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【CFD小贴士】Fluent网格前处理常见问题

1月前浏览647

1.Q:Fluent Meshing划分体网格时出现重叠节点错误

问题描述:面网格调整好后,划分体网格出现这种错误,如图所示:

A:尝试合并这些节点。菜单栏boundary->merge boundary或者输入命令/boundary/merge-duplicates 。

2. Q:Fluent Meshing如何提高poly网格质量?

问题描述:在画网格的过程中,遇到这样的问题,skewness>0.9的网格只有一个,其他网格质量都很好,网格是poly,通过用auto node move,auto correction的方法解决不了,还有其他办法来提高这一个网格的质量吗?

A:除了采用提到的auto node move外,还可以采用如下操作:

方法1:采用菜单栏mesh-> tools->modify cells窗口的split来修改质量差的网格。

方法2:在Fluent Meshing的console窗口,输入如下命令:

mesh/separate/separate-cell-by-skew,根据提示输入skew数和cell zone名称。分离后把这个cell zone 删除,这样在导入FLUENT后,周围的face 会自动转化成wall 。但这种方法只能在只有极少数网格质量差的时候使用,若大量网格质量较差不推荐。

3.Q:Fluent meshing用auto fill volume划分网格时能用Poly吗?

问题描述:关于fluent meshing,如果用auto fill volume的方法按照想要的顺序对不同的parts进行划分网格,就只能用tet跟Hexcore,不能用poly吗?

A: 针对Region方式进行个别区域的填充目前只支持Tet和Hexcor,所以只能使用基于Object的方式进行整体划分;或者将不同的Part放入不同的Object中。若要用poly,需要转成auto mesh的方式。

4.Q:如何避免fluent mesh用CAD faceting导入的质量过差(surface mesh导入无问题)?

A:可参考帮助文档Fluent->User’s Guide->II Meshing Mode->5.Reading and Writing Files->5.9.1 Importe CAD Files的内容

另外,建议在导入时勾选Refine Faceting并设置Maxsize尺寸,同时在options下勾选Save PMDB。下图可以看出,设置Max size后质量好很多。

5.Q:Fluent mesh 面网格质量 Summary 的TUI 命令在哪里?

A:使用/objects/summary yes "*"可以查看。如下图所示。

6.Q:ICEM面网格拉伸为提网格时,为达到类似边界层的效果,如何控制每层网格厚度不一样?

A:可以在拉伸的时候用表达式来控制每层网格的厚度,如下图所示。

如果两边都需要边界层,则改变表达式然后做两次拉伸即可。比如第一次拉伸用的函数是:0.5 * pow (1.2, layer-1),第二次拉伸用的是1.5* pow (0.8, layer-1)。则拉伸出来的效果如下:

7.Q:在Fluent Meshing里如何固定边界的ID号?

问题描述:为了使得非专业CFD工程师也能快速识别计算域的边界(比如让ID号为1000的为入口边界),因此,请问在Fluent meshing如何固定边界ID?

A:在Fluent Meshing模式下,可以采用如下命令固定ID号:

/boundary/manage/id 12 1000 yes

其中12是原始ID号,1000是用户指定ID号。

8.Q:如何后台启动Fluent Meshing并调用已有的workflow工作流文件?

A: 首先您需要准备好workflow文件,本次用到的workflow文件名是testwkf.wft。如果要更换几何模型,可以文本方式打开workflow文件,修改几何名称即可。本次所用几何模型的名称为“geo.scdoc”

编写Journal文件(示例用的jou文件名称是read-workflow.jou)加载现有的workflow文件。其命令如下:

/file/set-tui-version "20.2"

(%py-exec "workflow.LoadWorkflow(FilePath=r'./testwkf.wft')")

(%py-exec "workflow.TaskObject['Generate the Volume Mesh'].ExecuteUpstreamNonExecutedAndThisTask()")

/file/write-mesh ./myfluent.msh

/exit

编写batch文件batch.bat(该文件可以用文本方式打开),用该文件来后台启动Fluent Meshing,并调用上一步准备好的journal文件read-workflow.jou

Batch文件的内容如下:

set path=c:\program files\ansys inc\v202\fluent\ntbin\win64

fluent 3ddp -g -meshing -tm4 -i read-workflow.jou

双击batch.bat,即可后台启动Fluent Meshing并生成网格,网格生成结束后,会把.msh文件保存到工作目录下,如下图所示myfluent.msh即生成的网格文件。

来源:Ansys售后工程师整理的用户FAQ
来源:CFD仿真区
MeshingFluent MeshingFluentUM控制ANSYS
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首次发布时间:2024-10-13
最近编辑:1月前
濮小川CFD
硕士 心不唤物,物不至!
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【CFD小贴士】CFD 常用坐标系

