UG STAR-CCM+ Meshing. Построение объемной сетки
advertisement
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
5. Построение объемной сетки
STAR-CCM+ содержит четыре различных типа модели сетки, которые могут быть
использованы для генерации объемной сетки, начиная с приготовленной должным
образом поверхностной сетки. Четырьмя типами модели сетки являются:
Генератор тетраэдральной сетки (Tetrahedral) – ядро сетки, основанное на
тетраэдральной форме ячейки.
Генератор многогранной сетки (Polyhedral) – ядро сетки, основанное на
произвольной многогранной форме ячейки.
Генератор усеченной сетки (Trimmed) – ядро сетки, основанное на усеченной
шестигранной форме ячейки.
Генератор для тонких тел (Thin Mesh) – призматическая тонкая сетка, основанная
на тетраэдральной или многогранной формах.
Призматические пристеночные слои (Prismatic near wall layers) могут быть включены для
первых трех типов сетки, перечисленных выше, активированием призматической
сеточной модели в качестве части процесса построения объемной сетки. Для задач с
несколькими регионами конформная (conformal, согласованная) сетка на интерфейсе
(границе раздела) одного из регионов и соседнего с ним возможна на данный момент для
тетраэдральной и многогранной типов сетки как часть процесса построения сетки. На
данный момент эта опция не поддерживается для генератора усеченной сетки.
Различные типы сетки также могут быть использованы для разных регионов сетки, если
требуется, с использованием различных сеточных моделей (mesh continuum) для каждого
региона. Конформный (согласованный) сеточный интерфейс на границах промежуточной
области не поддерживается в этом случае.
Объемные контроли (Volumetric controls) в форме блока, сферы, цилиндра и конуса может
быть использован во время построения объемной сетки для того, чтобы увеличить или
уменьшить локальную плотность ячеек. Объемы произвольной формы, импортированные
как части, могут также быть использованы для определения объема мельчения (refinement
volume). Особенность мельчения (refinement) автоматически включается в задачах с
моделью усеченной сетки.
Экструдер (extruder mesher) может быть использован вместе с моделями сеточного ядра
для того, чтобы расширить изначальные размеры области, основанные на внешних
границах. Экструдер будет производить ортогональные слои ячеек для каждой
комбинации границ, чтобы растянуть моделируемую область, также как и в случае,
например, с растягиванием входной границы
Обобщенный цилиндр (generalized cylinder mesher) может быть использован вместе с
моделью многогранной сетки для того, чтобы сгенерировать сетку на элементах в
геометрии, которая приблизительно цилиндрическая. Модель обобщенного цилиндра
генерирует экструдированные ортогональные ячейки вдоль длины цилиндрических
границ.
В задачах, где решение существует для одной объемной сетки, и новая сетка строится
(основанная на другой поверхностной геометрии или потому, что входные значения
изменились), решение автоматически переносится на новую сетку для того, чтобы можно
было рестартовать.
460
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Поскольку объемная сетка построена, она может быть проверена на наличие ошибок и
экспортирована в другие пакеты, если требуется.
5-1. Генерация объемной сетки
Для того чтобы сгенерировать объемную сетку, необходимо выполнить шаги, отмеченные
ниже:
1. Подготовьте поверхностную сетку согласно требованиям STAR-CCM+.
2. Выберите требуемую модель объемной сетки и модель призматических слоев
(prism layer), модель экструдера (extruder) и/или модель обобщенного цилиндра
(generalized cylinder). Выберите дополнительную сеточную модель (continua) с
подходящими моделями сетки, если разные типы сетки используются для каждого
региона или если внутрирегионная конформная (согласованная) граница раздела сетки
(mesh interface) несущественна.
3. Введите подходящие значения сетки для выбранных моделей.
4. Запустите генератор объемной сетки (volume mesh generator).
5. Визуально оцените представление объемной сетки (volume mesh representation) и
проверьте статистику качества сетки.
6. Удалите неправильные ячейки.
7. Экспортируйте сетку или продолжите установку задачи.
Если построитель призматических слоев (prism layer mesher) был выбран в качестве
составляющей процесса построения сетки, тогда призматическая сетка сохраняется как
часть представления объемной сетки. Если в объемной сетке существовало решение
анализа, и была сгенерирована новая сетка, тогда старое решение будет автоматически
отображено (mapped) на новую сетку для того, чтобы мог быть произведен рестарт.
Выбор моделей объемной сетки
Четыре различных модели объемной сетки могут быть выбраны:
Генератор тетраэдральной сетки (Tetrahedral mesher);
Генератор многогранной сетки (Polyhedral mesher);
Генератор усеченной сетки (Trimmer);
Генератор для тонких тел (Thin Mesher).
Модели объемной сетки могут быть выбраны для любой определенной сеточной модели
(mesh continuum). Если вы хотите иметь другой тип сетки для каждого региона, то вам
потребуется использовать дополнительную сеточную модель (continua), которая будет
результатом
неконформной
(несогласованной)
границы
раздела
сетки
на
внутрирегионных границах.
Определение, какую модель использовать
Вообще говоря, выбор о том, какой тип модели сетки использовать для ядра объемной
сетки, зависим от нескольких факторов. Некоторые из этих факторов следующие:
Время, доступное для построения сетки;
Требуемые точность (accuracy) решения и скорость сходимости (convergence rate);
Величина памяти, доступной на вашем компьютере;
Строите ли вы одно- или многорегионную (multi-region) сетку;
Качество исходной поверхностной сетки;
461
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Геометрия преимущественно тонкая или нет.
Однако некоторые из этих факторов не являются взаимоисключающими. Например,
наиболее быстрым из четырех генераторов объемной сетки (в терминах числа ячеек,
созданных за минуту) и тем самым, который использует наименьшую величину памяти,
является генератор тетраэдральной сетки (Tetrahedral mesher). Однако, в терминах
качества решения, вам потребуется приблизительно в пять-восемь раз больше ячеек,
чтобы достигнуть той же точности, как используя эквивалентную многогранную или
усеченную сетку. Дополнительное время решения, память и более долгая история
сходимости для решения этой сетки должны выступать против любого преимущества в
процессе построения сетки.
В терминах основной точности для отдельно взятого числа ячеек, усеченный и
многогранный тип сетки всегда будут производить более точное решение в сравнении с
тетраэдральным. Решения, не зависящие от сетки, могут быть получены для всех трех
типов сетки, если плотность увеличивается до подходящего уровня.
Если вы строите многорегионную (multi-region) сетку, где требуется конформная
(согласованная) сетка на границе раздела (интерфейсе), тогда тетраэдральная и
многогранная модели сетки будут способны делать это во время процесса построения
сетки, используя отдельную сеточную модель (mesh continua). Однако для модели
генератора усеченной сетки (trimmer model) граница раздела (интерфейс) конформной
сетки не возможна по умолчанию, и разные сеточные модели (continua) вынуждены быть
использованы для каждого региона, или, альтернативно, активирована опция построения
сетки по областям (per-region) вместо того, чтобы применять ту же сеточную модель
(continua) ко всем регионам.
Оба тетраэдральный и многогранной генераторы объемной сетки напрямую зависят от
качества исходной поверхностной триангуляции (triangulation). Другими словами,
исходная поверхность плохого качества приведет к объемной сетки плохого качества. Для
сложных проблем построения сетки, однако, качество ячейки многогранной сетки может
уступать в сравнении с тетраэдральной сеткой, стартуя с той же поверхности. Модель
генератора усеченной сетки (trimmer model) напрямую не зависит от качества исходной
поверхности, и таким образом, более вероятно построить сетку хорошего качества для
большинства ситуаций.
Для геометрий, которые преимущественно тонкие, рекомендуется использовать генератор
для тонких тел (Thin Mesher), чтобы создавать призматическую сетку лучшего качества,
чем он была бы создана, используя один из трех оставшихся генераторов объемной сетки.
Запуск генератора объемной сетки
Поскольку модели объемной сетки и свойства были установлены, генератор объемной
сетки может быть запущен. Чтобы начать процесс, нажмите кнопку Генерировать
(Generate Volume Mesh) на панели инструментов или используйте
Объемную Сетку
пункт меню Сетка > Генерировать Объемную Сетку (Mesh > Generate Volume Mesh).
462
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Вывод, осуществляемый выбранными сеточными моделями, будет представлен в окне
Вывода (Output window), а текущий статус – в строке текущего состояния (status bar).
Вывод (Output) будет включать информацию по временам, которые занимает каждая
стадия процесса генерации объемной сетки, так же, как и общее время всего процесса.
Процесс генерации объемной сетки будет продолжаться до тех пор, пока не сформируется
завершенный объем, или задание генерации сетки не будет прервано.
Визуализация представления объемной сетки
Представление объемной сетки может быть визуализировано на дисплее тем же способом,
что и другие представления сетки. Однако заметьте, что если геометрические части
(geometry parts) были использованы для создания изначальной поверхности (initial
surface), тогда следует открыть новую сцену для того, чтобы отобразить представление
объемной сетки. Существующая сцена, показывающая один из поверхностных
представлений (surface representations), не будет ничего показывать, когда будет спрошена
отобразить объемную сетку. Это ограничение будет снято в будущих версиях STARCCM+.
Проверка объемной сетки
Объемную сетку следует проверять как только импортировали сетку для того, чтобы
убедиться, что нет проблем с ней, иначе это может вызвать проблемы, запуская решатель.
Если найдены проблемы или существуют ячейки плохого качества, тогда вы можете
удалить неправильные ячейки из сеточного региона, позволив анализу быть
осуществленным.
Экспорт объемной сетки
Объемная сетка может быть экспортирована в другие программные продукты
предварительной (pre-processing) и постобработки (post-processing), используя один из
следующих четырех форматов файлов:
.ccm – CD-adapco CCM файл
.case – Ensight Gold файл
.fvuns – FIELDVIEW файл
463
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
.plt – Tecplot 360 файл
Дополнительно предусмотрен pro-STAR, основанный на .cel/.vrt формате файлов, для
экспорта граничных шеллов (shell) из текущих регионов объемной сетки.
Дополнительная информация по экспорту сеток и/или данных решения представлена в
разделе экспорт (export) главы анализ решения.
464
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
5-2. Работа с ядром сетки
Ядро сетки относится к объемной сетке, сгенерирована для начальной поверхностной
геометрии. Совместно ядро сетки и призматические слои сетки создают объемную сетку.
Если призматические пристеночные слои не участвуют в качестве части процесса
построения сетки, то ядро сетки соответствует тому же объему, что и геометрия
поверхностной сетки.
Есть три различных типа формы ячеек, которые могут быть использованы для ядра сетки
каждого региона:
Тетраэдральные (Tetrahedral)
Многогранные (Polyhedral) или
Усеченные (Trimmed) ячейки
Коэффициент роста сетки (mesh growth) и/или коэффициент плотности (density factor)
могут быть применены в случае тетраэдральной (tetrahedral) или многогранной
(polyhedral) сеток для того, чтобы увеличить или уменьшить общую плотность сетки.
Объемный сглаживающий фактор (volume blending factor) также доступен, чтобы
управлять плотностью сетки в Объемном контроле (Volumetric controls), который
перекрывает или находится в близком соседстве с поверхностью или другим Объемным
контролем (Volumetric control).
Особенность, основанная на мельчении (refinement), (кривизна (curvature) и тесное
соседство (proximity)), автоматически присутствует для усеченных (trimmed) ячеек ядра
сетки, но может регулировать увеличивать или уменьшать уровень мельчения.
Глобальные, граничные и характерных кривых (feature curve) инструменты мельчения
также доступны. Также сетка может быть выровнена по любой локальной декартовской
координатной системе.
Обычно объемная сетка является наиболее временноемкой (time consuming) частью
процесса построения сетки и также использует большую часть памяти шага генерации
сетки.
Что такое модель построения тетраэдральной сетки?
Тетраэдральные (tetrahedral) сетки обеспечивают эффективное и простое решение
сложных задач генерации сетки. Из трех представленных моделей Тетраэдральная
(Tetrahedral) является наискорейшей и использует наименьшую величину памяти для
отдельно взятого числа ячеек. Многорегионные (multi-region) сетки с конформной
(согласованной) сеткой на границе раздела (интерфейсе) позволяются.
Модель построения тетраэдральной (tetrahedral) сетки использует тетраэдральную
(tetrahedral) форму ячеек для того, чтобы построить ядро сетки. В STAR-CCM+ метод,
основанный на Делоне (Delaunay), используется для создания сетки, который многократно
вставляет точки в область, формируя tetrahedra высокого качества в процессе. Сетка,
полученная в результате, будет строго конформна (согласована) поверхности
триангуляции (triangulation) на границе области, поэтому начальное качество поверхности
должно быть хорошим, чтобы гарантировать хорошее качество объемной сетки.
Пример тетраэдрального (tetrahedral) ядра сетки показан ниже:
465
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Плотность тетраэдрального (tetrahedral) ядра сетки может быть увеличена или
уменьшена, используя факторы плотности объемной сетки (volume mesh density factors).
Объемный контроль (Volumetric controls) также может быть использован, чтобы локально
увеличить или уменьшить плотность, основанную на диапазоне заданных форм.
Когда генератор тетраэдральной сетки используется в паре с периодическим интерфейсом
(periodic interface), тогда он будет пытаться создать конформную (conformal,
согласованную) сетку для пары границ, где это возможно.
