【CFD专栏】HyperMesh CFD功能详解：几何和网格（Part 3）

本文摘要：（由ai生成）

HyperMesh CFD的Discrete工具栏用于编辑离散几何，包括Create、Edit、Quality Cleanup功能，可批量补洞、补缝隙，快速创建封闭表面网格，并提供Auto和Adaptive Wrap两种包面工具。此外，还有Derived Region、Connect、Auto repair、Smooth、Decimate、Check等工具，用于网格连接、修复、优化和检查，以及调整面法向。

Discrete工具栏用于对离散几何进行编辑，如果导入的模型数据类型是CAD，用户需要先将 Geometry 光滑几何表面 Convert 为 FE Geometry 或 Mixed 类型。

Discrete 网格编辑工具，按功能分为3类：

• Create

• Edit

• Quality Cleanup

Cap Holes工具批量补洞

• Consider feature loops 不仅封闭自由边的孔，也封闭实体孔

• Patch in separate collector 补丁面网格放到新的part，否则就归类到附近的part

• Remesh after cap 补的面网格是否remesh

Free Edge Holes

Feature Edge Holes

Cap Holes工具也可以手动补面。比如，在网格包面之前，对一些表面凹凸的部位用面网格覆盖，提高包面网格的质量。

Cap工具手动创建三角形覆盖换热器芯表面

Cap Gap工具批量补缝隙

• 可以在相邻Part之间补缝隙，也可以在相邻面或特征线之间补缝隙

Gap Filled Between Element Sets

对于复杂的装配体，手动清理特征花费人工时间较多，Enclosure工具用于网格包面，快速创建封闭的表面网格。在使用Enclosure工具之前，须用Convert工具将模型转为Fe Geometry类型。

• Local：定义局部加密尺寸。比如，想保留一个间隙特征，定义Local尺寸=1/3间隙宽度。

• Leak Check：泄露检查工具。用户将一个点 Enclosed Seeds 放在模型内部，再将一个或多个点  Target Seeds 放在模型外部，如果缝隙 > Seed Radius会被标记。用户可以用Cap→Holes工具补面网格或Surfaces→ Patch工具补面几何。 

• Proximity：用户如果想保留相邻surface之间的间隙，设置Proximity tolerance < 要保留的间隙。

• Auto：格子玻尔兹曼CFD求解器的包面工具。只处理模型上的缝隙和干涉问题，最大程度的保留原始模型的特征。

• Adaptive Wrap: 传统网格法CFD求解器的包面工具，会Remesh优化面网格质量。

Auto包面工具Wrapping type分为：Exterior包外表面，例如车身外表面。Interior提取内表面，例如乘员舱。

• Per part wrap ：将每个part都包面成各自独立的封闭体 

• Split large elements：包面的网格的平均尺寸，例如发动机装配体可以设置为10mm

• Stitch free edges：自动封闭间隙的容差，默认0.1mm Resolve overlaps：处理穿透和重叠面的容差，默认0.1mm

• Maximum allowable gap：小于这个值的间隙在包面过程中会被忽视，例如发动机表面可以设置为5mm

• Auto seal：包面过程中自动缝补间隙，创建water-tight面网格。要求用户在空腔内放置参考点Enclosed Seeds

• Baffle treatment：对模型的零厚度挡板的处理方式，remove或者inflate自动加厚

• Quality cleanup：改善包面网格的长宽比，对于LBM模型前处理可以无须打开

Adaptive Wrap 是针对传统FVM算法的前处理包面工具，包面网格会优化每个三角形的内角。网格尺寸越小，包面的结果越贴合原始的面。

Tight Wrap 和 Loose Wrap 的区别在于，前者会将包面网格节点投影到原始面上，保形的效果更好。Loose Wrap会牺牲一些特征，但是面网格质量更好。

网格包面方法相对手动面网格清理极大提高效率

Auto Wrap 针对LBM算法的前处理包面工具

最大程度保留几何特征，不优化三角形质量

Adaptive Wrap 针对传统FVM算法的前处理包面工具

尽量保留几何特征，会优化面网格质量，接近正三角形

Derived Region工具创建包裹面网格的部件，通常用于创建贴体的自定义加密区域，计算正投影面积。

• Enclosed Region 创建包裹的面网格

• Offset Region 创建偏置距离的面网格

• Projected Region 创建X / Y /Z方向投影的面网格

Enclosed并向外偏置75mm的封闭面网格

Projected车身投影面积

Offset 50mm的轮胎面网格

Connect工具连接网格部件

• Proximity 根据容差裁剪相邻的部件

• Intersect 裁剪交叉的几何面或网格面

• Fuse 通过容差将相邻的网格节点合并

• Stitch通过容差将缝合网格节点 

  
  

Fuse相邻部件共节点

Auto repair 修复当前可见部件的网格

Smooth工具改善网格质量。增加迭代次数可以进一步提高网格质量，但是有可能造成局部形状偏离原始特征。可以选择局部网格进行Smooth操作。

Decimate工具粗化网格

对于LBM建模，在不丢失几何特征的前提下，粗化面网格不影响计算精度，可以减少文件大小。

Check工具检查面网格的6种问题：

Auto repair工具检查封闭体的网格问题

Edit 工具用于对单个网格编辑操作

• Smooth 网格光顺

• Move 节点移动

• Split 切割网格单元

• Replace 合并单元

• Create 创建/删除单元

• Associate 将网格节点关联到几何

由于LBM的建模对面网格质量没有太高要求，通常这个工具仅用于传统网格法CFD的前处理。

如果存在大量低质量网格，建议用户对模型整体Remesh，以减少手动编辑时间。

Normal工具用于调整面法向。ultraFluidX建模要求壁面的面法向朝外（红色），指向流体区域，否则会在固体域内填充格子。

主界面左下角显示工具栏可以将显示演示调整到Surface Normals查看。