Факультет 2. 2017 год. Курсовая работа по Ansys Workbench (1014320), страница 4
Текст из файла (страница 4)
б)
Рисунок 4.6.5 Схлопывание блока: а)выбор ребра и блока; б) результат операции
Вершины 73 и 74 спроецируйте в точки на оси сопла.
Далее, разбейте блок двумя сплитами – горизонтальным и вертикальным (расположенным, примерно, в плоскости среза сопла). При помощи функции Delete Block 
удалите верхний левый блок (рисунок 4.6.6).
Рисунок 4.6.6 Удаление блока
Спроецируйте вершины 87 и 88 в соответствующие точки семейства INLET, вершины 107 и 108 спроецируйте в нижние точки торца сопла, а вершины 89, 90, 111 и 112 переместите до придания сходства с изображением на рисунке 4.6.7.
Рисунок 4.6.7 Привязка и перемещение вершин
При помощи функции Split Block добавим сплиты: два вертикальных – для описания горла сопла, один горизонтальный (над уже существующим) – для описания стенки сопла. Спроецируем рёбра на соответствующие кривые, а вершины – в соответствующие точки геометрии. В районе горла сопла достаточно рёбра споецировать на продольные кривые. После операции проецирования переместим вершины таким образом, чтобы добиться сходства с изображением на рисунке 4.6.8 и 4.6.9.
Рисунок 4.6.8 Блочная структура сопла
а) б)
Рисунок 4.6.9 Привязка рёбер и вершин в районе: а) горла сопла; б) выходной кромки сопла
Для описания участка геометрии расчётной области, охватывающего часть атмосферы перед срезом сопла необходимо достроить блок. Достройка блока путём вытягивания его из существующей поверхности блока осуществляется функцией Create Block > Extrude Face(s) 
. Выбирается поверхность блока, выбор подтверждается нажатием КМ, и не отпуская колёсика мыши двигаем саму мышь в нужном направлении, чтобы получился блок, соизмеримый с геометрической областью (рисунок 4.6.10).
Рисунок 4.6.10 «Вытягивание» блока: а) выбор поверхности; б) результат построения блока
Полученные вершины не периодичны между собой. Задайте периодичность вершин 194 и 196, 195 и 197 при помощи функции Periodic Vertices 
. Спроецируйте вершины и рёбра на соответствующие элементы геометрии.
Результатом последовательного разбиения блока на подблоки, удаления и создания новых подблоков, привязки вершин и рёбер к элементам геометрии является блочная топология расчётной области реактивного сопла, представленная на рисунке 56.11. Особо обратите внимание на цвета вершин и рёбер – если они не соответствуют изображению на рисунке, необходима привязка. Сохраните проект.
Рисунок 4.6.11 Общий вид блока сопла
Следующим шагом в создании сетки является распределение количества узлов по рёбрам блоков, задания размеров элементов и сгущения. Для начала необходимо задать число узлов на рёбрах блоков и поставить коэффициенты сгущения (функция Edge Params, Ratio 1 и 2 - 1.2. для всех рёбер). Для удобства задания начального распределения необходимо включить функцию Copy Parameters и выбрать способ To All Parallel Edges. На рисунке 4.6.12 рядом с каждым ребром показано число узлов. Для рёбер, описывающих толщину стенки, число узлов – 6, для продольных рёбер области истечения – 60.
Рисунок 4.6.12 Распределение числа узлов по рёбрам блоков
Далее необходимо задать размер пристеночного элемента, но, прежде всего, необходимо заменить метод копирования параметров сетки на метод To Selected Edges. При данном методе параметры с одного ребра будут копироваться на другое только в случае выбора последнего. На примере рёбер внутри сопла покажем работу данного метода. Выберем ребро 73-87 (рисунок 4.6.13), зададим Spacing 2 – 0.05 (данный параметр соответствует пристеночному элементу). Так как при имеющимся числе узлов (20) требуемый параметр сгущения (1.2) не выдерживается, необходимо добавить узлов на данном ребре (35 узлов позволяет держать параметр Ratio в пределах заданного значения). Далее перенесём эти настройки на другие рёбра (146-149, 146-150 и т.д.). Для этого в разделе Copy функции Edge Params нажмём кнопку Edge(s) 
и выберем все необходимые рёбра. Нажмём Apply или колёсико мыши. К сожалению, ICEM CFD не всегда точно переносит параметры настройки рёбер (это касается и при переносе на все параллельные рёбра), поэтому в особо важных местах необходима проверка и, при необходимости, корректировка настроек. Для внешней стенки зададим размер пристеночного элемента побольше (скорость потока намного меньше чем в сопле, и точный расчёт потока в этой области нам не важен).