Что такое модель построения многогранной сетки?
Многогранные (polyhedral) сетки обеспечивают сбалансированное решение сложных
задач генерации сетки. Их относительно просто и эффективно строить, не требуют
никаких дополнительных подготовок поверхности, чем эквивалентная тетраэдральная
(tetrahedral) сетка. Также они содержат приблизительно в пять раз меньше ячеек, чем
тетраэдральная (tetrahedral) сетка для взятой изначальной поверхности. Многорегионные
(multi-region) сетки с конформной (согласованной) сеткой на границе раздела
(интерфейсе) позволяются.
Модель построения многогранной (polyhedral) сетки использует произвольную
многогранную (polyhedral) форму ячеек для того, чтобы построить ядро сетки. В STAR466
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
CCM+ специальная схема дуализации (dualization) используется для создания
многогранной сетки, основанной на лежащей в основе тетраэдральной сетке, которая
создается автоматически как часть процесса. Обычно созданные многогранные
(polyhedral) ячейки имеют в среднем 14 граней ячейки.
Пример многогранного (polyhedral) ядра сетки показан ниже:
Плотность многогранного (polyhedral) ядра сетки может быть увеличена или уменьшена,
используя факторы плотности объемной сетки (volume mesh density factors). Объемный
контроль (Volumetric controls) также может быть использован, чтобы локально увеличить
или уменьшить плотность, основанную на диапазоне заданных форм.
Когда генератор многогранной сетки используется в паре с периодическим интерфейсом
(periodic interface), он будет пытаться создать конформную (conformal, согласованную)
сетку для пары границ, где это возможно.
Для геометрии, содержащей цилиндрические элементы, генератор многогранной сетки
может быть использован в паре с обобщенным цилиндром (generalized cylinder mesher),
который генерирует экструдированные ортогональные ячейки вдоль длины
цилиндрических секций.
467
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Многогранные сетки могут обычно быть сгенерированы в паре со свободными
плавающими перегородками (baffles). Однако иногда возникают вопросы, когда
перегородки (baffles) не имеют призматических слоев. Если вы встретили проблемы при
таком сценарии, то рекомендуется активировать призматический генератор для
перегородок (baffles), тогда по крайней мере один слой ячеек включается, который будет
помогать облегчать проблемы с генерацией ячеек на ребрах перегородки (baffle).
Изменение свойств многогранной модели
Когда модель многогранной объемной сетки выбрана, опции по умолчанию для схемы
построения сетки могут быть представлены, выбрав узел генератора многогранной сетки
(Polyhedral) в узле Модели (Models) для сеточной модели (mesh continuum).
Опция «Запустить Оптимизатор» (Run Optimizer), которая включена по умолчанию,
выполняет дополнительную оптимизацию вершин во время процесса дуализации
(dualization), в результате получая наиболее качественную сетку. Хотя, используя эту
опцию, вводится дополнительное потребление CPU, вам не следует выключать ее.
Установка глобальных относительных значений плотности тетраэдральной и
многогранной сетки
Когда используются либо тетраэдральная, либо многогранная модели сетки, коэффициент
роста объемной сетки (volume mesh growth) и/или коэффициент плотности (density factor)
могут быть применимы, чтобы увеличить или уменьшить плотность сетки в ядре сетки.
Выберите узел Плотность Тетраэдров/Многогранников (Tet/Poly Density) внутри узла
Справочные Величины (Reference Values), чтобы получить доступ к свойствам.
468
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значение Плотности (Density) (1.0 по умолчанию) может быть использовано, чтобы
изменить общую плотность сетки во всем объеме. Увеличивая значение, скажем, до 2,
удвоит приблизительно число сгенерированных ячеек; в то время как, уменьшая значение
до 0.5, сократит число ячеек наполовину.
Коэффициент роста (Growth Factor) может быть использован, чтобы увеличить или
уменьшить плотность сетки сеточного ядра, изменяя скорость, с которой ячейки растут от
грубых к мелким областям. Другими словами, это воздействует на классификацию сетки в
локальных областях, где мелкая поверхностная сетка существует. Превысив значение 1 по
умолчанию, будет означать, что размеры ячеек будут расти быстрее, получив в результате
меньше ячеек. И наоборот, уменьшая значение ниже 1, будет означать, что размеры ячеек
будут расти медленнее, получив в результате больше созданных ячеек.
Чтобы продемонстрировать влияние каждого параметра, рассмотрите пример двух
противоположных
поверхностей,
разделенных
промежутком.
Если
размеры
поверхностной сетки одни и те же, то коэффициент роста (growth factor) не будет
оказывать никакого влияния в этих обстоятельствах, и только коэффициент плотности
(density factor) может быть использован, чтобы изменять плотность объемной сетки. Если
размеры поверхностной сетки отличаются в одной поверхности от другой, тогда один или
оба коэффициента могут быть использованы в этих обстоятельствах, чтобы влиять на
результирующую плотность.
Заметьте, что ни рост объемной сетки (volume mesh growth), ни коэффициент плотности
(density factor) не оказывают влияния на ячейки, непосредственно граничащие с
изначальной поверхностью. Также один параметр не имеет приоритета над другим.
Установка глобальных относительных значений сглаживающего фактора
тетраэдральной и многогранной объемной сетки
Глобальный объемный сглаживающий фактор (global volume blending factor) может быть
использован, чтобы управлять переходом плотности сетки, когда Объемные контроли
(Volumetric controls) перекрываются или находятся в тесном соседстве с границей
469
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
поверхностной сетки или границей раздела (интерфейсом). Это позволяет избежать резких
переходов в плотности сетки в этих областях, которые могут привести к численной
нестабильности во время анализа.
Выберите узел Объемное сглаживание Тетраэдров/Многогранников (Tet/Poly Volume
Blending) внутри узла Справочные Величины (Reference Values), чтобы получить доступ к
свойствам.
Значение Плотности (Density) (1.0 по умолчанию) может быть использовано, чтобы
изменить общую плотность сетки во всем объеме. Увеличивая значение, скажем, до 2,
удвоит приблизительно число сгенерированных ячеек; в то время как, уменьшая значение
до 0.5, сократит число ячеек наполовину.
Сглаживающий фактор (blending factor) по умолчанию равный 1, будет обеспечивать
надлежащий переход плотности сетки между размером ячейки, использованной для
Объемного контроля (Volumetric control) и поверхностной сеткой. Уменьшив значение
(скажем до 0.5), обеспечит более сглаженный переход, сделав локальный размер сетки
ближе к граничному/интерфейсному размеру поверхностной сетки, получив в результате
меньше ячеек в сеточном ядре (предполагаем, что Объемный контроль (Volumetric control)
использует размер ячейки меньший, чем граничный/интерфейсный размер). Увеличив
значение (скажем до 1.5), обеспечит более резкий переход, сделав локальный размер
сетки ближе к размеру сетки Объемного контроля (Volumetric control) , получив в
результате больше ячеек в сеточном ядре (снова предполагаем, что Объемный контроль
(Volumetric control) использует размер ячейки меньший, чем граничный/интерфейсный
размер).
Заметьте, что объемный сглаживающий фактор (volume blending factor) имеет небольшой
эффект на ядро сетки или эффект отсутствует вообще, если объемный контроль
(volumetric control) слишком далек от поверхностных границ. Также он может быть
использован, чтобы управлять переходом плотности сетки между двумя или более
470
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
соседствующими или перекрывающимися объемными контролями (volumetric controls),
которые используют разные размеры ячеек.
Что такое модель построения усеченной сетки?
Генератор усеченной сетки (trimmed cell mesher) обеспечивает устойчивый и эффективный
метод производства сетки высокого качества как для простых, так и для сложных задач
генерации сетки. Он объединяет ряд высоко желательных характеристик построения сетки
в отдельно взятой схеме:
Преимущественно шестигранная (hexahedral) сетка с минимальным перекосом
(асимметрии) ячеек
Автоматическое мельчение кривизны (curvature) и тесного соседства (proximity)
Независимость качества поверхности
Ориентация по координатной системе, заданной пользователем
По умолчанию, модель генерации усеченных ячеек (trimmer meshing model) использует
шаблонную сетку, составленную из шестигранных ячеек, из которых вырезается ядро
сетки, основанное на изначальной поверхности. Шаблонная сетка может содержать
мельчение, основанное на кривизне (curvature) и близком соседстве (proximity), также как
и неизменные размеры ячеек, основанные на граничной поверхности. Параметры роста
могут быть использованы, чтобы управлять переходом размеров ячеек сетки от
маленького к большому как на поверхности, так и в отдаленных областях. Максимальный
и/или минимальный размер ячеек может быть задан также, чтобы управлять верхней и
нижними границами размера ячеек. Шаблон может быть выровнен в любом направлении,
основанном на указанной пользователем координатной системе.
Дополнительной особенностью (feature) для пользователей, желающих смоделировать
внешние аэродинамические потоки, является возможность автоматического мельчения
ячеек в области турбулентного следа (wake). Как правило, эта область является объемом
текучей среды (fluid) позади движущегося тела.
Полученная в результате сетка преимущественно состоит из шестигранных ячеек с
усеченными ячейками рядом с поверхностью. Усеченные ячейки являются
многогранными ячейками, но обычно распознаются как шестигранные ячейки с одним
или более углами и/или обрезанными ребрами.
Пример усеченных (trimmed) ячеек сетки показан ниже:
471
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Входящие значения (input values), использованные для модели усеченной сетки (trimmer
model), могут задаваться на четырех различных уровнях:
Глобальном (global);
Для региона (region);
Для границы (boundary); и
Для характерной кривой (feature curve)
Объемный контроль (Volumetric controls) может быть также включен, чтобы локально
увеличивать или уменьшать плотность сетки в шаблоне (template), основанном на
диапазоне заданных форм.
Текущая реализация модели усеченной сетки ограничивается одним регионом для
сеточной модели (continua). Другими словами, другая сеточная модель (mesh continuum)
должна быть использована для каждого региона, что вы имеете. Или, альтернативно,
активируйте опцию построения сетки по областям (per-region), чтобы применять ту же
сеточную модель (continuum) ко всем регионам. Вследствие этого, конформный
(conformal, согласованный) сеточный интерфейс (граница раздела) на внутрирегионных
(inter-region) границах не гарантируется процессом построения сетки.
Последняя версия модели усеченной сетки (trimmer model) также имеет встроенный
предельный уровень (ceiling), чтобы управлять размерами ячеек шаблона рядом с
поверхностью. Это позволяет избежать чрезвычайного искажения модели и генерации
472
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
ячеек плохого качества. В настоящее время, максимальный размер ячеек шаблона
поверхности равен 150% среднего размера длины грани (edge) в локальной поверхности.
Ячейки, удаленные от поверхности не поддаются влиянию этого фактора.
Изменение свойств модели усеченной сетки
Когда модель усеченной объемной сетки выбрана, опции по умолчанию для шаблона
мельчения могут быть представлены, выбрав узел Усечение (Trimmer) в узле Модели
(Models) для сеточной модели (mesh continuum).
По умолчанию, шаблон сетки строится, основываясь на глобальной лабораторной
декартовской системе координат (laboratory cartesian system), но любая декартовская
система координат может быть использована вместо нее. Выполнить измельчение
разбиения на кривой (Do curvature refinement) и Выполнить измельчение близких
поверхностей (Do proximity refinement) включены, чтобы позволить мельчение в
результате воздействия разбиения на кривой (curvature) и близкого соседства (proximity) в
поверхности. Опция Выполнить выравнивание сетки (Do mesh alignment) выключена по
умолчанию. Включение опции позволяет линиям сетки быть выровненными в любом из
направлений координат по указанному значению.
Дополнительное мельчение шаблона и выбор типов сетки доступны через следующие
опции:
Тип роста образца сетки (template mesh growth type); и
Тип образца сетки (template mesh type)
473
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Экспертная опция Запустить Оптимизатор (Run Optimizer) выключена по умолчанию.
Координатная система усеченной сетки
Шаблонная сетка усеченной (trimmer) модели выравнивается по глобальной декартовской
координатной системой по умолчанию. Если импортированная поверхность не выровнена
каким-либо способом по этой системе, тогда может быть выгодно вместо этого
перевыровнить шаблон, основанный по заданной пользователем декартовской системе.
Как только новая система определена, она может быть выбрана через выпадающее меню
Координатная Система (Coordinate System) диалога Свойства (Properties):
Теперь усеченные ячейки сетки (trimmed cell mesh) будут генериться, основываясь на
новой локальной системе вместо глобальной. Пример усеченных ячеек сетки (trimmed cell
mesh), основанных на локальной системе, представлен ниже:
474
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Выравнивание усеченной сетки
Опция выравнивания усеченной сетки выключена по умолчанию. Это означает, что
шаблонная сетка будет отцентрирована, основываясь на глобальных границах модели в
указанной координатной системе. В свою очередь, это значит, что положение линий сетки
будет полностью определяться размером модели и примененными к шаблону значениями.
