Fluent仿真实例-多部件复杂电机划分共轭换热网格（附练习文件下载）
本文演示的版本是2020 R2。
本案例的目的是：
- 为电动机的共轭热传递（CHT）分析生成网格 - 如何在 FTM（容错工作流） 中使用部件管理来处理具有大约 100 个实体和 3 个流体区域的复杂几何形状 - 使用重新划分面来准确捕获几何形状的特征和曲率 - 使用包裹和表面网格提取方法 - 更改边界类型 - 如何有效使用实体/流体尺寸比功能以减少总体单元格数量
几何形状：
模型由下图所示的电动机典型子部件组成。
1.启动 Fluent
• 以网格化模式启动 Fluent
• 选择网格化的核心数
• 指定工作目录
2.容错网格工作流程
• 从列表中选择容错网格工作流程
3.导入 CAD 和部件管理
• 选择 CAD 文件位置
• 选择每个实体的部件，以便访问所有导入的实体
• 选择自定义，用于定制和高级部件管理
• 加载 CAD 文件
• 通过简单地从左列拖放到右列，为磁铁、绝缘、相位和盖子创建一个网格化对象。（图像 2）
• 将两个轴承部件放入一个网格对象中。在右列创建一个对象，命名为 bearing，并从左边拖放轴承部件到右边的 bearing 对象上。（图像 2）
• 通过简单地从左列拖放到右列，为定子、转子、框架、fluid_jacket、mrf 和轴分别创建一个网格化对象。（图像 2）
• 每个网格对象将有一个单独的单元格区域。稍后，这有助于在 Fluent 求解器中设置材料属性和热源。
4.部件管理（重新划分面）
• 确保右列中的所有网格对象都被选中并显示在图形窗口中。您将看到面状几何。特别注意转子、定子和轴附近的面状几何。正如左下图所示，此几何的默认面不足以准确捕获转子处的曲率。
• 为了更好地表示实际几何形状，重新划分几何面，选择顶层 Meshing Model，然后展开高级设置并选中 Refacet during Update 选项，并保留默认值（如图像所示）。选择 Preview Refacet 以检查基于此的重新划分的几何。如果新的面划分是可以接受的（如下右图），则继续创建网格化对象。
5.描述几何和流动
• 如图所示选择 Describe Geometry And Flow 选项
• 这是一个内部流动问题，但所有盖子都在 CAD 模型中定义了，所以您不需要创建盖子。
• CAD 模型有一个表面对象（命名为 mrf），将用于从包装的流体区域中提取 mrf 区域。因此，我们需要将该表面定义为构造表面，以便能够成功地从包装的流体区域中提取它。
6.识别构造表面
• 选择 mrf 对象并将其识别为构造表面。
7.识别区域
• 在这种情况下将有两个流体区域
• 静止区域：通过包装提取的主流体
• 旋转区域：通过 mrf 构造表面提取的 mrf 流体
• 这两个区域都需要通过材料点来识别
• 选择是对于 "您是否希望识别任何流体或空区域？"
• 对于两者都使用数值输入定义位置
• 您可以手动输入两者所示的坐标，或者选中从图形选择计算
• 选择节点选择过滤器
• 使用右键单击几何体，选择您希望放置材料点位置两侧的两个节点
• 材料点将在它们之间创建
• 对于 mrf-流体区域，请确保为 Link to Construction Surface 选项选择是。
剪切平面用于显示材料点
8.定义泄漏阈值
• 电动机的几何形状没有任何泄漏，所以我们可以简单地更新此任务，无需任何进一步操作。
9.更新区域设置
• 确保为主包装区域选择了 main-fluid
• 按所示设置区域类型。
• 除了将通过包装方法提取的主流体区域外，所有实体区域和 fluid_jacket 都将通过表面网格方法提取，因为它们都是可以重新网格化的干净对象。- mrf-fluid = 表面网格，因为它是通过构造表面提取的，该表面将被重新网格化
• 为所有区域选择 poly volume fill。
10.选择网格控制选项
• 选择自定义尺寸控制，以在不同对象上定义局部尺寸
• 将 Wrap/Target Size Ratio 减少到 0.33。这将把初始包装大小设置为最终网格大小的 0.33 倍。这确保了包装器能更准确地捕获流体区域的更精细的细节，因为某些部分的几何形状具有高曲率和小间隙。
11.添加局部尺寸
• 对不同对象和区域应用曲率、接近度和软尺寸控制
• 由于包装/目标尺寸比被设置为 0.33，您将看到如下警告以及任务旁边的星号。这些只是为了让您意识到包装和目标尺寸之间的尺寸差异很大。
12.生成表面网格
• 保持所有默认设置并生成表面网格。表面网格生成大约需要 10 分钟的单核处理时间。
• 表面网格创建后，指标会打印在控制台：
13.更新边界
• 默认情况下，FTM 工作流程中的所有区域都是墙壁。
要修改边界，请通过右键单击生成表面网格任务来添加 Update Boundaries 任务。
• 按所示正确设置边界，以防止它们上的边界层生长。这也将有助于 Fluent 中的求解器设置。
14.添加边界层
• 由于这是一个 CHT 问题，边界层将有助于更准确地计算墙壁处的热传递。
• 如本案例所示，仅在流体区域的墙壁上添加 2 个边界层。同时选择 Stair Step 作为后处理改进方法，因为当不需要在“内部”边界上添加棱柱层时，必须选择这种方。
15.生成体积网格
• 这是我们可以更改任何区域的 Volume Fill 类型的最后阶段。- 选择 Enable Region Settings 允许编辑 Volume Fill 类型。
- 在这种情况下，我们将所有区域的体积填充保留为 poly
16.查看体积网格
气隙中的单元格数量 = 6（4 个棱柱层 + 2 个 poly）
17.减少实体单元格数量
• 注意：这是一个可选步骤，因此不是完成本案例所必需的。
• 在许多 CHT 问题中，希望减少实体区域的网格数量，因为它们会被过度细化。
• 在 FTM 工作流程中，默认情况下，网格的 Solid/Fluid Size Ratio 等于1。此比率应用于大小字段，并用于网格化实体区域。值 >1 意味着实体网格会更粗糙。这意味着如果您希望细化流体区域的网格以准确捕获流体流动，相应的邻近实体的网格也将被细化，从而导致单元格数量增加。
• 处理这个问题的一个简单方法是增加 Solid/Fluid Size Ratio。因此，实体壁的流体侧的网格将比另一侧更细化，从而总体上减少单元格数量。
• 为了测试这一点，返回到 Choose Mesh Control Options 任务并撤销并编辑。然后将 Solid/Fluid Size Ratio 从 1 更改为 1.25 并生成体积网格，不更改任何其他设置。以下是比较结果，可以看到实现了 24% 的总单元格数量减少。