在描述质点运动过程中,拉格朗日方法最为方便和直观。拉格朗日方法以“单个质点”为研究对象,记录质点在空间坐标系中的整个运动过程,若对某质点进行标记,将不同时刻该质点的位置相连,即为该质点在这一时间段内的轨迹线。欧拉方法基于“场”的概念,特别适用于描述“连续质点”运动的情形。在欧拉方法的描述中,并不对质点在空间内的运动轨迹进行描述,而是关注空间内的点速度变化。例如,在观察某高速公路上的汽车时,拉格朗日方法是关注某一辆汽车从上高速公路到下高速公路整个过程中的速度变化,而欧拉方法则是关注高速公路上某一点的车流量。在使用CFD 方法求解流场时,大多是使用“ 欧拉方法”对空间内流场进行描述,所使用的坐标系无非为固连于空间的惯性坐标系和描述气流速度方向的气流坐标系。然而,近年来随着计算机技术的大力发展,使用CFD 方法对刚体非定常运动的绕流流场进行求解变得不那么遥不可及,在耦合刚体运动方程处理刚体运动过程中,势必会引入固连于刚体的非惯性坐标系。CFD惯性坐标系CFD 惯性坐标系是在求解流体动力学方程组时所使用的坐标系,也是对空间进行网格离散时所使用的坐标系。该坐标系的坐标原点较为任意,取决于划分空间网格时的原点位置,为了求解方便,通常将坐标原点取在所关心的力矩参考点。如图1所示,CFD惯性坐标系的x 轴指向物体后方,z 轴垂直于x 轴指向上方,y 轴垂直于x-o-z 平面指向右方。为了表示方便,我们定义下标I 表示CFD 惯性坐标系(Inertial System),即OxIyIzI。图1 CFD惯性坐标系CFD 非惯性坐标系CFD 非惯性坐标系是在CFD 计算过程中固连于物体(飞行器)的随体坐标系,如图2所示,该坐标系的原点通常位于物体(飞行器)重心,x 轴同物体(飞行器)中轴线重合指向后方,z 轴垂直于x 轴指向上方,y 轴垂直于x-o-z 平面指向右方。为了表示方便,我们定义下标N 表示CFD 非惯性坐标系(NoninertialSystem),即OxNyNzN。当物体(飞行器)在欧拉方法描述下,且不进行额外的刚体运动时,物体(飞行器)将固定于流场中不发生刚体 位移,此时CFD 非惯性坐标系同CFD 惯性坐标系的相对位置不变,为了简化问题,通常定义OxIyIzI与OxNyNzN重合。并且该简化适用于所有定常问题和一部分非定常问题。然而当对飞行器六自由度运动或者螺旋桨转动进行数值模拟时,OxIyIzI与OxNyNzN的相对位置和夹角将发生变化。在飞行器六自由度运动过程中,OxIyIzI与OxNyNzN的夹角为飞行器姿态角,CFD 中的姿态角同飞行力学中的姿态角定义方式完全相同,但方向有所不同,在OxIyIzI和OxNyNzN坐标系中,x 轴方向和z 轴方向分别指向后方和上方,因此CFD 坐标系中的滚转角定义右翼向上为正,偏航角定义机头左偏为正。图2 CFD非惯性坐标系CFD 气流坐标系在对飞行器气动力进行预测时,无论是在风洞中还是数值求解过程中,均采用相对速度的概念,即固定飞行器不动,让空气以一定速度流过物体,来模拟飞行器以一定速度飞行的物理状态。以来流速度方向为基准,就引入了CFD 气流坐标系,我们通常所说的升力L、阻力D 和侧向力Y 正是定义于气流坐标系。如图3 所示,CFD 气流坐标系的原点可取任意位置,其x 轴沿来流速度方向,z 轴垂直于x 轴指向上方,y 轴垂直于x-o-z 平面指向右方。为了表示方便,我们定义下标A 表示CFD 气流坐标系(AirflowSystem),即OxAyAzA。图3 CFD气流坐标系实际上,在空气动力学中,常常隐藏气流坐标系,取而代之的是我们通常所谓的迎角α与侧滑角β。定义来流速度方向同CFD 非惯性坐标系xN-o-zN 面的夹角为侧滑角,定义来流速度方向在CFD 非惯性坐标系xN-o-zN面上的投影同xN 轴的夹角为迎角。当来流速度在CFD 非惯性坐标系yN轴的投影为负时,侧滑角为正;当来流速度在CFD非惯性坐标系zN轴的投影为正时,迎角为正。有了迎角和侧滑角的定义,飞行器的升力、阻力、侧向力同轴向力的变换关系可通过下式来表述:以Fluent中仿真飞机气动为例,可以利用Fluent中的表达式功能计算气动力:阻力D=Fx*cos(apha/180*PI)*cos(beta/180*PI)-Fy*sin(beta/180*PI)+Fz*sin(apha/180*PI)*cos(beta/180*PI)侧力Y=Fx*cos(apha/180*PI)*sin(beta/180*PI)+Fy*cos(beta/180*PI)+Fz*sin(apha/180*PI)*sin(beta/180*PI)升力L=-Fx*sin(apha/180*PI)+Fz*cos(apha/180*PI)来源:CFD仿真区

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