При определенных обстоятельствах, таких как вычисление свободной поверхности (free
surface) вокруг «плавающих» («floating») объектов, желательно фиксировать линии сетки
по данной координате с указанным значением для того, чтобы проще задавать
физическую модель и инициализацию (initialization). Включение опции Выполнить
выравнивание сетки (Do mesh alignment) позволит указывать положение в каждом
направлении координат усеченной (trimmer) координатной системы. Таким образом,
линии сетки будут совпадать со значением:
475
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Тип образца усеченной сетки
Тип образца сетки позволяет использовать одну из двух различных форм ячеек для
лежащей в основе шаблонной сетки. Двумя формами ячеек являются:
Шестигранник (гексаэдр, hexahedral);
Двенадцатигранник (додекаэдр, dodecahedra)
Эти выборы представлены ниже:
476
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
По умолчанию установленным типом образца сетки (Template Mesh Type) является
Шестигранник (hexahedral). Это означает, что ячейки шестигранной формы будут
использоваться при создании образца (шаблона). Изменив опцию на Двенадцатигранник
(dodecahedra), будет создаваться образец, состоящий из правильных двенадцатигранных
(dodecahedral) ячеек. Правильная двенадцатигранная (dodecahedral) ячейка имеет 12
граней (faces), каждая грань составлена из 4 сторон равной длины.
Пример усеченной сетки с использованием шаблона на основе двенадцатигранников
(dodecahedra) представлен ниже:
477
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Заметьте, что опция выравнивания сетки (mesh alignment) не может быть использована в
паре с генератором двенадцатигранного (dodecahedra) шаблона.
Тип роста образца усеченной сетки
Свойство Тип роста образца сетки (Template Mesh Growth Type) определяет диапазон
относительных опций скорости роста шаблона, позволяющих управлять мельчением
рядом с поверхностью и в ядре сетки. Предусмотрены две опции:
Простой (simple); и
Двухуровневый (two level)
Эти выборы представлены ниже:
478
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
По умолчанию установленным типом роста образца сетки (Template Mesh Growth Type)
является Простой (Simple), который предусматривает две опции для управления
скоростью роста образца (template growth rate), а именно скорость роста по умолчанию
(default growth rate) и скорость роста с поверхности (surface growth rate). Выбирая
опцию Двухуровневый (two level), предоставляются дополнительные опции для
величины усечения малых ячеек (small cell cutoff size) и скорости роста малых ячеек
(small cell growth rate), что позволяет осуществлять контроль над маленькой
особенностью, лежащей в основании мельчения ячеек.
Опция запуска оптимизатора усеченной сетки
Опция Запустить Оптимизатор (Run Optimizer), которая выключена по умолчанию,
разрешает дополнительную оптимизацию вершин во время процесса усечения (trimming)
сетки. Эту опцию следует включать только, если сетка плохого качества была изначально
получена, используя модель усеченной сетки (trimmer model); опция может помочь
улучшить качество результирующей сетки. Дополнительное потребление CPU вводится,
используя эту опцию.
Установка глобальных справочных значений усеченной сетки
Следующие относительные величины применимы для усеченной сетки (trimmer), когда
обе опции и разбиение на кривой (curvature), и тесное соседство (proximity) активированы:
Базовый размер (Base size);
Максимальный размер ячейки (Maximum cell size);
479
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Расположение для выравнивания сетки (Mesh alignment location);
Кривизна поверхности (Surface curvature);
Близость поверхности (Surface proximity);
Размер поверхности (Surface size); и
Скорость роста образца (Template growth rate).
Эти опции можно увидеть, выбрав узел Справочные Значения (Reference Values) в
дереве задачи:
Максимальный размер ячейки
Параметр Максимальный размер ячейки управляет максимальным размером ячейки,
разрешенным схемой мельчения образца, использованной с усеченной моделью (trimmer
model).
Выбрав узел Максимальный размер ячейки, становится
относительного (relative) или абсолютного (absolute) типа размера.
возможен
выбор
480
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
В зависимости от выбранного типа размера, относительный размер (a Relative Size) или
абсолютный размер (Absolute size) могут быть установлены для определения
максимального размера ячеек.
Максимальный Относительный Размер
Узел Относительный Размер (Relative size) позволяет устанавливать максимальный
размер ячейки относительно базового размера (base size). Выбрав узел Относительный
Размер (Relative size), становится возможен доступ к значению Процент от Основы
(Percentage of Base):
481
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значением по умолчанию является 10000% от базового размера (base size). Изменяя
размер, автоматически будет вычисляться новое значение Абсолютного Размера (Absolute
Size) в диалоге Свойства (Properties).
Максимальный Абсолютный Размер
Узел Абсолютный Размер (Absolute size) позволяет устанавливать максимальный размер
ячейки, используя абсолютные значения. Выбрав узел Абсолютный Размер (Absolute
size), становится возможен доступ к Значению (Value) размера:
482
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значение (Value) может быть задано в любой из обычных единиц длины.
Расположение для выравнивания сетки
С включенной опцией Выполнить выравнивание сетки (Do mesh alignment) для
генератора усеченной сетки (trimmer), узел Расположение для выравнивания сетки
(Mesh alignment location) может быть использован, чтобы задать любую или все из
положений трех координат в заданной декартовской координатной системе для того,
чтобы выровнять линии сетки по ординате. Выбрав узел Расположение для
выравнивания сетки (Mesh alignment location), разрешается задавать значения
выравнивания сетки:
483
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значение(я) положения (Location) могут быть заданы в любых из разрешенных единиц.
Любые положения координат, которые не требуются, могут продолжать оставаться в 0.
Текущее положение точки выравнивания сетки будет подсвечиваться на сцене, используя
кружок, когда выбран узел Расположение для выравнивания сетки (Mesh alignment
location).
Скорость роста образца
Узел Скорость роста образца (Template growth rate) управляет разбиением на шаги
(stepping) или переходом (transition) одного размера ячеек к другому в пределах шаблона,
использованного для усеченной сетки (trimming). По умолчанию доступны две опции,
когда выбрано свойство простого типа роста образца сетки (simple template mesh growth
type). Ими являются:
Скорость роста по умолчанию (default growth rate); и
Скорость роста с поверхности (surface growth rate)
Скорость роста по умолчанию (default growth rate) управляет переходом сетки в ядро
сетки, в то время как Скорость роста с поверхности (surface growth rate) управляет
количеством слоев ячеек рядом с поверхностями.
Эти две опции можно наблюдать, выбрав узел Скорость роста образца (Template growth
rate) под узлом Справочные Значения (Reference Values):
484
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Если выбрано свойство Двухуровневого Типа роста образца сетки (Two level Template
Mesh Growth Type) для модели построения усеченной сетки (trimming meshing model),
тогда дополнительные опции роста доступны для того, чтобы управлять ростом образца
(template growth) и переходом (transition), как показано ниже:
485
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Оба узла – Скорость роста по умолчанию (default growth rate) и Скорость роста с
поверхности (surface growth rate) – обеспечивают доступ к следующим дополнительным
двухуровневым опциям образца:
Скорость роста малых ячеек (small cell growth rate); и
Тип величины усечения малых ячеек (small cell cutoff size type)
Обе эти настройки используются для управления наиболее малыми ячейками с размерами
меньше, чем требуемая величина (target size) в шаблоне. Наиболее малые размеры ячеек
могут существовать благодаря дополнительным мельчениям из разбиения на кривой
(curvature), тесного соседства (proximity) и/или объемного контроля (Volumetric controls).
Скорость роста по умолчанию
Опция Скорости роста по умолчанию (default growth rate) усеченной сетки управляет
разбиением на шаги (stepping) мельчения от одного размера ячеек к следующему в
пределах образца, но в удалении от поверхностей (есть другие подобные управления для
ячеек рядом с поверхностью). Четыре настройки представлены, а именно:
Очень медленный (very slow);
Медленный (slow);
Средний (medium); или
Быстрый (fast)
Для простого типа роста образца сетки (simple template mesh growth type), выборы
представлены ниже:
486
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
По умолчанию, Скорость роста по умолчанию (default growth rate) установлена на
значении Быстрый (fast), что означает, что наиболее быстрый переход будет использован
от более маленьких размеров ячеек к более крупным. Это обычно эквивалентно тому,
чтобы иметь только один слой каждого размера ячеек для каждого перехода. Результатом
этого будет наименьшее число ячеек, созданных по заданным входящим (input)
значениям. Опции средний (medium), медленный (slow) и очень медленный (very slow)
продолжают далее замедлять переход от одного размера ячеек к следующему в сетке, и
таким образом, увеличивается общее количество ячеек. В целом опция средний (medium)
является результатом минимума двух слоев ячеек равных размеров на переход,
медленный (slow) опция – четырех слоев и опция очень медленный (very slow) – восьми
слоев.
Выбор Двухуровневого Типа роста образца сетки (Two level Template Mesh Growth Type)
показан ниже:
В этих обстоятельствах поведение идентично простому типу роста образца (simple
template growth type), как описано выше.
Скорость роста с поверхности
487
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Опция скорость роста с поверхности (surface growth rate) генератора усеченной сетки
(trimmer) определяет число слоев ячеек для построения рядом с поверхностями в шаблоне.
Пять настроек представлено, а именно:
Никакой (None);
Очень медленный (Very Slow);
Медленный (Slow);
Средний (Medium); или
Быстрый (Fast)
Выборы, доступные для простого типа роста образца сетки (simple template mesh growth
type), показаны ниже:
По умолчанию, Скорость роста с поверхности (surface growth rate) устанавливается на
значении Никакой (None), что означает, что настройки, использованные для Скорости
роста по умолчанию (default growth rate) используются для управления всеми
переходами. Если выбираются опции очень медленный (Very Slow), медленный (Slow),
средний (Medium) или Быстрый (Fast), тогда в результате будет 8, 4, 2 или 1 слой ячеек,
соответственно, того же размера, создаваемых рядом с поверхностями геометрии в
шаблоне.
Выбор Двухуровневого Типа роста образца сетки (Two level Template Mesh Growth Type)
показан ниже:
488
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
В этих обстоятельствах поведение идентично простому типу роста образца сетки (simple
template mesh growth type), как описано выше.
Скорость роста малых ячеек
Опции Скорости роста малых ячеек (Small Cell Growth Rate) доступны как для
Скорости роста по умолчанию (default growth rate), так и для Скорости роста с
поверхности (surface growth rate), если свойство Двухуровневого Типа роста образца
сетки (Two level Template Mesh Growth Type) активировано для модели генератора
усеченной сетки (trimmer model). Скорость роста (growth rate) определяет скорость роста
вблизи малых ячеек в шаблоне, которые меньше или равны величине среза малых ячеек
(small cell cutoff size). Четыре настройки представлено, а именно:
Очень медленный (Very Slow);
Медленный (Slow);
Средний (Medium); или
Быстрый (Fast)
Выборы для Скорости роста по умолчанию (default growth rate) представлены ниже:
489
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
По умолчанию, Скорость роста малых ячеек (Small Cell Growth Rate) установлена на
значении Быстрый (Fast). Это означает, что ячейки с размерами меньше, чем значение
среза (cutoff) будут использовать минимальный один слой ячеек при каждом переходе.
Выбирая опции Средний (Medium), Медленный (Slow) или Очень медленный (Very
Slow), будет увеличиваться число переходных слоев к минимальным 2, 4 или 8,
соответственно.
Выборы для Скорости роста с поверхности (surface growth rate) представлены ниже:
490
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
В этих обстоятельствах поведение идентично узлу Скорости роста по умолчанию
(default growth rate), как описано выше.
Тип величины усечения малых ячеек
Опции Типа и Величины усечения малых ячеек доступны, если свойство Двухуровневого
Типа роста образца сетки (Two level Template Mesh Growth Type) активировано для модели
генератора усеченной сетки (trimmer model). Величина усечения ячеек (cutoff cell size)
определяет размер ячеек, равных или менее скорости роста малых ячеек (small cell growth
rate), которые используются для контроля скорости роста вблизи ячеек, которые меньше,
чем требуемая величина (target size) для усечения (trimming). Как правило, эти ячейки
вытекают из присоединения особенности, являющейся основанием мельчения в форме
кривизны поверхности (curvature) и/или близости поверхности (proximity), оказывающими
влияние рядом с поверхностями.
Величина усечения малых ячеек (Small Cell Cutoff Size) может быть применима как к
Скорости роста по умолчанию (default growth rate), так и для Скорости роста с
поверхности (surface growth rate) опций. Выбор относительного или абсолютного Типа
величины усечения малых ячеек (Small Cell Cutoff Size Type) производится из
491
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
соответствующего узла управления (manager node). Например, опции для Скорости роста
по умолчанию (default growth rate) показаны ниже:
В зависимости от Типа величины усечения малых ячеек (Small Cell Cutoff Size Type),
относительный размер усечения (Relative Cutoff Size) или абсолютный размер
усечения (Absolute Cutoff Size) могут быть установлены, чтобы определять значение
усечения (cutoff value). Подобный выбор может быть сделан для узла Скорости роста с
поверхности (surface growth rate).
Относительный размер усечения
Узел Относительный размер усечения (Relative Cutoff Size) позволяет устанавливать
размер усечения малых ячеек (small cell cutoff size) относительно базового размера (base
size). Например, ниже представлены свойства для узла Скорость роста по умолчанию
(default growth rate):
492
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
По умолчанию значение Процент от Основы (Percentage of Base) установлено на
значении 100% от базового размера (base size). Изменяя значение, автоматически будет
вычисляться новое значение Абсолютного размера (Absolute Size) в диалоге Свойств
(Properties). Подобная настройка может быть произведена для узла Скорости роста с
поверхности (surface growth rate).
