1-基本几何结构的创建和网格化

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1、1.基本几何结构的创建和网格化本章介绍了 gambit中一个简单几何体的创建和网格的生成。在本章中将学习到:启动GAMBIT使用Operatioi工具箱 创建一个方体和一个椭圆柱体 整合两个几何体 模型显示的操作 网格化几何体 检查网格的品质 保存任务和退出GAMBIT1.1前提在学习本章之前，认为用户还没有GAMBIT的使用经验，不过，已经学习过前一章“本指南的使用” 并且熟悉GAMBIT界面以及本指南中所使用的规约。1.2问题描述本模型由两个相交的方体和椭圆柱体构成，其基本图形形状如图1-1所示。图1-1:问题说明1.3策略本章介绍使用GAMBIT生成网格的基本操作，特别地，将介绍： 如何

2、使用“top-down”固体建模方法来方便地创建几何体 如何自动生成六面体网格“top-down”方法的意思是用户可以通过生成几何体（如方体、柱体等）来创建几何结构，然后，对 它们进行布尔操作（如整合、剪除等），以这种方式，用户不用首先去创建作为基础的点、边和面，就可 以快速创建出复杂的几何形体。一旦创建出一个有效的几何模型，网格就可以直接并且自动地（很多情况下）生成。在本例子中，将 采用Cooper网格化算法来自动生成非结构化的六面体网格。更复杂的几何结构在生成网格之前可能还需 要进行手工分解，这将在后面进行介绍。本章的学习步骤如下： 创建两个几何体（一个方体和一个椭圆柱体）隸fluent

3、整合两个几何体 自动生成网格 检查网格的品质 为了使本章的介绍尽量简短，一些必要的步骤被省略了： 调节几何体单边上节点的分布 设置连续介质类型（例如，标识哪些网格区是流体，哪些网格区是固体）和边界类型 这些方面的详细内容，也包括其他方面，在随后的章节将涉及到。1.4 步骤输入gambit -id basgeom启动 GAMBIT。这就打开了 GAMBIT的图形用户界面（GUI）（图1-2）。GAMBIT把设定的名称（本例子中为basgeom） 作为她将创建的所有文件的词头，如：basgeom.jou。第 1 步 创建一个方体创建一个方体的步骤如下，如果a）在Operation工具箱中（位于GA

4、MBIT GUI右上角），选择GEOMETRY命令按钮Geometry的工具箱没有出现，再用鼠标左击GEOMETRY命令按钮。当鼠标光标指到命令按钮上时，按钮的名字就会出现在GAMBIT GUI底部的Description窗口中。当 Geometry命令按钮被选中时，它就会凹下去。选中GEOMETRY命令按钮就打开GEOMETRY的工具箱。 注意，第一次启动GAMBIT时，GEOMETRY命令按钮被缺省选中。隸fluentb)同样，如果选中了。命令按钮会凹下去。选中此命令就打开 Geometry/Volume 工具箱。SJ|c）用鼠标左键在Geometry/Wlume工具箱中选择CREATE

5、VOLUME命令按钮二打开 Create Real Brick 对话框面选择命令按钮的步骤可以简化描述如下：GEOMETRY- VOLUME- CREATE VOLUME在本章后面和后面各章节对命令按钮的选择都将采用如上形式。d）左键点击Create Real Brick对话框中Width右边的文本框，输入值10,代表方体的长Width。e）使用Tab键将焦点移到Depth文本框，输入6,代表方体的宽Depth。 Height文本框可以保留空白，GAMBIT将缺省地把它的值设为Width的值。f）从 Direction 右边的选项菜单中选择 Centered。i .在Direction右边的选

6、择按钮上按下鼠标左键，直到选项菜单出现。ii. 从列表中选择Centeredoiii. 点击Apply按钮。在GAMBIT GUI左下方的Transcript窗口中出现一条信息，显示表明一个名叫volume.1的几何体被创 建起来了。这个几何体在图形窗口中如图 1-3 所示。Um图 1-3：矩形方体（侧视图）如果在几何体创建过程中出现了错误，可以用 UNDO 命令按钮撤销多步创建过程的操作。在隸FLUENT这里，只执行了一步操作，所以只能撤销一步操作。 第 2 步 创建一个椭圆柱体创建一个椭圆柱体a)当光标位于CREATE VOLUME命令按钮按下鼠标右键。b)从弹出菜单中选择CREATE R

7、EAL CYLINDER选项Cyl inderCyl inder！CREATE REAL CYLINDER 是当鼠标指到菜单项时显示在 Description 窗口中的文本。打开 Create Real Cylinder 对话框。上述步骤可以简化成如下形式：GEOMETRY- VOLUME- CREATE VOLUMECylinderR 表示用鼠标右键进行选择。c) 在对话框的 Height 文本框中输入 10。d) 在 Radius 1 文本框中输入 3。e) 在 Radius 2 文本框中输入 6。f) 保留 Axis Location 的缺省设置 Positive Z。g) 点击 App

8、ly 按钮。 此时，形成的方体和椭圆柱体如图 1-4 所示。图 1-4：方体和椭圆柱体隸FLUENT第 3 步 整合两个几何体把方体和椭圆柱体整合成一个几何结构GEOMETRY- VOLUME- BOOLEAN OPERATIONS打开 Unite Real Volumes 对话框。注意，Unite Real Volumes对话框最上面的Volumes列表框是黄色的，这表明此时它处于激活状态，所 以此时选择的任何几何体都将被输入到此框中。a）按下Shift键，用鼠标左键在图形窗口中点击方体的任何一边； ！当用鼠标左键在图形窗口中选择几何体时， Shift 键必须一直保持按下，以后，这个操作就用

