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 27
Текст из файла (страница 27)
Изогнув одно ребро как это необходимо,236дополнительные точки второго ребра совмещают с соответствующимиточками изогнутого ребра. Результат представлен на рисунке 77.Рисунок 4.7.29 Изгиб рёбера)б)Рисунок 4.7.30 Блокинг головного обтекателя ракеты: а) до изгиба рёбер; б) послеизгиба рёберСледующим шагом необходимо удалить вспомогательную поверхность,и все кривые и точки, созданные вместе с ней. Можно удалять геометрию237путём последовательного выбора, а можно удалить семейство PART.1 вДереве модели.
Вся геометрия, принадлежащая этому семейству будетудалена. При помощи функции Associate > Disassociateснимитепривязку с рёбер и вершин, ранее привязанных к геометрии семействаPART.1. Сгенерируйте и отобразите пре-сетку. Результат изгиба рёберпредставлен на рисунке 4.7.30, б. Для сравнения дан вид исходной сетки.На этом все основные операции с блочной топологией завершены.
Далеенеобходимо добиться приемлемого качества пре-сетки путём назначениянеобходимого числа элементов, задания размера первого элемента от стенокракеты, выравнивания размеров соседних элементов, увеличения углаэлементов. Данные операции были рассмотрены выше, поэтому на нихостанавливаться не будем.Рекомендуется начинать работу по улучшению качества сетки с заданияразмеров пристеночных элементов и увеличения числа узлов на рёбрах.Одновременно с этим можно задать коэффициенты роста размера элементов(Ratio – 1.2). Включите копирование свойств на все параллельные рёбра.Далее следует перейти к поперечным сечениям стабилизатора ракеты:подобрать длину диагональных рёбер О-блока, выровнять размеры соседнихэлементов при вершинах блокинга. Перед этим копирование свойств на всепараллельные рёбра должно быть выключено! При необходимости увеличьтеугол элементов.Проверьте визуально качество пре-сетки: на поверхностях и в объёме(при помощи функции Дерево модели > Blocking > Pre-Mesh > ПКМ > ScanPlanes).
Если всё в порядке, проверьте качество пре-сетки при помощифункцииPre-MeshQualityHistograms.ПараметрDeterminant3x3x3проинформирует, что существуют элементы с параметром около нуля – этиэлементы располагаются на оси. Ничего страшного не произошло, так как238одна из сторон элемента вырождена, поэтому и качество такое низкое. Принеобходимости исправьте элементы с низким качеством.Сохраните проект.Выберите функцию Transform Blocks > Rotate Blocks. Выберите всевидимые блоки, число копий – 1, ось вращения – X, угол – 90. Нажмите OK.Будет получен блокинг для всей геометрии в 180°.Включите функцию Дерево модели > Blocking > Edges > ПКМ > ShowAssociation. На рёбрах и вершинах появятся стрелки, показывающие кудаданное ребро и вершины спроецированы.
При помощи группы функцийAssociate спроецируйте рёбра и вершины на соответствующие им элементыгеометрии. Вполне возможно, что существуют внутренние элементыблокинга,спроецированныекуда-либо.Снимитепривязку,принеобходимости. Проверьте качество пре-сетки, и если оно удовлетворяетнормам, экспортируйте её в необходимый формат.
Сохраните и закройтепроект.2394.8. Построениесеточноймоделивыходногоустройствадвухконтурного реактивного двигателяВ этом примере будет рассмотрено построение сеточной моделивыходного устройства (ВыУ) двухконтурного реактивного двигателя. ВыУвключает в себя стойку затурбинного устройства, кок, смеситель иреактивное сопло (рисунок 4.8.1).Рисунок 4.8.1 Геометрия ВыУ в различных видах и Дерево модели240Расчётная модель представляет собой сектор, с периодичностью кратнойчислу стоек (360°/11 стоек = 32,7273°). В расчётную модель включена однастойка.После импорта геометрической модели, удалите лишнюю геометрию ираспределите геометрию расчётной области по семействам.
Имена и составсемейств модели понятен из рисунка 4.8.1, остановимся подробнее только наособенностях.На входе в модель существуют два различных потока: потоквнутреннего контура (INLET_1) и поток наружного контура (INLET_2).Также как и в примере с реактивным соплом, необходимо создать семействоAXIS, содержащее только отрезок, расположенный на оси модели сразу закоком.
Также для удобства создания блочной топологии необходимо в стойкевыделить несколько семейств: входная кромка (BLADE_LE), выходнаякромка (BLADE_TE), спинка и корыто (BLADE_SF и BLADE_PF,соответственно). Корпус внутреннего контура и смеситель, опять же, дляудобства построения блочной топологии необходимо разделить на двасемейства: все верхние поверхности, кривые и точки объединить в семействеMIDDLE_TOP, а все нижние – в семействе MIDDLE_BOTTOM.Создаём материальную точку FLUID и сохраняем проект.Переходим на вкладку Mesh и задаём периодичность: Global Mesh Setup> Set up Periodicity. Ось вращения OZ, следовательно задаём в окне 0 0 1.Угол периодичности – 32,727272°.Переходим на вкладку Blocking и создаём начальный блок.