Абсолютный размер усечения
Узел Абсолютный размер усечения (Absolute Cutoff Size) позволяет устанавливать
размер усечения малых ячеек (small cell cutoff size), используя абсолютные значения.
Например, ниже представлены свойства для узла Скорость роста по умолчанию (default
growth rate):
493
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значение (Value) может быть задано в любой из обычных единиц длины. Подобная
настройка может быть произведена для узла Скорости роста с поверхности (surface
growth rate).
Настройка пользователем значений и условий усеченного региона
В задачах внешней аэродинамики обычной практикой является мельчение сеточного
региона, находящегося ниже по течению (downstream) погруженного (immersed) тела. Это
делается для того, чтобы «отловить» какую-либо нестационарность (unsteady) или явления
турбулентности течения, вызванных отделением граничного слоя (boundary layer). Этот
отделенный регион обычно известен как турбулентный след (wake). Опция Мельчения
Усеченного Турбулентного Следа (Trimmer Wake Refinement) предусматривает удобный
способ мельчения области турбулентного следа.
В примере, представленном ниже, область турбулентного следа установлена, чтобы
вытянуть из поверхности движущееся отделение (locomotive cab) (где движение
происходит позади в двумерной постановке). Область турбулентного следа формируется
перемещением (sweeping) указанной поверхности в указанном направлении на указанное
расстояние. Размеры ячеек управляются размером мельчения (refinement size) и
подходящими параметрами роста (growth parameters).
494
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Одним из преимуществ использования опции мельчения турбулентного следа (wake
refinement) в сравнении с объемным контролем (volumetric control) является то, что
мельчение турбулентного следа (wake refinement) основывается на наборе границ,
определенных пользователем. Это означает, что если размерности граничной поверхности
изменяются, то размерности мельчения турбулентного следа (wake refinement) будут
изменяться, соответственно. Это может быть особенно полезно в параметрических или
сериях (batch) исследований, где тот же набор настроек применяется к нескольким
геометриям.
Чтобы активировать опцию мельчение турбулентного следа (wake refinement) для
региона, щелкните правой кнопкой мыши по узлу Мельчение Усеченного
Турбулентного Следа (Trimmer Wake Refinement) в узле Сеточные Значения (Mesh
Values) и выберите Новый (New) во всплывающем меню:
495
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
В результате выбора Новый (New), создастся узел Набор мельчения турбулентного
следа (Wake Refinement Set) с именем по умолчанию Набор мельчения турбулентного
следа 1 (Wake Refinement Set 1). Этот узел управляет набором дочерних узлов, которые
определяют отдельные мельчения турбулентного следа (wake refinement).
496
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Параметры, которые могут быть установлены для этого узла, следующие:
размер мельчения турбулентного следа (wake refinement size);
границы (boundaries);
расстояние (distance);
направление (direction);
скорости роста (growth rates)
Заметьте, что могут быть созданы множественные (multiple) наборы мельчения
турбулентного следа (Wake Refinement Sets). Это может быть в особенности полезно для
задач судостроения (морского флота, корабельной промышленности, marine), где
турбулентный след (wake) распространяется по направлению потока (downstream) корпуса
кузова (hull).
Величина мельчения турбулентного следа
(Относительный/Абсолютный)
Этот узел задает относительный (relative) или абсолютный (absolute) размер объемных
ячеек в области мельчения (refined region). Выбор между относительным (relative) или
абсолютным (absolute) размером осуществляется в окне Свойств (Properties) для Набора
мельчения турбулентного следа (Wake Refinement Set), и фактическое значение
устанавливается в дочернем узле.
497
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Относительный размер (Relative Size)
Он устанавливается, используя значение Процент от Основы (Percentage of Base) в окне
Свойств (Properties) дял узла Относительный размер (Relative Size). Значением по
умолчанию является 25% Базового размера (Base size). Изменяя значение, будет
автоматически вычисляться новое значение Абсолютного (Absolute) размера в окне
Свойств (Properties).
Абсолютный размер (Absolute Size)
Он устанавливается, используя Значение (Value) в окне Свойств (Properties) для узла
Абсолютный размер (Absolute Size) и может быть задан, используя любую из обычных
единиц длины. Значением по умолчанию является 0.25 м.
Выбор границы измельчения турбулентного следа
Форма области мельчения турбулентного следа будет зависеть от формы граничных
поверхностей, из которых он продолжается. Эти граничные поверхности задаются,
используя значение свойства Границы (Boundaries).
498
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Границы, которые будут образовывать набор мельчения турбулентного следа, могут быть
выбраны, используя два различных метода:
Выбор Границы (Boundaries) в окне Свойств (Properties); и
Используя вкладку Редактировать (Edit) инструмента выбора, которая становится
доступна, щелкнув правой кнопкой мыши по узлу мельчения турбулентного следа (wake
refinement).
Если вы имеете только несколько границ в модели, и они легко опознаваемы (identifiable)
по их именам, тогда вы можете щелкнуть по опции [] для того, чтобы выбрать границы,
используя диалог Выбрать Объекты (object selection). Однако, если вы располагаете
большим количеством границ и/или предпочитаете выбирать границы интерактивно на
дисплее, тогда вам будет проще использовать Редактировать (Edit) инструменты. Чтобы
сделать доступными инструменты редактирования, убедитесь, что есть открытая сцена,
выберите интересующий узел набора мельчения турбулентного следа, щелкните правой
кнопкой мыши и выберите Выбрать Границы... (Select Boundaries...) из всплывающего
меню:
Панель Выбрать Границы Интерактивно (Select Boundaries Interactively) появится во
вкладке Редактирование:
499
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Границы, которые необходимо включить в набор мельчения турбулентного следа (wake
refinement set), сперва должны быть выбраны с помощью мышки в изображенной на
дисплее модели (множественные выборы могут быть выполнены, прижав кнопку Ctrl).
Как только необходимые выбор(ы) произведены, то либо кнопка
(Добавить
выбранные границы в набор) может быть нажата, чтобы добавить границы в список,
либо вы можете щелкнуть правой кнопкой мыши по выбранной границе или границам на
дисплее и выбрать опцию Добавить Выбранную Границу (Add Selected Boundary) во
всплывающем окне (Добавить Выбранные Границы (Add Selected Boundaries), если
более одной границы выбрано). Пример выбранной границы представлен ниже:
500
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Как только граница была выбрана, она становится окрашена голубым цветом на дисплее,
указывая на то, что она уже состоит в наборе. Если границы требуется удалить, то они
могут быть отмечены в списке или на дисплее, а затем требуется нажать кнопку
(Удалить выбранные границы из набора), чтобы удалить их. Альтернативно, щелкнув
правой кнопкой мыши по границе на дисплее, представится возможность выбрать опцию
Удалить Выбранные Границы (Remove Selected Boundaries) во всплывающем меню.
Нажатие кнопки
границ из списка.
(Очистить все границы в наборе) приведет к удалению всех
По крайней мере, одна граница должна быть выбрана для того, чтобы набор мельчения
турбулентного следа имел силу. Если выбор(ы) завершен, кнопка Применить (Apply)
должна быть нажата, чтобы принять изменения, перед тем, как нажать Закрыть (Close)
кнопку и вернуться к вкладке Моделирование (simulation). Если кнопка Применить
(Apply) не была нажата, то границы не будут обновлены в окне Свойств (Properties).
Расстояние мельчения турбулентного следа
Длина, на которую область мельчения сетки будет простираться позади выбранных
границ, устанавливается свойством Расстояние (Distance) в окне Свойств (Properties).
501
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Расстоянием по умолчанию является 10.0 м. Это значение может быть установлено в
любой из обычных единиц длины.
Направление мельчения турбулентного следа
Направление, в котором выбранные границы будут экструдированы (вытянуты),
устанавливается вектором направления свойства Направление (Direction) в окне Свойств
(Properties). Этот вектор устанавливается в координатной системе генератора усеченной
сетки (trimmer's coordinate system).
Вектор может быть задан напрямую в поле Значение (Value) или, альтернативно, кнопка
Пользовательского редактора (custom editor) может быть нажата, чтобы получить доступ к
соответствующему диалогу для ввода Вектора Физической Величины (Vector Physical
Quantity).
Скорости роста мельчения турбулентного следа
Два свойства скорости роста управляют переходом размера ячеек в пределах области
турбулентного следа. Ими являются Скорость роста по умолчанию (Default Growth Rate)
и Скорость роста с поверхности (Surface Growth Rate). Они становятся доступны через
окно Свойств (Properties). Они применимы только в области турбулентного следа и
имеют те же опции и поведение, как и их глобальные эквиваленты, Скорость роста по
умолчанию генератора усеченной сетки (trimmer Default Growth Rate) и Скорость
роста с поверхности генератора усеченной сетки (trimmer Surface Growth Rate).
502
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Скорость роста по умолчанию (Default Growth Rate) установлена на значении Быстрый
(Fast) по умолчанию, Скорость роста с поверхности (Surface Growth Rate) установлена
на значении Никакой (None).
Скорости роста иллюстрируются на графике, представленном ниже, и их взаимодействие
объясняется следующим:
1. Начальный размер усеченных ячеек (initial trimmed cell size) на поверхности
модели будет приблизительно определяться самой триангуляцией поверхности. Это
выделено красным на иллюстрации.
2. Скорость роста с поверхности турбулентного следа (Wake Region Surafce
Growth Rate) определяет количество слоев, расположенных рядом с поверхностью
границы, для которых размер ячеек будет сохраняться равным размеру изначальных ячеек
в их неусеченном (untrimmed) состоянии. Например, результатом очень медленной
Скорости роста с поверхности (Surface Growth Rate) будет, по крайней мере, восемь
слоев ячеек после начальных усеченных ячеек на поверхности.
3. Скорость роста по умолчанию турбулентного следа (Wake Region Default
Growth Rate) будет управлять скоростью перехода от граничного размера ячеек к размеру
ячеек мельчения турбулентного следа. Когда размер ячеек мельчения турбулентного следа
достигнут, он будет поддерживаться (maintained) внешними пределами области мельчения
турбулентного следа.
4. За областью мельчения турбулентного следа, Скорость роста по умолчанию
генератора усеченной сетки (или глобальный) (trimmer Default Growth Rate or global)
будет управлять скоростью перехода от размера ячеек мельчения турбулентного следа к
максимальному глобальному размеру ячеек.
503
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Настройка пользователем значений и условий усеченной границы
На уровне границы вы можете задавать четыре различных параметра для того, чтобы
управлять поведением генератора усеченной сетки (trimmer) для отдельных граничных
поверхностей. Четырьмя параметрами являются:
Заданная кривизна поверхности (Custom surface curvature);
Заданная скорость роста с поверхности (Custom surface growth rate);
Заданная близость поверхности (Custom surface proximity); и
Заданный размер поверхности (Custom surface size)
Заданная скорость роста с поверхности
Скорость роста локальной поверхности может быть применима к любой границе в
геометрии, взамен (superseding) настройки, использованной для скорости роста
глобальной поверхности.
Опция, необходимая для того, чтобы активировать особенность, представлена в узле
Сеточные Условия (Mesh Conditions) > Заданная скорость роста с поверхности
(Custom surface growth rate) для каждого узла границы в регионе:
Включите опцию Заданная скорость роста с поверхности (Custom surface growth rate),
чтобы активировать особенность и позволить доступ к узлу Сеточные Значения (Mesh
504
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Values) > Скорость роста с поверхности (surface growth rate). Нажмите на узел Скорость
роста с поверхности (surface growth rate), чтобы увидеть разрешенные настройки:
Для обоих Простого (simple) и Двухуровневого (two level) типа роста образца сетки
(Template Mesh Growth Type) опция Скорость роста с поверхности (surface growth rate)
определяет число слоев ячеек, возникающих рядом с границей. Пять настроек
представлены, а именно:
Никакой (None);
Очень медленный (Very Slow);
Медленный (Slow);
Средний (Medium); и
Быстрый (Fast)
По умолчанию граничная Скорость роста с поверхности (surface growth rate)
устанавливается на значении Никакой (None), что означает, что настройки,
использованные для глобальной Скорости роста с поверхности (global surface growth
rate), используются для определения количества слоев ячеек рядом с поверхностями. Если
выбираются опции очень медленный (Very Slow), медленный (Slow), средний (Medium)
или Быстрый (Fast), тогда в результате будет 8, 4, 2 или 1 слой ячеек, соответственно,
того же размера, создаваемых в шаблонах рядом с указанной поверхностью границы.
505
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Когда опция Двухуровневого Типа роста образца сетки (Two level Template Mesh Growth
Type) активирована, скорость роста поверхности малых ячеек (small cell surface growth
rate) определяет скорость роста вблизи малых ячеек, которые меньше или равны величине
среза малых ячеек (small cell cutoff size). Опции приведены ниже:
Пять настроек представлено, а именно:
Никакой (None);
Очень медленный (Very Slow);
Медленный (Slow);
Средний (Medium); или
Быстрый (Fast)
По умолчанию граничная скорость роста с поверхности малых ячеек (small cell surface
growth rate) устанавливается на значении Никакой (None), что означает, что глобальная
скорость роста с поверхности малых ячеек (global small cell surface growth rate)
используется, чтобы определять рост. Выбирая опции очень медленный (Very Slow),
медленный (Slow), средний (Medium) или Быстрый (Fast), будет увеличиваться
количество переходных слоев к минимальным 1, 2, 4 или 8, соответственно.