9、Shift-left-click 表示。这时，图形窗口中的方体变成红色，它的名称（volume.1）也出现在Unite Real Volumes对话框中的 Volumes 列表框中。b）Shift-left-click 图形窗口中的椭圆柱体。c）点击Apply按钮，接受选择，并整合方体和椭圆柱体。！作为选择，还可以在按下 Shift 键的同时，用鼠标右键在图形窗口中连续选择几何体，这种方法允 许快速接受选择，并且在鼠标移动小的情况下完成操作。!同样，在用鼠标右键进行选择时，Shift键也必须一直保持按下，此操作可用Shift-right-click表示。 整合后的几何体如图 1-5所示。在图形

10、窗口中按下鼠标左键，并拖动鼠标，就可以旋转图形。关于图 形显示操作的更多信息将在下一步介绍。图 1-5：整合成一个几何体的方体和椭圆柱体 第 4 步 图形显示的操作1. 在图形窗口中按下鼠标右键，并拖动鼠标，就可以放大当前视图2. 在图形窗口中按下鼠标右键，并左右移动鼠标，就可以使视图围绕屏幕中心旋转3. 按下鼠标左键，并移动鼠标，可以以自由形式旋转视图4. 按下鼠标中键，并移动鼠标，可以平移视图隸fluent5.在 Global Control 工具箱中选择 SELECT PRESET CONFIGURATION 命令按钮，可以把图形窗口分为四等分GAMBIT 将图形窗口分为四等分，在每一等

11、分中以不同方位显示模型。图形窗口中的每一个视图都可 以独立操作，模型的任何改变在图形窗口的每一部分都会有显示，除非使某一部分或几部分失效。，恢复模型的前视图。6. 恢复模型的单显示 用鼠标左键在图形窗口中选中位于屏幕中心的灰色小块 拖动该小块到图形窗口的右下角7.点击Global Control工具箱中的ORIENT MODEL命令按钮8.点击Global Control工具箱中的FIT TO WINDOW 命令按钮，调整模型大小以适合图形窗口显示。图1-6： GAMBIT GUI四象限图形窗口第5步 网格划分对几何体进行网格划分MESH- VOLUME- MESH VOLUMES打开 Mes

12、h Volumes 对话框。a）在图形窗口中 Shift-left-click 几何体。GAMBIT 将自动选择 Cooper 格式作为网格化工具，并且缺省设置 Spacing 下的 Interval size 为 1。关 于Cooper网格化工具的更详细内容参见GAMBIT Modeling Guid第三章。b）点击Mesh Volumes窗口底部Apply按钮。接受所选几何体作为网格化几何体，接受GAMBIT为Cooper网格化方法选择的源面（该面的原始网隸fluent格划分被用来扫描整个容积来生成容积单元），并且开始进行网格化。在GAMBIT GUI上方会出现一个状 态条，显示网格化的完

13、成进度。Spacing:如卩以 DefaultHIntEwad_i |Options -I-IMesh Removeold meshApply网格化后的几何体如图 1-7 所示。ResetCloseUe1:!4图 1-7：网格化几何体第 6 步 网格检查生成网格的品质检查是很重要的，因为像失真这样的性质会严重影响到CFD计算的准确性和健壮性。 GAMBIT 提供了几种品质分析手段（有时叫做 metrics ），可以用来评价网格的品质。例如，在诸如 EquiAngle Deviation和EquiVblume Deviation这样的失真分析中，值越小越好。落实网格系统中所有单元的面积/体积 都

14、为正也是很重要的。用户可以参阅CFD解算器中关于网格品质指标的文献。打开 Examine Mesh 对话框。隸FLUENTa) 在 Examine Mesh 对话框顶部 Display Type 下选中 Range。在对话框的底部将出现一个直方图。直方图是由代表关于具体品质类型(Quality Type)的网格单元的 统计分布的条形图构成的。直方图中每一个竖条对应唯一的高品质和低品质。3D Element 类型缺省设置为方体 。b) 在 Quality Type选项菜单中选择 EquiAngle Skew。c) 在直方图中点击一绿色的竖条，观察该品质范围内的单元每一个单元都有一个位于 0到1

15、之间的失真值。 0 代表理想单元。直方图分为 10条，每一条代表失真 值的 0.1 增量。对一个好的网格系统，直方图左边的条图大，而右边的条图小。图 1-8显示的是点击直方图中从左边数起第5个条图后的视图(代表失真值在0.4和0.5之间的网格)图 1-8：在一个具体品质范围内的网格单元隸FLUENTd）移动直方图下的Upper和Lower滑块，重新定义显示的网格品质范围。 第七步 保存任务并退出 GAMBIT保存GAMBIT任务并退出GAMBITFile- ExitGAMBIT 会问是否希望在退出前保存当前任务点击 Yes 按钮，保存当前任务，并退出 GAMBIT。1.5 小结本章通过使用“top-down ”建模方法展示了怎样创建简单的3-D几何体，并对GAMBIT进行了粗略介 绍。进而介绍了采用 Cooper 方法自动生成非结构化的六面体网格。关于 Cooper 方法的更多信息，参考 GAMBIT Modeling Guide。划分。