CFD专栏丨SimLab 流体网格建模工具详解 Part2: Mesh
SimLab的建模功能
SimLab中和流体网格建模相关的功能主要集成在 Geometry 和 Mesh 两个标签中。在上期文章中，我们详细介绍了Geometry标签中的内容，本期文章我们将分享继续分享 Mesh 标签的内容，一起来看看吧。
Mesh 标签
Mesh 标签
标签下的工具生成网格，编辑网格，检查网格质量。按照功能类型分为2D Mesh / 3D Mesh / Verify / Modify 这四组。
Mesh Control 网格控制
Mesh Control 网格控制
Mesh control工具用于控制全局/局部网格的加密，控制优先级为：Edge >Face >Body。
网格设置信息可以Export为XML模板, 下次操作Import节省时间。
空间加密区域
Cubic空间加密
Cylinder空间加密，并将面切割
Proximity Mesh Control 接近加密
（此功能只支持CAD数据）
当相邻两个Body很靠近或夹角很小的时候，为了捕捉间隙，会在彼此靠近的区域网格自动加密，例如永磁电机的转子和定子之间。
Volume Layer Mesh Control 体网格层数控制
对于较薄的固体，或狭窄的流道，用户可以指定生成几层体网格或每层体网格的厚度。
发动机水套10mm四面体，厚度方向只有一层体网格
指定Number of tet layers=3
Symmetry Mesh控制对称面网格
保证对称面/边上的网格节点一一对应。
Face based symmetry mesh control
Face based symmetry mesh control
Preserve Entities 保持特征
可以对Face/Edge设置保持特征，防止网格划分或Remesh的时候，特征丢失。
Boundary Layer 边界层网格控制
控制边界层BL的第一层高度，层数，增长率，增长方式，体网格尺寸等参数。
Imprint BL on adjacent faces 对边界上面网格的影响
2D Mesh 面网格生成
2D Mesh 面网格生成
和 HyperMesh 不同，SimLab 对导入的CAD无须清理表面特征线。Surface mesh工具会根据设置的网格尺寸范围和特征角等参数自动划分面网格。
每次划分网格，左侧模型树会创建一个新的目录，部件名称自动继承。
当模型包含多个Body，可以在Preferences→Mesh →General中设置多线程加速网格划分。
将CAD数据一键离散为STL三角形表面，通常用于网格包面之前将CAD转为STL, 也可以用于LBM求解器的STL前处理。
Deviation factor和angle用于控制STL和原来的CAD的贴体程度。
包面工具用于快速生成Water Tight面网格。支持自定义局部加密，支持外包面（如发动机装配体）和内包面（如乘员舱）。
包面之前需要先将CAD用Facets工具转为三角形面网格，且保证模型是处于大致封闭的状态 （管路的进出口封闭，没有大面积的破损），可以容忍小的间隙和穿透。
Create components包面完成后保持原来的body名称和数量，否则会合并成一个body。
Create feature lines 在包面过程中会加密特征线，网格数量会显著增加。
External Wrapper，保留模型外部特征，忽略内部特征
Internal Wrapper，在需要提取的内腔设置Free node, 忽略外部特征
Loose Wrap用于表面缺陷较多的模型，或对特征保留要求不是很严格的模型。包面网格质量较好，无须清理。
Tight Wrap 用于对特征保留要求较高的模型，建议在包面之前先清理几何，将无关重要的小特征，如螺纹，细长杆件/管路，Logo等删除。重要特征用Mesh Control加密，Wrapper会尽量贴合这些小特征，在包面完成后可能还需要一些网格清理和编辑的工作。
原始STL
8mm包面
Mesh control局部2mm加密
CAD 锥体切割
CAD Box切割
面网格平面切割
CAD平面切割
Modify 网格编辑
Modify 网格编辑
对单个网格或节点进行编辑，通常用于手动局部修补模型。
Create / Delete用于创建/删除参考网格点，例如定位圆心或创建流体域内的材料参考点。
Move工具用于移动/对齐网格节点。
Equivalence工具用于合并相邻网格节点，用户要注意设置容差，如果过大会破坏网格。
对网格的边或节点编辑
手动补面网格
网格边的Swap
网格边的Collapse
查找/删除重叠的面网格
Verify 网格检查
Verify 网格检查
面网格完成后，在填充3D Mesh之前，必须通过Verify的4项检查Edge /Intersection /Folds /Quality。需要满足：无自由边，形成封闭腔；部件之间无穿透；三角形最小内角>10°。
Edge检查自由边，模型是否封闭
Intersection检查重叠交叉网格，一般选择问题网格单元直接删除
有时候面网格封闭性没问题，面网格质量也不差，但是填充体网格总是有问题。这有可能是面网格上有些类似口袋的特征Crack，或尖锐的凸起Wedge。
Folds工具通过在表面上搜索特征角来定位和清理这类特征。
检查面单元和体单元的质量。检查标准包括：长宽比Aspect Ratio，三角形最小内角Interior Angle Minimum, 雅可比Jacobian Ratio，四面体的质量Tet Collapse，等等。
不满足Limit Value的单元数量会统计在Failure Count中，用户可以点击Display查看这些单元在哪些位置，也可以点击Cleanup自动清理。
需要注意的是 Cleanup 有可能会破坏面特征，因此在光顺网格质量之前可以用Mesh Controls → Preserve Entities来约束重要特征。
在面网格模型内外各创建一个参考点，在泄露探测工具中输入Hole Size, 大于这个尺寸的缝隙会被定位，并以Line的方式显示。
对于电机，散热片，风扇流道这类模型，如果采用周期性边界建模，需要验证局部是否满足周期性的约束。Axisymmetric用于旋转对称，Periodic/Linear用于平移对称。
3D Mesh 填充体网格
Tet用于填充全四面体网格
3D Mesh 填充体网格
Tet用于填充全四面体网格
在主窗口或左侧模型树列表中选择待填充的面网格Body，设置网格参数，点击Apply。
CFD用于填充带边界层的体网格
第一方法：从Bodies上生成边界层BL+四面体网格。模型必须有流体域Body。
第二种方法：从faces上生成边界层BL+四面体网格。
Faces: 选择的面必须是形成封闭腔。
Identify fluid volume by node: 参考点必须在流体区域内；Ignore BL：不需要生成边界层的面。