506
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Настройка пользователем значений и условий характерной кривой
Характерные кривые (feature curves) могут быть использованы для того, чтобы задавать
параметры заданного размера поверхности (custom surface size) для генератора
усеченной сетки (trimmer) способом, подобным граничным поверхностям (boundary
surfaces). Это позволяет граням (edges) или особенностям (features) в пределах
поверхности иметь особые размеры граней, указанные для них. Пример граничной
поверхности (boundary surface) вместе с мельчением характерной кривой (feature curve
refinement) показан ниже:
Как правило, характерные кривые (feature curves) следует использовать для задания
дополнительных мельчений, требуемых для граничных поверхностей вблизи важных
особенностей. Для модели генератора усеченной сетки (trimmer model), характерные
кривые (feature curves) позволяют только уменьшать размер сетки и не увеличивать и
игнорировать (overrule) любые другие глобальные или локальные настройки размеров по
отношению к ним.
507
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
5-3. Работа с призматическим слоем сетки
Модель генератора призматического слоя сетки (prism layer mesh model) может быть
включена вместе с сеточным ядром для генерации объемной сетки для того, чтобы
сгенерировать ортогональные призматические слои рядом с поверхностями геометрии.
Использованные граничные типы (boundary types) определяют создавать ли
призматический слой по умолчанию или нет.
Настройки призматического слоя сетки (prism layer mesh) могут быть выполнены на
глобальной (global), региональной (region) и/или граничной (boundary) основах. Заданные
значения могут быть также добавлены, основываясь на объемном контроле (volumetric
controls). Во всех случаях количество слоев, итоговая толщина (thickness) и распределение
слоя (layer distribution) могут быть заданы.
Что такое модель генератора призматического слоя сетки?
Призматический слой сетки (prism layer mesh) составляется из ортогональных
призматических ячеек, которые обычно находятся рядом с границами стенки (wall
boundaries) в объемной сетке. Они необходимы, чтобы точно моделировать
турбулентность и теплообмен. Толщина (thickness), количество слоев и распределение
призматического слоя сетки, главным образом, определяются использованной моделью
турбулентности. Как правило, для моделей, основанных на пристеночной функции (wall
function), используется от одного до трех слоев. В то время как для моделей с низким
числом Рейнольдса (low Reynolds number) и двуслойных (two-layer) схем, обычно
требуется где-нибудь от 15 до 21 слоев.
Пример объемной сетки, иллюстрирующий два призматических слоя рядом с границами
стенки (wall boundaries), приведен ниже
508
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Перед тем, как создавать ядро сетки, генерится подповерхность (subsurface) с заданными
значениями толщины призматического слоя, по сути дела «сжатие» ("shrinking") (для
внутренних течений) или «расширение» ("expanding") (для внешних течений) начальной
поверхности. Ядро сетки строится, используя эту подповерхность (subsurface). Затем сетка
призматического слоя генерится экструдированием (вытеснением) граней ячейки из
сеточного ядра назад к оригинальной изначальной поверхности.
Свойства генератора призматического слоя сетки могут быть изменены, чтобы обеспечить
дополнительное управление во время построения сетки. Входные значения для модели
генератора призматического слоя сетки могут быть установлены на четырех различных
уровнях (перечислены от наименьшей к наибольшей важности):
глобальный уровень (global level);
уровень области (region level);
уровень границы (boundary level);
объемный контроль (volumetric control).
Когда генератор призматического слоя используется в паре с периодическим интерфейсом
(periodic interface), он будет пытаться создать конформную (conformal) сетку для пары
границ, где это возможно.
Добавление периодического интерфейса (periodic interface) будет игнорировать тип
границы (boundary type), указанный для пары границ в этом случае, и вместо этого
решение о том, будет ли создаваться призматическая сетка или нет, принимается опцией
509
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
призматического слоя на интерфейсе (interface prism layer option). По умолчанию,
призматические слои не будут создаваться на интерфейсах.
Изменение свойств модели генератора призматического слоя сетки
Когда активирована модель построения призматического слоя (prism layer meshing model),
опции по умолчанию для схем подповерхности (subsurface) и генератора призматического
слоя (prism layer mesher) можно увидеть, выбрав узел Генератор Призматического Слоя
(Prism Layer Mesher) в узле Модели (Models) для сеточной модели (mesh continuum).
Следующие опции доступны:
режим растяжения (stretching mode);
процент заполнения зазора (gap fill percentage);
минимальный процент толщины (minimum thickness percentage);
процент уменьшения слоя (layer reduction percentage);
маршевый угол на границе (boundary march angle);
пределы углов впадины и выпуклого угла (concave and convex angle limit);
строить только стандартные ячейки (generate standard cells only);
улучшить качество подповерхности (improve subsurface quality)
510
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Режим растяжения
Опция режим растяжения (stretching mode) управляет методом, используемым для
распределения призматических слоев там, где их следует быть больше одного. Тремя
представленными опциями являются:
увеличивающий множитель (stretch factor);
толщина стенки (wall thickness); или
отношение толщин (thickness ratio)
Эти опции можно увидеть в выпадающем меню для Режима растяжения (Stretching
mode) в узле Генератор Призматического Слоя (Prism Layer Mesher) диалога Свойств
(Properties):
Режим растяжения – Увеличивающий множитель
Увеличивающий множитель (Stretch Factor) является отношением толщины
призматического слоя к его внешней граничащей (neighbor) толщине. Минимально
разрешенным значением является 1.0.
511
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Например, если Увеличивающий множитель (Stretch Factor) установлен равным 2.0, и
толщина самого крайнего внешнего призматического слоя равна 0.5 единицам, тогда
толщиной следующих слоев будет 1, 2, 4 и т.д.
Режим растяжения – Толщина стенки
Опция толщина стенки (wall thickness) позволяет устанавливать толщину самого
крайнего внешнего слоя (называемого пристеночным слоем). Увеличивающий множитель
(Stretch Factor) вычисляется автоматически и применяется к любым внутренним
призматическим слоям для того, чтобы вычислить их толщину. Значение толщины стенки
(Wall thickness) не может превышать итоговую толщину призматического слоя,
разделенную на число слоев; если значение превышает его, тогда линейное распределение
будет получено.
Режим растяжения – Отношение толщин
Отношение толщин (Thickness ratio) является заданным отношением самого внутреннего
призматического слоя к самому внешнему слою. Увеличивающий множитель (Stretch
Factor) вычисляется автоматически для промежуточных слоев. Минимально разрешенным
значением является 1.0.
512
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Процент заполнения зазора
Параметр Процент заполнения зазора управляет толщиной подповерхности (и,
следовательно, призматическим слоем) там, где граничные поверхности являются в
близком соседстве друг с другом. Толщина для каждого призматического слоя
вычисляется умножением значения Процент заполнения зазора (Gap Fill Percentage) (по
умолчанию 25%) на расстояние пересечения (Intersection Distance), где расстоянием
пересечения является расстояние по нормали между двумя границами. Если одна из
границ не имеет активированной опции призматического слоя для нее, тогда толщина
призматического слоя равняется 2 * Процент заполнения зазора (Gap Fill Percentage) *
Расстояние пересечения (Intersection Distance).
Минимальный процент толщины
Минимальный процент толщины (minimum thickness percentage) является наименьшей
разрешенной толщиной подповерхности / призматического слоя, ниже которого толщина
приравнивается к нулю. Она задается как процент от относительной величины толщины
глобального призматического слоя.
Подповерхность иногда вынуждена втягиваться (retracted) для определенных граничных
поверхностей (например, из-за эффектов близости) для того, чтобы избежать пересечений
с собой или чтобы встретить другие критерии качества. Если втягивание (retraction)
является резким (severe) настолько, что толщина падает ниже значения Минимальной
толщины (minimum thickness), тогда подповерхность устанавливается локально на нуль
для того, чтобы избежать «втискивания» нескольких призматических слоев в тонкую
секцию, и вероятно производя при этом ячейки плохого качества.
Процент уменьшения слоя
Значение Процента уменьшения слоя (Layer reduction percentage) позволяет
призматическим слоям становиться тоньше («thinned out») или усекаться («truncated») в
областях, где толщина призматического слоя уменьшается / втягивается из-за кривизны,
близкого соседства или некоторых других локальных эффектов, являющимися
результатом того, что призматические слои становятся сжатыми (squeezed) вместе и
заставляют отношение геометрических размеров (aspect ratio) ячеек увеличиваться. Делая
тоньше или уменьшая число ячеек, толщина уменьшается, более низкое отношение
геометрических размеров (aspect ratio) (и, как следствие, лучшее качество) будет
сохраняться для оставшихся призматических слоев ячеек.
513
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Процент уменьшения слоя задается как процент от глобальной величины толщины
призматического слоя. Задавая значение между 0 и 100%, будет активироваться
особенность, и значение толщины уменьшения слоя (Layer reduction thickness) будет
вычисляться (используя процент уменьшения слоя (Layer reduction percentage) *
толщину призматического слоя (prism layer thickness) / 100). В случае, когда толщина
призматического слоя (prism layer thickness) падает ниже этого значения,
призматические слои будут становится предметом для усечения подобно тому, как они
уменьшают свою толщину, поскольку толщина призматического слоя (prism layer
thickness) становится меньше и меньше. Значение по умолчанию равное 50% означает, что
уменьшение слоя (layer reduction) будет применяться к призматическим слоям, которые
имеют толщину вполовину или меньше заданного глобального значения. Значение равное
0, отключает особенность (disables the feature).
Область влияния схемы уменьшения слоя (layer reduction) на призматический слой сетки
иллюстрируется ниже:
На рисунке, представленном выше, призматические слои, соответствующие синим
закрашенным областям, будут предметом уменьшения призматического слоя (prism layer
reduction), основанного на уменьшении значения толщины слоя, как это изображено.
Поскольку это значение увеличивается, больше и больше призматических слоев будут
иметь потенциал быть вовлеченными в процесс уменьшения.
Сравнение призматических слоев сетки без уменьшения слоя и с его уменьшением
показано ниже:
514
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
В примере выше не применялось уменьшение слоя (т.е. Процент уменьшения слоя
(Layer reduction percentage) = 0). Поскольку подповерхность становится тоньше, двигаясь
по направлению наклонного угла (towards the angled corner), призматические слои
поступательно становятся тоньше и тоньше и, в конечном счете, усекаются, где
подповерхность полностью втянулась в 0 (определена значением минимальной толщины).
С примененным значением уменьшения слоя, ситуацию выше можно избежать, как
показано ниже:
515
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
В этом случае призматические слои начинают быть усеченными, поскольку вы движетесь
в направлении наклонного угла, таким образом, происходит уменьшение числа слоев, что
оставляет и увеличивает общее качество.
Замечания (Notes):
Особенность уменьшения слоя (Layer reduction feature) не будет оказывать
влияния, где есть только один заданный слой ячеек в сетке.
Если используется значение Процента уменьшения слоя (Layer reduction
percentage) равное 100%, тогда вся сетка призматического слоя будет предметом
уменьшения слоя. Как правило, значения от 25 до 75% используются в большинстве
случаев.
Если опция используется в паре с объемным контролем (volumetric control), тогда
призматические слои, ассоциированные с контрольной формой (control shape) также
являются предметом уменьшения слоя тем же способом, как описано выше.
Маршевый угол на границе (Boundary march angle)
Маршевый угол на границе (Boundary march angle) управляет способом, которым
схема подповерхности соседствует (граничит, marches) с границей, не имеющей
указанной для нее толщины (также известна как граница без подповерхности). Угол (в
градусах) задает отклонение (deviation) от нормали, которое допускается для успешной
генерации подповерхности вдоль границы без подповерхности (no-subsurface boundary).
516
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
В представленном примере подповерхность будет только соседствовать вдоль
границы без подповерхности (показано синей линией), если Маршевый угол на границе
(Boundary march angle) задается равным или превышает представленный угол к нормали.
Если угол к нормали превышает Маршевый угол на границе (Boundary march angle),
тогда подповерхность будет втянута (retracted), как показано пурпурной пунктирной
линией (magenta dotted line).
Пределы углов впадины и выпуклого угла (concave and convex angle limit)
Вогнутый и выпуклый углы позволяют подповерхности быть автоматически
втянутой (retracted) в областях, где угол грани поверхности меньше предела угла впадины
или больше предела выпуклого угла, с тем чтобы улучшить качество получающейся в
результате сетки призматического слоя в этих областях. Например, в случае
автомобильного колеса, касающегося земли, предел угла впадины (concave angle limit)
может быть использован, чтобы втянуть (to retract) подповерхность, где угол между
колесом и землей меньше заданного предела. Это бы помогло избежать неортогональных
(non-orthogonal) и вероятных призматических ячеек высокого геометрического
разрешения (high aspect ratio) на пересечении граней двух поверхностей.
Вогнутый угол проиллюстрирован ниже:
517
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
На рисунке выше черные и синие границы представляют собой поверхности,
которые будут иметь подповерхности, сгенеренные для них. Пунктирная пурпурная линия
(dotted magenta line) представляет собой подповерхность, которая была бы произведена
без активированного предела угла впадины (concave angle limit). При задании подходящим
значением предела угла впадины (который превышает внутренний угол геометрии),
красная линия представляет собой втянутую (retracted) подповерхность, которая будет
результатом призматических слоев сетки высокого качества.
