关于XFlow中计算域无法识别的解决方法

本文摘要（由AI生成）：

本文主要介绍了XFlow应用中对几何模型的要求，计算域无法识别的原因和对应的解决思路。XFlow对几何模型质量容忍度较高，但要求封闭水密、曲面方向一致朝内或朝外。计算域无法识别的原因包括几何模型问题、物体表面格子太大、旋转计算域等。针对这些问题，文章给出了相应的解决方法，如检查和修复几何模型、调整格子尺寸、添加新的实体作为计算域等。希望本文能对初学者在XFlow仿真工程应用中遇到的问题有所帮助。

对于初学者来说，在XFlow实际仿真应用中容易遇到计算域无法识别的问题，表现为计算域内粒子数为零，并提示计算域无法识别，计算自动退出。通常是因为在内流场应用中，作为计算域边界的几何模型有一定的问题。本文就为大家介绍一下XFlow应用中对几何模型的要求，计算域无法识别的原因和对应的解决思路。希望本篇文章能对初学者在XFlow仿真工程应用中遇到的问题有所帮助。

XFlow对几何模型的要求

XFlow中可以导入多种格式的几何模型，如step、stl、iges、catia模型等，XFlow对几何模型质量容忍度较高，不要求面网格具有较高质量，且允许模型之间的交叉或干涉，允许箱体带厚度（无需抽内壳）。但是XFlow对模型也有一定的基本要求：

1.         Closed and watertight 封闭水密。对于一个单独几何的封闭性，是要求几何拓扑结构完整水密、无自由边；对于计算域几何，例如如箱体，除无自由边外还需要将通气孔等与外界大气连通的孔隙封住。

2.         曲面方向一致朝内或朝外。对于一个单独几何，要求其各个曲面方向都朝外（流体所在一侧）；对于计算域几何，要求其内表面朝内、且外表面朝外（流体在内表面围成的区域内）。

这样做的目的首先是能够成功开启计算，其次是保证计算域正确识别，再次是有利于计算结果的稳定合理，流场和受力结果合理。

为了更深刻地说明几何曲面方向的重要性，我们来举一个船舶在水流中动态响应的例子。下图几何的曲面方向不完全一致，计算后会出现如下问题：1、几何内部也产生了液体；2、船下沉了。而当处理为一致时，一切正常。 

以上一个例子揭示了计算域识别不正确的原因，下面我们来分析对于计算域无法识别的原因，并给出解决思路。

计算域无法识别的原因及解决思路

对于计算域无法识别的错误，可能的原因分为如下几类：

1、几何模型问题：几何模型不封闭、或曲面法线方向不一致。

2、物体表面格子太大，与计算域不匹配。

3、当整个计算域为旋转体时，会出现找不到计算域的问题。这是车企用户在例如车轴腔室润滑计算中会遇到的问题，有2种解决思路，后文将介绍。

对应的解决方法

1、几何模型不封闭，曲面法线方向不正确。

首先检查几何模型。在Xflow中检查几何模型，通过勾选Back face culling查看曲面法向，通过show hole命令查看是否存在破洞。其次再处理几何模型，可以利用Xflow的模型处理功能，更方便的是借助CAD软件。

当曲面方向不一致时，可以用XFlow中的重设曲面方向功能进行调整，也可以利用CAD工具例如犀牛、ANSA、hypermesh等进行调整。当模型存在“hole”时，可以先试试XFlow中的healing功能，如果不奏效可以同样借助CAD工具进行模型修复。最后生成stl面网格，得到模型封闭、法向正确的stl模型。

对于模型存在出入口面或封盖而计算域无法识别的，可以尝试调整出入口面或封盖的大小，将出入口曲面稍微放大使其与周围几何产生交叉，通常能解决问题。这是一种简单而偷懒的方式，有时会有效。但可能仍然可能存在粒子数为0、计算域识别不正确的问题。遇到这种情况可以先在XFlow中将几何模型以“mesh”模式显示，检查几何体和圆形封盖面的网格节点，发现没有共节点，这是计算域封闭不好的原因。下面介绍一个此问题的“根本解决方法”。以ANSA作为模型处理工具，处理步骤如下：

            1.         在ANSA中将入口/出口平面分别设置单独的PID；

            2.         检查入口/出口圆面的边界是否显示为蓝色，若否，通过cons>topo工具将入/出口圆面与相邻平面进行组合，此时边界显示为蓝色。

            3.         在ANSA中选择MESH模块，对所有模型进行面网格划分。如图所示，在MESH模块经过网格划分后，几何体和新创建的入/出口平面的节点完全重合。

            4.         接着将整个模型（封盖和其周围几何）导出为STL格式即可。

2、格子尺寸与计算域不匹配。

当格子尺寸较大而计算域较小时，由于计算域过小，而无法布置格子。因此可尝试降低格子大小。一般某个区域的粒子大小要小于区域间隙的1/5才能正确识别计算域，大家可以自己去尝试：逐渐缩小物体表面格子尺寸，来检查是否还存在计算域无法识别的问题。

3、旋转计算域的处理。

当整个计算域为旋转体时，方法一是转换思路变动为静，即让计算域fixed，利用XFlow中的reference geometry的功能，此功能有一定限定条件，但对于一类模型是十分有效的。方法二是添加一个新的实体作为计算域，该实体需要大到包络住其余几何，运动函数为静止，这个方法简单有效，缺点是会增加计算域大小和计算量。所以具体问题具体分析。

以上是本人在使用中积累的一点经验，欢迎进一步补充和交流。