本文利用STAR-CCM 演示控制阀的网格划分。

本案例来自STAR-CCM 官方教程。

几何模型

进口控制阀的几何模型如下图所示，这个阀门基本处于关闭状态。

网格划分

模型导入

俗话说做饭得先有米，我们先把几何模型导入STAR-CCM 中：

1. 启动STAR-CCM ，并新建一个仿真文件；

2. 选择File > Import > Import Surface Mesh；

3. 在Open对话框中选择几何文件Control_Valve.x_t,然后点击Open；

4. 在Import Surface Options窗口中设置如下图所示；

1. 保存仿真文件，并将其命名为control_valve1.sim。

抽取流体域

这个模型在CAD软件中创建的时候，包含管道实体和阀门实体。因为做流体仿真计算只需要流体域，所有我们需要将流体域抽取出来，具体步骤如下：

1. 右击Geometry > Parts > Valve，然后选择Create Mesh Operation > Surface Preparation > Transform；

2. 在Create Transform Operation对话框中保持默认，然后点击OK；

3. 创建一个Translate节点，右击Geometry > Operations > Transform > Transforms节点，然后选择New > Translate；

4. 选择Translate节点，设置Translation Vector即平移的矢量为0, -5, 0 mm；

5. 右击Operations > Transform节点，然后选择Execute，此时，你会发现阀门会向y的负方向平移5 mm；

6. 同时选中Parts节点中的Housing和Valve，然后右击其中任意一个，再然后选择Create Mesh Operation > Boolean > Subtract；

7. 在Create Subtract Operation对话框中设置如下图所示；

定义仿真拓扑

创建区域并分配合适的边界类型。

1. 右击Parts > Subtract节点，然后选择Assign Parts to Regions；

2. 在Assign Parts to Regions对话框中设置如下图所示；

1. 点击Apply，然后点击Close；

2. 重命名Regions > Subtract节点为control_valve；

3. 展开Regions > control_valve > Boundaries节点，并设置属性如下：

生成表面网格

这里我们把表面网格和体网格分开画，先画面网格，具体步骤如下：

1. 右击Geometry > Parts > Subtract节点，然后选择Create Mesh Operation > Mesh > Automated Mesh；

2. 在Create Automated Mesh Operation对话框中，选如下表所示的网格划分器：

1. 点击OK；

2. 选择Geometry > Operations > Automated Mesh > Meshers > Prism Layer Mesher节点，设置Near Core Layer Aspect Ratio属性为0.5；

3. 编辑Automated Mesh > Default Controls节点；

4. 设置参数如下表所示：

7.右击Automated Mesh节点，然后选择Execute Surface Meshers。

面网格划分好，如下图所示。

网格加密

在阀门和管道接触的位置进行网格加密，具体步骤如下：

1. 右击Geometry > Parts节点，然后选择New Shape Part > Cone；

2. 在Create/Edit Cone Part对话框中，设置参数如下表所示：

1. 点击Create，然后点击Close；

2. 右击Geometry > Operations > Automated Mesh > Custom Controls节点，然后选择New > Volumetric Control；

3. 编辑Custom Controls > Volumetric Control节点，设置如下图所示；

生成体网格

生成多面体网格：

1. 点击工具条上的Generate Volume Mesh按钮，即可进行体网格划分；

2. 等网格划分好后，右击网格视图空白处，并选择Apply Representation > Volume Mesh；

3. 在Vis 工具条中，点击Save-Restore-Select Views按钮，并选择Views > -Y > Up Z；

4. 创建体网格内部横截面，以便查看流体域内部网格情况：‘’

• 在Vis 工具条中，点击Create Plane Section按钮；

• 沿几何对称轴划线，具体方式是以鼠标左键为起点，右键为终点；

5. 然后在Displayer对话框中选择Existing Displayer，并指定Mesh 1；

6. 点击OK；

7. 右击流体域外壳，并选择Hide，这样就可以看到内部网格情况，如下图所示。

查看网格质量

利用直方图查看网格质量：

1. 右击Plot节点，然后选择New Plot > Histogram Plot；

2. 重命名为Cell Quality；

3. 编辑Cell Quality节点，设置属性参数如下图所示：

网格质量直方图如下：

1. 复制Cell Quality节点，并重命名拷贝节点为Skewness Angle；

2. 编辑Skewness Angle节点，设置参数如下表所示：

1. 复制Skewness Angle节点，并将拷贝重命名为Volume Change；

2. 编辑Volume Change节点，设置属性如下表所示：

设置好的直方图如下：

好了，以上就是本文的全部内容。

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