С другой стороны (conversely), выпуклый угол (convex angle) может быть
использован в ситуациях таких, как задний фронт крыла (trailing edge of a wing), чтобы
втягивать (to retract) подповерхность к поверхности, где внешний угол превышает
заданный предел. Это проиллюстрировано ниже:
На рисунке выше синяя граница представляет собой поверхность, которая будет
иметь подповерхность, сгенеренную для нее. Пунктирная пурпурная линия (dotted
518
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
magenta line) представляет собой подповерхность, которая была бы произведена без
активированного предела выпуклого угла (convex angle limit). При задании подходящим
значением предела выпуклого угла (который меньше внешнего угла геометрии), красная
линия представляет собой втянутую (retracted) подповерхность, которая будет
результатом призматических слоев сетки высокого качества.
По умолчанию предел угла впадины (concave angle limit) установлен на значении 0
градусов, а предел выпуклого угла (convex angle limit) установлен на 360 градусов,
подразумевая, что оба они неактивны. Меняя значения на примере, указанном выше,
будут активироваться опции глобально, и подповерхность станет втянутой в
соответствующих местах геометрии.
Строить только стандартные ячейки (Generate standard cells only)
Опция Строить только стандартные ячейки (Generate standard cells only) может
быть использована в паре с моделью генератора тетраэдральной сетки (tetrahedral meshing
model) для того, чтобы построить объемную сетку, содержащую только чисто (pure)
тетраэдральные и призматические ячейки. Также вам следует убедиться, что количество
использованных призматических слоев в сетке повсюду неизменно (uniform throughout).
То есть нет никаких отдельно заданных (custom) призматических слоев для регионов и
границ. Если эти условия соблюдены, тогда построенная объемная сетка может быть
экспортирована в сторонние пакеты (third party packages), которые могут принимать
только стандартные формы ячеек. По умолчанию эта опция выключена (off).
Улучшить качество подповерхности (Improve subsurface quality)
Опция Улучшить качество подповерхности (Improve subsurface quality), которая
включена по умолчанию, улучшает качество границ без подповерхности (no-subsurface
boundaries) (такие как входы (inlets) и выходы (outlets)) и интерфейсов, проводя заново
триангуляцию поверхностей после стадии подповерхности процесса построения объемной
сетки. Если опция отключена, границы без подповерхности (no-subsurface boundaries) и
интерфейсные границы (interface boundaries) сглаживаются (smoothed) как часть процесса
подповерхности, который иногда может приводить к созданию треугольников (triangles)
плохого качества, в особенности, когда толщина призматического слоя больше в
сравнении с размером границы. Активирование опции приводит к триангуляции лучшего
качества, результатом которой будет высокое качество построенной объемной сетки.
Использование типов границ для управления призматическим слоем (Using
boundary types to affect the prism layer)
Поведением по умолчанию генератора призматического слоя на уровне границ
является наблюдение типа границ и использование этого условия для того, чтобы
определить должны ли генериться подповерхность и сетка призматического слоя. Таблица
ниже содержит поведение каждого типа границы в STAR-CCM+.
Тип границы
Ось (Axis)
Разделение потоков на выходе
(Flow Split Outlet)
Свободный поток (Free Stream)
Создавать призматические слои по
умолчанию
Нет
Нет
Нет
519
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Поток массы на входе (Mass Flow Inlet)
Давление на выходе (Pressure Outlet)
Стагнация на входе (Stagnation Inlet)
Плоскость симметрии (Symmetry Plane)
Скорость на входе (Velocity Inlet)
Стенка (Wall)
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Да
Опции выше наблюдаются, когда свойство Задать параметры призматической
сетки (Customize Prism Mesh) для границы установлено на значении Использовать
значения по умолчанию (Use Default Values). Чтобы аннулировать поведение по
умолчанию, вам следует выбрать либо Задать нужные величины (Specify Custom Values),
либо Запретить (Disable) для свойства Задать параметры призматической сетки
(Custom Prism Mesh).
Выбор модели построения сетки призматического слоя (Selecting the Prism Layer
Meshing Model)
Модель построения сетки призматического слоя (prism layer meshing model) может
быть выбрана для любой сеточной модели (mesh continuum), раз модель ядра объемной
сетки (core volume mesh) была выбрана.
Установка справочных значений глобального призматического слоя (Setting the
global prism layer reference values)
Следующие относительные значения применимы для генератора призматического
слоя (prism layer mesher):
Базовый размер (base size);
Количество призматических слоев (number of prism layers);
Толщина призматического слоя (prism layer thickness); и
Распределение призматического слоя (prism layer distribution) (увеличивающий
множитель (stretching factor), толщина пристеночной области (near wall thickness) или
отношение толщин (thickness ratio).
Эти опции можно наблюдать, выбрав узел Справочные Величины (Reference
Values) в дереве задачи.
520
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Количество призматических слоев (Number of prism layers)
Параметр Количество призматических слоев (number of prism layers) управляет
количеством слоев, построенных для каждой поверхности границы, которой разрешено
иметь призматические слои.
Выбрав узел Количество призматических слоев (Number of prism layers),
становится доступен диалог Свойств (Properties).
521
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значением по умолчанию Количества призматических слоев (number of prism
layers) является 2. Любое целое значение равное или превышающее 1 может быть введено.
Пример ниже иллюстрирует призматическую сетку с тремя слоями.
Толщина призматического слоя (Prism layer thickness)
522
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Толщина призматического слоя (Prism layer thickness) управляет общей толщиной
всех призматических слоев. Выбрав узел Толщина призматического слоя (Prism layer
thickness), становится доступен выбор относительного (relative) или абсолютного
(absolute) Типа размера (Size Type).
В зависимости от выбора Типа размера (Size Type), Относительный размер
(Relative size) или Абсолютный размер (Absolute size) могут быть установлены, чтобы
определить значение толщины.
Пример ниже иллюстрирует, как измеряется толщина призматического слоя (prism
layer thickness).
523
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Растяжение призматического слоя (Prism layer stretching)
Когда опция Режима растяжения (Stretching mode) установлена на
Увеличивающий множитель (Stretch factor), вы можете задавать распределение
призматических слоев через узел Растяжение призматического слоя (Prism layer
stretching).
Значение по умолчанию Растяжения призматического слоя (Prism layer stretching)
равное 1.5 означает, что каждый слой равняется 1.5 разам от толщины его внешнего
соседнего слоя. Значения менее 1.0 не разрешаются.
524
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Толщина пристеночного призматического слоя (Thickness of near wall prism
layer)
Когда опция Режима растяжения (Stretching mode) установлена на Толщина
стенки (Wall thickness), вы можете задавать распределение призматических слоев через
узел Толщина пристеночного призматического слоя (Thickness of near wall prism layer).
Параметр Значение (Value) фиксирует толщину самого крайнего призматического
слоя введенным значением. Увеличивающий множитель (stretch factor) вычисляется
автоматически для любых внутренних призматических слоев.
Отношение толщин призматического слоя (prism layer thickness ratio)
Когда опция Режима растяжения (Stretching mode) установлена на Отношение
толщин (Thickness ratio), вы можете задавать распределение призматических слоев через
узел Отношение толщин призматического слоя (Prism layer thickness ratio).
525
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значение по умолчанию Отношения толщин призматического слоя (Prism layer
thickness ratio) равное 1.5 означает, что наиболее внутренний слой равняется 1.5 разам от
толщины его самого внешнего слоя. Значения менее 1.0 не разрешаются.
Задание параметров условий и значений призматического слоя для региона
(Customizing Prism Layer Region Conditions and Values)
На уровне региона вы можете задавать три различных параметра, чтобы управлять
поведением генератора призматического слоя, выбрав опцию Задать нужные величины
(Specify Custom Values) для Настройки пользователем призматической сетки
(Customize prism mesh). Тремя параметрами являются:
Количество призматических слоев (number of prism layers);
Толщина призматического слоя (prism layer thickness); и
Распределение призматического слоя (prism layer distribution) (увеличивающий
множитель (stretching factor), толщина пристеночной области (near wall thickness) или
отношение толщин (thickness ratio).
Количество призматических слоев (Number of prism layers)
526
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Параметр Количество призматических слоев (number of prism layers) управляет
количеством слоев, построенных для каждой поверхности границы в регионе, которой
разрешено иметь призматические слои.
Выбрав узел Количество призматических слоев (Number of prism layers),
становится доступен диалог Свойств (Properties).
Значением по умолчанию Количества призматических слоев (number of prism
layers) является 2. Любое целое значение равное или превышающее 1 может быть введено.
Толщина призматического слоя (Prism layer thickness)
Толщина призматического слоя (Prism layer thickness) управляет итоговой overall
толщиной всех призматических слоев для региона. Выбрав узел Толщина
призматического слоя (Prism layer thickness), становится доступен выбор относительного
(relative) или абсолютного (absolute) Типа размера (Size Type).
527
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
В зависимости от выбора Типа размера (Size Type), Относительный размер
(Relative size) или Абсолютный размер (Absolute size) могут быть установлены, чтобы
определить значение толщины.
Растяжение призматического слоя (Prism layer stretching)
Когда опция Режима растяжения (Stretching mode) установлена на
Увеличивающий множитель (Stretch factor), вы можете задавать распределение
призматических слоев в регионе через узел Растяжение призматического слоя (Prism
layer stretching).
528
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значение по умолчанию Растяжения призматического слоя (Prism layer stretching)
равное 1.5 означает, что каждый слой равняется 1.5 разам от толщины его внешнего
соседнего слоя. Значения менее 1.0 не разрешаются.
Толщина пристеночного призматического слоя (Thickness of near wall prism
layer)
Когда опция Режима растяжения (Stretching mode) установлена на Толщина
стенки (Wall thickness), вы можете задавать распределение призматических слоев в
регионе через узел Толщина пристеночного призматического слоя (Thickness of near
wall prism layer).
529
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Параметр Значение (Value) фиксирует толщину самого крайнего призматического
слоя введенным значением. Увеличивающий множитель (stretch factor) вычисляется
автоматически для любых внутренних призматических слоев.
Отношение толщин призматического слоя (Prism layer thickness ratio)
Когда опция Режима растяжения (Stretching mode) установлена на Отношение
толщин (Thickness ratio), вы можете задавать распределение призматических слоев для
региона через узел Отношение толщин призматического слоя (Prism layer thickness
ratio).
530
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значение по умолчанию Отношения толщин призматического слоя (Prism layer
thickness ratio) равное 1.5 означает, что наиболее внутренний слой равняется 1.5 разам от
толщины его самого внешнего слоя. Значения менее 1.0 не разрешаются.
Задание параметров условий и значений призматического слоя на границе
(Customizing Prism Layer Boundary Conditions and Values)
На уровне границы вы можете задавать три различных параметра, чтобы управлять
поведением генератора призматического слоя, выбрав опцию Задать нужные величины
(Specify Custom Values) для Настройки пользователем призматической сетки
(Customize prism mesh). Тремя параметрами являются:
Количество призматических слоев (number of prism layers);
Толщина призматического слоя (prism layer thickness); и
Распределение призматического слоя (prism layer distribution) (увеличивающий
множитель (stretching factor), толщина пристеночной области (near wall thickness) или
отношение толщин (thickness ratio).
Количество призматических слоев (Number of prism layers)
Параметр Количество призматических слоев (number of prism layers) управляет
количеством слоев, построенных для каждой поверхности границы в регионе, которой
разрешено иметь призматические слои.
531
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Выбрав узел Количество призматических слоев (Number of prism layers),
становится доступен диалог Свойств (Properties).
Значением по умолчанию Количества призматических слоев (number of prism
layers) является 2. Любое целое значение равное или превышающее 1 может быть введено.
Толщина призматического слоя (Prism layer thickness)
Толщина призматического слоя (Prism layer thickness) управляет итоговой overall
толщиной всех призматических слоев для поверхности границы (boundary surface).
Выбрав узел Толщина призматического слоя (Prism layer thickness), становится
доступен выбор относительного (relative) или абсолютного (absolute) Типа размера (Size
Type).
532
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
В зависимости от выбора Типа размера (Size Type), Относительный размер
(Relative size) или Абсолютный размер (Absolute size) могут быть установлены, чтобы
определить значение толщины.
Растяжение призматического слоя (Prism layer stretching)
Когда опция Режима растяжения (Stretching mode) установлена на
Увеличивающий множитель (Stretch factor), вы можете задавать распределение
призматических слоев для границы через узел Увеличение призматического слоя (Prism
layer stretching).
533
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значение по умолчанию Растяжения призматического слоя (Prism layer stretching)
равное 1.5 означает, что каждый слой равняется 1.5 разам от толщины его внешнего
соседнего слоя. Значения менее 1.0 не разрешаются.
Толщина пристеночного призматического слоя (Thickness of near wall prism
layer)
Когда опция Режима растяжения (Stretching mode) установлена на Толщина
стенки (Wall thickness), вы можете задавать распределение призматических слоев для
границы через узел Толщина пристеночного призматического слоя (Thickness of near
wall prism layer).
534
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Параметр Значение (Value) фиксирует толщину самого крайнего призматического
слоя введенным значением. Увеличивающий множитель (stretch factor) вычисляется
автоматически для любых внутренних призматических слоев.
