STAR-CCM 网格技术：进气歧管包面

几何模型

导入面网格

• 启动STAR-CCM 并新建模拟文件，具体如下图所示，其中开启了本地双核并行。

• 导入面网格。选择菜单栏File→Import→Import Surface Mesh，在弹出的窗口中找到要导入的进气歧管模型文件，包括：baffles.x_t、manifold_body.x_t、sensor.x_t、struts.x_t和 valve.x_t，全选并导入。

• 几何导入参数设置。在弹出的“Import Surface Options”窗口中设置导入参数如下图所示。

几何边界处理

• 几何边界处理。这一步主要是对类似的边界进行合并和边界命名。比如对baffle零件的处理：按住“Ctrl”，同时选中“baffle1、baffle2、baffle3”，并右击其中任意一个，然后在弹出的菜单中选择“combine”，使三个零件合并成一个，并重命名为“baffle”，具体如下图所示。

• 类似地，合并manifold_body1和valve2，并重命名为Cross pipe；将 manifold_body2重命名为Manifold body；将manifold_body3重命名为 Inlet pipe；将sensor重命名为Sensor；合并struts1、struts2，并重命名为Struts；最后将valve1重命名为Valve。处理完成后，模型树中零部件呈下图所示状态。

包面模型参数设置

• 右击模型树Geometry→Operations，在弹出的菜单中选择New→Surface Preparation→Surface Wrapper。记住“Wrapper”这个单词，这个就是包面的意思，这个包面技术在处理脏几何时效率极高，不要问我什么是脏几何，如果你不知道，说明工程经验还不够丰富，建议问一下度娘。

• 在弹出的“创建包面自动网格操作”对话框中选择所有零部件，然后单击确定，具体如下图所示。

注：此时，在模型树的“Parts”和“Operations”两个节点下均会出现“Surface Wrapper”节点，且上面带有黄色感叹号标识，这表示该节点尚未执行。

• 在模型树Geometry→Operations→Surface Wrapper→Default Controls节点中设置Base Size为0.09m，Target Surface Size为10，Minimum Surface Size为5，即设置了包面的目标尺寸为9mm，最小尺寸为4.5mm。

几何处理

因为在划分体网格前要有一个封闭的区域，所以这里利用STAR-CCM 自带的面网格修复功能将进气歧管修改为一个封闭的区域。启动表面修复功能有两种方式：一种是在检漏界面里使用该功能；另一种是直接在快捷工具栏中启动表面修复功能。后者的修复功能更全面，但前者可方便用户快速检漏，通常需要结合两种方式完成表面修复工作。

• 启动检漏功能。右击Geometry→Operations→Surface Wrapper，在弹出的菜单中选择Run Leak Detection，之后便进入检漏界面。

• 更改显示模式。在快捷工具栏中选择如下图所示的图标，切换几何显示模式至如下所示。

• 封闭几何模型。在界面左侧窗口中选择“Repair Surface”标签，然后选择“Fill polygonal patch”工具（具体如下图所示），之后鼠标左键从下图起点开始沿绿色箭头方向多次点击，并在终点处右击以结束当前的边界封闭操作。

• 类似地，封闭如下图所示的半圆形区域。

• 利用“Fill hole”工具封闭进气歧管的进口。具体操作如下图所示。

• 类似操作，封闭进气歧管的出口，如下图所示。

• 检漏。如下图所示，将Source Point放到进气歧管内部流体域，将Target Point 1放到进气歧管外部，然后点击Leak Detection Actions中的“Recompute Template and Paths”，运行检漏。

• 关闭检漏界面。在界面的左下角点击“Close”关闭检漏界面。

初步包面

• 右击Operations→Surface Wrapper，在弹出的菜单中选择Execute。

• 查看包面结果。包面完成后，在模型树中双击Scenes→Geometry Scene 1→Surface 1→Parts，在弹出的对话框中选择“Surface Wrapper”，可以看到包面结果如下。

包面质量提升

1. 减小包面的目标尺寸和最小尺寸。在Operations→Surface Wrapper→Default Control→Target Surface Size中，设置Percentage of Base值为8，转到Minimum Surface Size中，设置Percentage of Base值为2.5，然后重新运行包面，结果如下图所示。整体看，细节质量有提升，但还不够好。

1. 提升传感器部分的包面质量。从下图可以看出传感器壁面网格与进气歧管内壁接触到了一起。

这里通过设置防接触来解决这一问题，还是在Operations→Surface Wrapper节点，右击Contact Prevention，在弹出的菜单中选择New→One Group Contact Prevention。设置如下图所示。

1. 通过表面尺寸控制提升包面质量。右击Custom Controls在弹出的菜单中选择New→Surface Control，然后设置如下。在Values节点下设置Target Surface Size为1.0，Minimum Surface Size为0.5。

设置完成后，再次运行包面，获得如下结果。

1. 改善通道的细节质量。如下图所示，原本的环状通道经过包面，已经模糊不清了。这里通过保留几何的原始结构来改善这一问题。具体步骤如下：

• 找到Geometry→Part→Manifold Body节点，右击Surface→Faces，选择Split by Patch。

• 在弹出的“ Split Part Surface by Patch”对话框中选择[80，215]，后通过下图的操作你可以选中通道面，然后在Part Surface Name文本框中输入名称Channel，点击Create，最后点击Close，退出界面。

• 选择Operations→Surface Wrapper，然后在其属性框中找到“Perform Partial Wrapping”，激活它就对了。接着你会发现Default Controls节点下会出现一个新的节点“Preserved Input Surfaces”，点击它，然后在里面添加上一步创建的面“Channels”。

其他的问题与上述的情况基本类似，你可以通过防接触或者修改面网格尺寸来提高包面质量，在这里不一一赘述。

最终，经过优化，包好的面如下图所示。

包面准备好后，就可以划分体网格了，不是本文的重点，本文至此结束！