Рисунок 4.6.13 Задание параметров сетки на рёбрах внутри сопла
Особенностью блоков с заданной периодичностью является то, что помимо периодичности вершин (которые задаются в самом начале и в ходе работы редактируются редко) необходимо выдерживать периодичность настроек рёбер, соединяющие эти вершины. То есть, при изменении настроек на одном ребре обязательно надо переносить эти настройки на периодичное ему ребро. В представленном примере, периодичными рёбрами являются рёбра 87-150 и 88-149, и т.д.
При помощи функции Match Edges 
выравним размеры соседних элементов на соседних рёбрах (рисунок 4.6.14, а). Необходимо помнить о наличии периодичности в сеточной модели. На рисунке 4.6.14, б показан результат выравнивания размера элементов. Обратите внимание на элементы в горле сопла и в районе семейства OUTLET, при необходимости примените функцию Match Edges.
а) б)
Рисунок 4.6.14 Выравнивание размеров элементов на соседних рёбрах: а) до операции; б) после операции
Для того, чтобы уменьшить перекос сетки вдоль оси струи (после среза сопла), необходимо увеличить число узлов на продольном ребре (с 60 до 70). Уменьшить Ratio 1 до 1.12 для ребра, привязанного к оси сопла, и увеличить Ratio 1 до 1.32 для рёбер, идущих от кромки сопла и вдоль оси струи.
Для лучшего описания потока сеточными элементами используется функция Edit Edge 
> Split Edge 
. Для этого укажем на ребро 146-149 (в горле сопла), на ребре появится узел или опорная точка и само ребро искривится. Перемещая эту точку при помощи функции Move Vertex можно изменять кривизну ребра, что влияет на кривизну сетки. На одном ребре, при необходимости, можно создать несколько опорных точек. Создадим при помощи этого способа по одной опорной точке на рёбрах 146-150, 172-175 и 172-176, 104-107 и 104-109 (срез сопла). Результат показан на рисунке 4.6.15, а. Для придания необходимой кривизны, переместите опорные точки так, как показано на рисунке 4.6.15, б.
а)
б)
Рисунок 4.6.15 Искривление рёбер: а) до перемещения опорных точек; б) после перемещения опорных точек
Периодичность на созданные опорные точки не распространяется, устанавливать совпадение опорных точек (для совпадения кривизны рёбер) необходимо «на глаз». Для упрощения этой задачи можно выставить модель таким образом, чтобы все периодичные вершины блока совпадали. Для этого наведём курсор мышки на систему координат в правом нижнем углу окна модели и добьёмся появления отрицательного направления вектора OY (необходимо навести курсор в это место). Нажмём на появившуюся серую ось (рисунок 4.6.16). Вся модель повернётся так, что вектор –OY будет направлен перпендикулярно рабочему окну и на нас.
Рисунок 4.6.16 Система координат с отрицательным направлением оси
Опорные точки перемещаются до образования необходимой кривизны ребра и совпадения в проекции на плоскость XOZ опорных точек соответствующих периодичных рёбер. На рисунке 4.6.17 показан результат применения изгиба рёбер.
а
)
б)
Рисунок 4.6.17 Результаты использования изгиба рёбер: а) до операции; б) после операции
Снять изгиб рёбер можно при помощи функций Unsplit Edge 
или Unlink Edge 
.
На этом основные операции по созданию пре-сетки расчётной области сопла закончены. Необходима проверка качества пре-сетки (функция Pre-Mesh Quality Histograms). В целом, качество сетки должно быть хорошим за исключением отношения сторон элемента (Aspect Ratio). Для улучшения этого параметра необходимо добавлять узлы на соответствующие рёбра. Но это повлечёт увеличение количества элементов сеточной модели расчётной области сопла.
После проверки качества пре-сетки и улучшения параметров (при необходимости), генерируется неструктурированная сетка. Если оставить включёнными только семейства PERIODIC_L и PERIODIC_R, а в Дереве модели > Mesh > ПКМ и включить Periodicity, то появятся линии, соединяющие соответствующие периодичные элементы (рисунок 4.6.18).
Рисунок 4.6.18 Визуализация периодичности сеточной модели
Сохраните проект и создайте файл, содержащий неструктурированную сетку в формате *.cfx5.
На этом данный пример закончен.
41
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