Задаёмпериодичность вершин первого блока: Edit Block > Periodic Vertices (рисунок4.8.2).241Рисунок 4.8.2 Первый блок и периодичность вершинСоздайте треугольный блок (подробности смотрите в разделе 4.6) испроецируйте вершины в точки, как показано на рисунке 4.8.3. Часть рёберблока так же можно спроецировать на соответствующие кривые или группукривых.Рисунок 4.8.3 Треугольный блокПри помощи команды Split Block разбейте треугольный блок двумясплитами: продольным и поперечным (рисунок 4.8.4).242Рисунок 4.8.4 Разбивка треугольного блокаСледующий шаг – удаляем левый нижний блок (находится, как бывнутри кока).
Привязываем вершины к точкам и часть рёбер к кривым.Результат представлен на рисунке 4.8.5.Рисунок 4.8.5 Удаление блока и привязка элементов блокингаРазделим контура в этом блоке. Для этого разобьём блокинг однимвертикальным сплитом: по срезу смесителя, и двумя горизонтальнымисплитами: один сплит – вдоль наружной стентки внутреннего контура,второй сплит – вдоль внутренней стенки наружного контура. Блок,расположенный внутри стенки корпуса внутреннего контура необходимоудалить.
Появившиеся вершины – привязать к соответствующим точкам, а243рёбра – к соответствующим кривым. Результат построения представлен нарисунке 4.8.6.Рисунок 4.8.6 Разделение контуров в блочной топологииОдним вертикальным сплитом разобьем блоки, как показано на рисунке4.8.7, и привяжем полученные вершины к точкам геометрии: вершина 206 – кточке в месте перегиба внешней стенки внутреннего контура; вершина 207 –к точке в основании «фланца». Не забывайте привязывать периодичныевершины к соответствующим точкам геометрии!Рисунок 4.8.7 Выделение блока стойки244Создадим блокин для описания стойки.
Для этого вначале при помощифункции Index Control оставим видимым только блок вокруг стойки (блок145-204 или в индексах I 3 4, J 1 2, K 1 2). Создадим четыре сплита: два –вдоль спинки и корыта профиля; два – поперёк профиля (рядом с входной ивходнойкромками).Результатразбиенияиперемещениявершинпредставлен на рисунке 4.8.8. Если отобразить весь блокинг (нажать кнопкуReset на панели Index Control), то можно увидеть, что созданные сплитынаходятся только в блоке вокруг стойки и только во внутреннем контуре.Рисунок 4.8.8 Блокинг вокруг стойкиСоздадим блочную топологию наружного контура. Отобразим все рёбраи воспользуемся функцией Split Block > Extend Split. Выберем ребро236-252 (сплит входной кромки, рисунок 4.8.8).
Сплит продлится через блоквторого контура. Тоже самое повторим, выбрав ребро сплита выходнойкромки (например, 266-358). Проверьте периодичность вершин появившихсясплитов (230-237 и 260-267, рисунок 96,а), и, при необходимости,245восстановите её. Привяжите вершины и рёбра на соответствующие элементыгеометрии наружного контура (рисунок 4.8.9, б)а)б)Рисунок 4.8.9 Продление рёбер: а) новые рёбра после продления;новых вершин и рёберб) привязкаОпишем имеющиеся ступеньки в наружном контуре (имитацияфланцев). Для оставим видимыми блоки, находящиеся в наружном контуре(функция Index Control), и создадим горизонтальный сплит по вершинамступенек (рисунок 4.8.10).246Рисунок 4.8.10 Разбиение наружного контураТеперь необходимо привязать рёбра к кривым, как показано на рисунке4.8.11.Рисунок 4.8.11 Привязка рёбер к кривым «ступенек»Удалите блоки внутри ступенек (237-401 и 207-413).
Привяжитевершины к соответствующим точкам геометрии ступенек. Поправьтеположение вершин. Блокинг наружного контура представлен на рисунке4.8.12.247Рисунок 4.8.12 Блокинг наружного контураТак как профиль стойки имеет кривизну с малыми радиусами, тонеобходимо создать О-блок вокруг стойки: команда Ogrid Block. Принциппостроения О-блока вокруг стойки проще, чем вокруг стабилизатора ракетыв прошлом примере. Это объясняется тем, что отсутствует радиальный зазор.Поэтому выберем блок внутри стойки, а также две торцевые поверхности(рисунок 4.8.13, а). О-блок строим вокруг выбранного блока (галочка возлеAround block(s), коэффициент – 1. Центральный блок – удалить.а)б)Рисунок 4.8.13 Создание О-блока: а) выбор элементов; б) результат построенияНа этом создание блочной топологии для представленной геометрииможно считать законченным.
Дальнейшие работы с блокингоб будут248направлены на выполнения требований по размерности и улучшениекачества пре-сетки.Улучшение качества сетки в моделях со сложной геометрией и,соответственно, со сложной блочной топологией, необходимо начинать ссамых сложных мест. В данном случае – это блокинг стойки.При помощи Index Control выделим верхнее (периферийное) сечение.Выберем команду Edge Params и выберем любое диагональное ребро Облока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
