна новых рёбрах: примерно по 5 узлов на диагональные рёбра О-блоков,примерно по 10 узлов – на все остальные новые рёбра.
Полученная пре-сеткана поверхности стабилизатора представлена на рисунке 4.7.26.234Рисунок 4.7.26 Пре-сетка на поверхности стабилизатораСледующим шагом по улучшению блокинга модели будет улучшениеописания головного обтекателя ракеты. Для начала необходимо доработатьгеометрию расчётной области – построить вспомогательную поверхность.Перейдём на вкладку Geometry. В Дереве модели отключим веткуBlocking. Выберем функцию Create/Modify Surface> Simple Surface.
Для построения вспомогательной поверхности укажем кривые 1 и 2(рисунок 4.7.27) и нажмём OK.12Рисунок 4.7.27 Вспомогательная поверхность235Полученная вспомогательная поверхность представлена на рисунке4.7.27 (показана жирной красной стрелкой). Необходимо создать новоесемейство для созданной поверхности (Дерево модели > Parts > ПКМ >Create Part), задано имя Part_1.Перейдём на вкладку Blocking и спроецируем одно ребро блокинга,показанное на рисунке 4.7.28, на вспомогательную поверхность: Associate >Associate Edge to Surface, выбираем ребро и нажимаем Apply.Рисунок 4.7.28 Выбор ребра блокинга для проецирования на геометриюПри помощи команды Edit Edge> Split Edgeможно создатьдополнительные точки на ребре, перемещая которые при помощи командыMove Vertex можно придать ребру необходимую кривизну.
При выборе ребрасоздаётся только одна точка в месте, указанном курсором мышки. Длясоздания второй точки на этом же ребре, необходимо ребро выбратьповторно.Впредставленномпримеренеобходимосоздатьпотридополнительные точки на двух рёбрах, показанных на рисунке 4.7.29.Изогните эти рёбра, как показано на рисунке. Для того, чтобы изгиб былсимметричным (это влияет на качество сетки) необходимо расположитьмодель так, чтобы периодичные вершины проецировались друг в друга(вектор 0 1 1, направлен вверх).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