Отношение толщин призматического слоя (Prism layer thickness ratio)
Когда опция Режима растяжения (Stretching mode) установлена на Отношение
толщин (Thickness ratio), вы можете задавать распределение призматических слоев для
границы через узел Отношение толщин призматического слоя (Prism layer thickness
ratio).
535
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значение по умолчанию Отношения толщин призматического слоя (Prism layer
thickness ratio) равное 1.5 означает, что наиболее внутренний слой равняется 1.5 разам от
толщины его самого внешнего слоя. Значения менее 1.0 не разрешаются.
536
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
5-4. Работа с экструдированной сеткой (Working with the Extruder Mesh)
Построитель экструдированной сетки (extruder mesher) может быть включен с ядром
сетки, когда строится объемная сетка для того, чтобы построить ортогональные
экструдированные ячейки для специфических (особенных) поверхностей границ.
Экструдированная сетка обычно используется для входных (inlet) и выходных
(outlet) типов границ для того, чтобы растянуть объемную сетку за пределы оригинальных
размеров начальной поверхности так, что более представительная вычислительная
область будет получена. Однако, она также может быть использована для любого
граничного типа, где это целесообразно так делать и для комбинаций смежных границ,
таких, как расширение стенок коробки во всех внешних направлениях.
Заметьте, что модель экструдирования сетки (extruder meshing model) не может быть
использована на импортированных объемных сетках для того, чтобы вытянуть границы. В
этом случае поверхность может быть извлечена из оригинальной объемной сетки, и новая
сетка создана в STAR-CCM+, активировав модель экструдера, чтобы вытянуть область.
Что такое модель экструдирования сетки (Extruder Meshing Model)?
Модель экструдирования сетки (extruder meshing model) в случае, когда она
активирована и установлена для особенной границы, выполняет дополнительный шаг
построения объемной сетки, как только ядро сетки (core mesh) и что необязательно –
призматический слой сетки (prism layer mesh) построены. Основанная на заданных
значениях для количества слоев (number of layers), величины экструдирования (extrusion
magnitude) и растяжения (stretching), объемная сетка будет экструдирована с указанной
границы либо по нормали, либо в указанном направлении, получая в результате
расширение изначальной области. Пример экструзии (extrusion, экструдированной сетки)
для входной границы (inlet) в направлении нормали представлен ниже:
537
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Если генератор призматического слоя (prism layer mesher) был включен как часть
построения объемной сетки, то призматические слои также будут экструдированы для
типов границ без призматического слоя (non-prism layer type boundaries), подобно примеру
выше. По умолчанию экструдированная сетка будет также принадлежать тому региону,
которому принадлежала изначальная граница, но ее автоматически можно отнести к
новому региону, если требуется. Граничный тип, использованный для экструдированного
объема, будет экстраполирован (extrapolated) с окружающих границ.
Модель экструдирования сетки (extruder meshing model) может быть активирована
для любого из типов ядра сетки (core mesh types) и применена к любой границе. Однако
необходимо позаботиться о том, чтобы экструдированный объем не пересекался с
существующей сеткой каким-либо способом. Хотя это не будет придавать
несостоятельности вычислительной области, но это и не благоприятствует при переходе к
пост-обработке (post-processing) результатов анализа (или объясняя реальность такого
вычисления!). Свойства экструдированной сетки могут быть изменены, чтобы
варьировать поведение экструзий на соседних границах.
Модель экструдирования сетки (extruder meshing model) отличается от генератора
призматического слоя (prism layer meshing) тем, что последний не может расширять сетку
за пределы границ начальной поверхности и обычно используется для того, чтобы
обеспечивать ортогональные ячейки рядом с границами стенки для улучшения
моделирования турбулентности и теплопереноса.
538
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Изменение свойств модели экструдирования сетки (Changing the Extruder Mesh
Model Properties)
Когда выбрана модель экструдирования сетки (extruder meshing model), опции по
умолчанию для схемы экструдирования сетки (extruder mesher) могут быть увидены,
выбрав узел Экструдер (Extruder) узла Модели (Models) сеточной модели (mesh
contunuum):
Доступны следующие опции:
Границы зафиксированы (frozen boundaries); и
Проверить правильность (check validity)
Границы зафиксированы (Frozen Boundaries)
Опция Границы зафиксированы (Frozen Boundaries), которая включена по
умолчанию, определяет как соседние поверхности будут вести себя, когда
экструдированы. Когда экструдируешь границу, которая включает особенность (feature)
или острый угол, тогда по умолчанию результатом будет скругленный угол («rounded
corner») в экструдированной сетке, который может требоваться, а может и нет в
зависимости от обстоятельств. Если граница разделяется перед тем, как осуществлен
процесс построения сетки, тогда экструдер будет расценивать каждую границу как
«зафиксированную» («frozen»), так что он будет экструдировать каждую в отдельности, в
результате получая каждый экструдированный блок не связанный с его соседом. Чтобы
избежать такой ситуации, опция Границы зафиксированы (Frozen Boundaries) может
539
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
быть выключена для того, чтобы позволить новым границам, которые создаются как часть
экструзии, быть использованными для второй экструзии, вовлекающей изначального
соседа. Результатом этого будут экструдированные блоки, связанные вместе как часть
процесса построения сетки, который будет создавать острые углы в сетке.
Опция Границы зафиксированы (Frozen Boundaries) включена по умолчанию. Это
будет производить наиболее быструю экструзию всех выбранных границ, поскольку не
требуется проводить проверок для новых границ после каждой экструзии. Выключив
опцию, в некоторых случаях может значительно замедлиться процесс экструзии.
Проверить правильность (Check Validity)
Опция Проверить правильность (Check Validity), которая включена по умолчанию,
проверяет правильность полученной в результате экструдированной сетки и
предпринимает корректирующие действия, если проблемы найдены. Рекомендуется,
чтобы эта опция оставалась включенной, когда используется модель экструдера.
Выбор модели экструдирования сетки (Selecting the Extruder Meshing
Model)
Модель экструдирования сетки (extruder meshing model) может быть выбрана для
любой сеточной модели (mesh continuum), как только модель ядра объемной сетки (core
volume mesh) была выбрана.
Задание параметров граничных условий и значений экструдера
(Customizing Extruder Boundary Conditions and Values)
Значения для экструдера могут быть установлены только для индивидуальных
границ – без разницы, для области или интерфейса значения доступны. Выбирая тип
экструзии (extrusion type), может быть выбрана одна из пяти различных опций:
Постоянная скорость (constant rate);
Постоянная скорость в направлении нормали (constant rate normal);
Гиперболический тангенс (hyperbolic tangent);
Симметричный гиперболический тангенс (symmetric hyperbolic tangent); или
Наружная подповерхность (outward subsurface)
Две опции постоянной скорости (constant rate) относятся к постоянному отношению
толщин, полученных между одним слоем ячеек и следующим, когда применяется
растяжение (stretching). Две опции гиперболического тангенса (hyperbolic tangent)
используют гиперболический закон растяжения (hyperbolic based stretching law), чтобы
вычислять распределение ячеек вдоль экструзии; используются в особенности для
аэрокосмических приложений и других, где разрешение граничного слоя рассматривается
как критичное. Симметричная гиперболическая опция (symmetric hyperbolic) производит
простое растяжение с обоих концов.
Опция наружной подповерхности (outward subsurface) предусматривает
альтернативную схему, основанную на методе генерации подповерхности, используемой
кодом. Как правило, другие методы экструзии просто экструдируют сетку в направлении
нормали к отдельно взятой грани на указанное расстояние, которые иногда могут
привести к проблемным ячейкам в некоторых областях. Метод наружной подповерхности
540
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
(outward subsurface) смотрит на окружающие грани и экструдирует в направлении,
которое меньше всего доставит проблем. Дополнительно, он может частично или
полностью втянуть (retract) экструзию в областях, где выполнение полной экструзии
привело бы к ошибкам в полученной в результате сетке. В частности этот метод подходит
сложным потоковым сеткам, которые требуют экструзий из множественных границ для
того, чтобы сгенерить твердотельную внешнюю или внутреннюю область для целей
включения теплопереноса как части решения. Заметьте, что свойство экструдера
Границы зафиксированы (Frozen Boundaries) должно быть включено для того, чтобы
использовать наружную подповерхность (outward subsurface) опцию экструдера.
Все пять опций требуют, чтобы параметры экструдирования были установлены для
получения успешной экструзии. Дополнительно, выбирая опции Постоянная скорость
(constant rate), Гиперболический тангенс (hyperbolic tangent) или Симметричный
гиперболический тангенс (symmetric hyperbolic tangent), направление экструзии в
указанной координатной системе также должно быть задано.
Установка параметров экструзии (Setting the Extrusion Parameters)
На граничном уровне вплоть до четырех различных параметров могут быть заданы
для того, чтобы управлять поведением экструдера, если он был активирован для границы.
Ими являются:
Система координат (coordinate system)
Амплитуда направления (direction magnitude)
Количество экструдированных слоев (number of extrusion layers); и
Растяжение экструзии (extrusion stretching)
Каждый параметр иллюстрируется на диаграмме ниже
541
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Дополнительно доступна опция, чтобы автоматически создавать новый регион для
экструдированной сетки. Поведением по умолчанию является использование того же
региона для сетки, что и для границы, с которой экструдировали.
Система координат экструзии (Extrusion Coordinate System)
Выбирая опции Постоянная скорость (Constant rate), Гиперболический тангенс
(Hyperbolic tangent) или Симметричный гиперболический тангенс (Symmetric hyperbolic
tangent) для типа экструзии, система координат, в которой выполняется экструзия, также
должна быть задана. Раз была определена новая система, то она может быть выбрана
через выпадающее меню Система Координат (Coordinate System) в окне Свойств
(Properties):
Экструзии могут быть выполнены используя декартовский (cartesian),
цилиндрический (cylindrical) или сферический (spherical) тип координатных систем.
542
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Амплитуда направления экструзии (Extrusion Direction Magnitude)
Амплитуда направления экструзии (Extrusion Direction Magnitude) является
итоговым расстоянием в каждом направлении координат, на которое сетка будет
экструдирована в заданной координатной системе. Выбрав узел Параметры Экструзии
(Extrusion Parameters), можно изменять значения через окно Свойств (Properties).
Значение Амплитуды направления (Direction Magnitude) может быть установлено
для каждого направления, используя любые из разрешенных единиц и должно быть
больше 0.
Когда выбраны Постоянная скорость (Constant rate) или Наружная
подповерхность (Outward subsurface) типы экструзии, узел Нормальные Параметры
Экструзии (Normal Extrusion Parameters) будет доступен взамен:
543
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
В этом случае требуется задать только Величину (Magnitude) в направлении
нормали, используя любые из разрешенных единиц.
Количество экструдированных слоев (Number of Extrusion Layers)
Параметр Количество слоев (Number of Layers) определяет число ячеек в
направлении экструзии. Выбрав узел Параметры Экструзии (Extrusion Parameters),
можно изменять значения через окно Свойств (Properties).
544
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значением по умолчанию является 1, которое является и минимальным к тому же.
Разрешенный максимальный предел количества слоев отсутствует.
Растяжение экструзии (Extrusion Stretching)
Смысловое значение растяжения зависит от выбранного типа экструзии. Выбирая
опцию Постоянная скорость (Constant rate) для типа экструзии, параметр Растяжение
(Stretching) становится отношением размера наиболее далекого слоя к базовому или
исходному (root) слою и управляет относительной длиной экструдированных ячеек в
направлении экструзии. Значение свыше 1 будет производить скопление (clustering) по
направлению к изначальной границе, в то время как значение ниже 1 будет производить
скопление по направлению от нее.
Когда выбран тип экструзии Гиперболический тангенс (hyperbolic tangent),
параметр
Растяжение
(Stretching)
является
безразмерным
(non-dimensional)
коэффициентом скопления (clustering factor). Если используется значение близкое к 0,
тогда достигается разбиение на приблизительно равные промежутки каждого слоя ячеек, в
то время как значения свыше 0 будут начинать ускоренное скопление (clustering) слоев
545
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
ячеек в направлении исходной (root) границы (плюс окончания границы, используя
симметричную (symmetric) опцию).
Выбрав узел Параметры Экструзии (Extrusion Parameters), можно изменять
значения через окно Свойств (Properties).
Позволяется любое значение Растяжения (Stretching) большее 0. Значение по
умолчанию равное 1 будет производить различные результаты, зависящие от выбранного
типа экструзии.
Создать Новый Регион Экструдера (Extruder Create a New Region)
Опция Создать Новый Регион (Create a New Region) определяет будет ли
экструдированная сетка располагаться в новом регионе или будет частью того же региона,
что и исходная (root) граница, с которой происходило экструдирование. Опция
представлена в окне Свойств (Properties) узла Параметры Экструзии (Extrusion
Parameters):
546
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
По умолчанию опция Создать Новый Регион (Create a New Region) выключена.
Включая опцию, будет создаваться новый регион для экструдированной сетки,
называемый Экструзия из {Имя Границы} (Extrusion from {Boundary Name}). Заметьте,
что новый регион не отображается автоматически как часть модели, поэтому, чтобы
увидеть результат вам надо добавить части любого нового региона на текущий
отображатель (displayer).
Если однако опция Границы зафиксированы (frozen boundaries) выключена, а
опция Создать Новый Регион (Create a New Region) включена для двух или более
смежных границ, тогда поведение схемы возвращается к тому, будто бы опция Границы
зафиксированы (frozen boundaries) включена.
547
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
5-5. Работа с генератором для тонких тел (Working with the Thin
Mesher)
Генератор для тонких тел (Thin Mesher) может быть использован для создания
объемной сетки для тонких областей (thin regions). Он может быть использован вместо
одного из других ядер генераторов объемного ядра (core volume mesher) для того, чтобы
создать призматический тип сетки в геометриях, которые преимущественно тонкие или
имеют тонкие структуры, включенные в них. Может быть установлен предел (threshold),
чтобы определить какие части геометрии должны быть расценены как тонкие. Для
нетонких частей геометрии, тетраэдральная (tetrahedral) или многогранная (polyhedral)
сетка будет создана как обычно. Для отдельно взятой области, сетка, полученная в
результате, всегда будет неразрывной (continuous). Другими словами, не будет резкой
неоднородности (discontinuity) между тем, что расценивается как тонкие и нетонкие
секции.
Генератор для тонких тел (Thin Mesher), как правило, используется для
тонкополосных геометрий, где толщина твердого материала необходима быть охвачена
(adequately captured) ячейками хорошего качества, поэтому анализ теплопереноса может
быть выполнен между любыми геометриями, которые находятся в контакте друг с другом.
Что такое модель построения тонких тел? (What is the Thin Meshing
Model)?
Когда она активирована, модель построения тонких тел (thin meshing model)
позволяет тонким областям в геометрии иметь объемную сетку призматического типа
(prismatic type volume mesh) для того, чтобы улучшить итоговое качество ячеек и
уменьшить число ячеек, в сравнении с эквивалентом тетраэдральной (tetrahedral) или
многогранной (polyhedral) типов ядра сетки. Это может помочь (aid) сходимости задач, в
которые вовлечен сопряженный теплообмен (conjugate heat transfer) для тонких
геометрий. Может быть установлено количество слоев в построении сетки для тонких тел,
и в дополнении представлена опция, чтобы позволить размер предела (threshold size) для
установки тонких/нетонких структур. Выбор между трехгранной (triangular) и
многогранной (polyhedral) типами сетки для тонких тел также позволен.
Пример сетки для тонких тел с двумя трехгранными призматическими слоями
показан ниже:
548
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Триангулированная поверхностная сетка хорошего качества требуется в качестве
входного условия (input) генератору тонких тел (thin mesher). Там где геометрия
рассматривается моделью построения сетки не как тонкая, призматическая сетка в тонких
местах будет естественно преобразовываться к типу сетки с обыкновенным (normal)
ядром в нетонких областях (non-thin section). Предел (threshold) для этого перехода
(transition) случается, если расстояние между двумя противоположными поверхностями
(основной поверхности (base surface) и желаемой поверхности (target surface)) больше в
четыре раза средней длины ребра основной поверхности (average edge length of the base
surface).
Свойства тонкой сетки могут быть изменены, чтобы предоставить дополнительное
управление (controls) за построением сетки. Входные значения (input values) могут быть
установлены на двух различных уровнях, перечисленных ниже, с учетом приоритета от
более низкого к более высокому:
глобальный уровень (global level); и
уровень региона(region level)
Учтите, что текущая имплементация генератора для тонких тел (thin mesher) не
принимает во внимание какие-либо интерфейсы (границы раздела), которые могут
существовать между двумя и более регионами. Влияние любых интерфейсов должно быть
сведено на нет (negated) активированием опции построения сетки по областям (per-region
meshing) для сеточной модели, для которой активирован генератор для тонких тел (thin
mesher). Если эта опция не активируется, тогда будет создаваться неработоспособная
(invalid) тонкая сетка, пытаясь выполнить многорегионное построение сетки (multi-region
meshing).
549
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
На данный момент генератор для тонких тел (thin mesher) не может быть
использован вместе с Объемным контролем (Volumetric controls). В этом случае не
предусмотрен метод по заданию Объемного контроля (Volumetric controls) для генератора
для тонких тел (thin mesher). Поскольку он используется вместо одного из обыкновенных
(normal) генераторов ядра сетки (core volume meshers) для отдельно взятого региона, он не
может быть использован в паре с моделями генератора призматического слоя (prism layer
mesher) и экструдера (extruder).
Изменение Свойств Модели Генератора для Тонких Тел (Changing
the Thin Mesher Model Properties)
Когда активирована модель генератора для тонких тел (thin mesher), опции по
умолчанию для схемы построения сетки могут быть увидены, выбрав узел Генератора
для Тонких Тел (Thin Mesher) узла Модели (Models) сеточной модели (mesh contunuum):
Доступны следующие опции:
Тип многогранных ячеек (Polyhedral cells type);
Запустить оптимизатор (Run optimizer);
Автоматическая корректировка (Automatic correction); и
Задать предел толщины (Customize thickness threshold)
Тип многогранных ячеек (Polyhedral cells type)
550
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Опция Тип многогранных ячеек (Polyhedral Cells Type) определяет тип
призматических ячеек, которые создает генератор для тонких тел (thin mesher). Здесь
предусмотрены две опции:
Треугольные призмы (triangular prisms); и
Многоугольные призмы (polygonal prisms)
Эти опции могут быть увидены в выпадающем меню для Типа многогранных
ячеек (Polyhedral Cells Type) в окне Свойств (Properties):
По умолчанию Тип многогранных ячеек (Polyhedral Cells Type) установлен на
значении Многоугольные призмы (Polygonal prisms). Это означает, что будет
использоваться сетка, основанная на многогранниках (polyhedral based mesh). В тонких
областях будут созданы многосторонние (multi-sided) призматические ячейки, в то время
как в нетонких (non-thin) областях – будет создаваться регулярный многогранный тип
сетки.
В результате изменения опции на Треугольные призмы (Triangular prisms) сетка,
основанная на треугольниках, будет использоваться взамен. В регионах, определенных
быть тонкими, ячейки будут регулярными трехсторонними призмами, в то время как в
нетонких (non-thin) областях - регулярный тетраэдральный тип сетки будет создаваться.
Пример тонкой сетки с использованием многоугольных призм (polygonal prisms)
показан ниже:
551
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Запустить Оптимизатор (Run Optimizer)
Опция Запустить Оптимизатор (Run Optimizer), которая выключена по умолчанию,
разрешает выполнение дополнительной оптимизации тонкой сетки, когда установлен тип
сетки многоугольные призмы (polygonal prism).
В результате будет создаваться сетка более высокого качества в областях тонкой
сетки. Это будет требовать более длительного времени построения сетки. Опция
Запустить Оптимизатор (Run Optimizer) не будет оказывать никакого влияния, если
выбран тип сетки треугольные призмы (triangular prism).
Автоматическая коррекция (Automatic correction)
Опция Автоматическая коррекция (Automatic correction), которая включена по
умолчанию, позволяет модели генератора для тонких тел (thin mesher model) использовать
ячейки отличные от призм в тонких областях, когда изначально в определенных местах
получена неработоспособная (invalid) сетка. Эту опцию следут оставлять включенной, где
это возможно, чтобы убедиться, что получается неразрывная (continuous) верная
(допустимая, valid) сетка.
Задать Предел Толщины (Customize Thickness Threshold)
Опция Задать Предел Толщины (Customize Thickness Threshold) позволяет задавать
предел толщины (thickness threshold), ниже которого геометрия расценивается как
552
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
тонкая. По умолчанию генератор для тонких тел (thin mesher) будет определять какие
части геометрии тонкие, а какие нет, с тем, чтобы подходящий тип сетки мог быть
использован. Если этот процесс оценки (determination) не является оптимальным, тогда он
может быть аннулирован включением опции задания предела толщины и указанием
подходящего размера отсечки (cut-off size) взамен.
Выбор Модели Генератора для Тонких Тел (Selecting the Thin Mesher
Model)
Модель тонкой сетки может быть выбрана для любой сеточной модели (mesh
continuum) вместо того, чтобы использовать обыкновенные (normal) генераторы
объемного ядра (core volume meshers).
Установка Глобальных Относительных Величин Генератора для
Тонких Тел (Setting the Global Thin Mesher Reference Values)
Следующие относительные величины (reference values) применимы к генератору для
тонких тел, когда активирована опция Задать Предел Толщины (Customize Thickness
Threshold):
базовый размер (base size);
слои для генератора тонких тел (thin mesher layers); и
толщина тонкого тела (thin mesher solid thickness)
Эти опции могут быть увидены, открыв управляющий узел Относительные
Величины (Reference Values) в дереве задачи:
553
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Слои для генератора тонких тел (Thin Mesher Layers)
Узел Слои для генератора тонких тел (Thin Mesher Layers) позволяет задавать
количество призматических слоев, которые генератор для тонких тел (thin mesher) будет
создавать в геометриях, расцененных как тонкие. Выбрав этот узел, будет предоставлен
доступ к свойству Количество Слоев (Number of Layers):
Значением по умолчанию является 1. Может быть задано любое целое значение
большее 0.
Толщина тонкого тела (Thin mesher solid thickness)
Узел Толщина тонкого тела (Thin mesher solid thickness) позволяет задавать предел
толщины (threshold thickness), ниже которого геометрия будет расцениваться как тонкая.
Чтобы он был доступен, необходимо активировать для этого узла свойство модели Задать
Предел Толщины (Customize Thickness Threshold). Выбрав этот узел, предоставляется
доступ к опциям Толщины тонкого тела (Thin solid thickness):
554
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
В зависимости от выбора Типа размера (Size type), Относительный Размер
(Relative Size) или Абсолютный Размер (Absolute Size) могут быть установлены для
определения значения толщины. Значением толщины по умолчанию является 1.0 м или
100% базового значения (base value). Задавая значение 0 м, означает, что модель
генератора для тонких тел будет самостоятельно расценивать тонкий/нетонкий предел
толщины. Задав значение больше 0 м, будет сказано генератору для тонких тел
просмотреть геометрию и определить тонкие области, основанные на заданном значении.
Поверхности, не соответствующие близости (proximity) этого предела, будут
расцениваться нетонкими (non-thin) и будут строиться с непризматическим (non-prismatic)
типом сетки.
Задание Условий и Значений Генератора для Тонких Тел в Регионе
(Customizing Thin Mesher Region Conditions and Values)
На уровне региона два различных параметра могут быть заданы для управления
поведением Генератора для Тонких Тел, когда опция Уточнить Параметры
Генератора для Тонких Тел (Customize Thin Mesher Parameters) активирована в узле
Сеточные Условия (Mesh Conditions). Двумя параметрами являются:
слои для генератора тонких тел (thin mesher layers); и
толщина тонкого тела (thin mesher solid thickness)
555
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Слои для генератора тонких тел в регионе (Region Thin Mesher Layers)
Узел Слои для генератора тонких тел (Thin Mesher Layers) для региона управляет
количеством призматических слоев, которые генератор тонких тел (Thin Mesher) будет
создавать в геометриях, расцененных быть тонкими в том регионе.
Выбрав этот узел, будет предоставлен доступ к свойству Количество Слоев (Number
of Layers):
Значением по умолчанию является 1. Может быть задано любое целое значение
большее 0. Эта настройка будет аннулировать (override) глобальное относительное
значение (global reference value) для модели.
Толщина тонкого тела для региона (Region thin mesher solid thickness)
Узел Толщина тонкого тела (Thin mesher solid thickness) для региона позволяет
задавать предел толщины (threshold thickness), ниже которого геометрия будет
расцениваться как тонкая. Чтобы он был доступен, необходимо активировать для этого
узла свойство модели Задать Предел Толщины (Customize Thickness Threshold). Выбрав
этот узел, предоставляется доступ к опциям Толщины тонкого тела (Thin mesher solid
thickness):
556
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
В зависимости от выбора Типа размера (Size type), Относительный Размер
(Relative Size) или Абсолютный Размер (Absolute Size) могут быть установлены для
определения значения толщины. Значением толщины по умолчанию является 1.0 м или
100% базового значения (base value). Задавая значение 0 м, означает, что модель
генератора для тонких тел будет самостоятельно расценивать тонкую/нетонкую толщину.
Задав значение больше 0 м, будет сказано генератору для тонких тел просмотреть
геометрию и определить тонкие области, основанные на заданном значении. Поверхности,
не соответствующие близости (proximity) этого предела, будут расцениваться нетонкими
(non-thin) и будут строиться с непризматическим (non-prismatic) типом сетки.
Эта настройка будет аннулировать (override) глобальное относительное значение
(global reference value) для модели.
557
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
5-6. Работа с Построителем Сетки Обобщенного Цилиндра (Working
with the Generalized Cylinder Mesher)
Построитель сетки обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher) используется
в паре с многогранной (polyhedral) объемной сеткой, для того чтобы строить
экструдированную сетку вдоль длины частей, которые расцениваются как обобщенные
цилиндры (generalized cylinders). Это сокращает общее количество ячеек и улучшает
скорость сходимости в некоторых задачах. Для того чтобы применить Построитель сетки
обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher), возможные (candidate) цилиндры
должны быть определены в отдельные границы. Вместе с генератором предусмотрен
инструмент (tool), который может автоматически определять, какие границы подходят для
построения сетки обобщенного цилиндра (generalized cylinder meshing). Свойства модели
обобщенного цилиндра (generalized cylinder model) устанавливаются на граничном уровне.
Построитель сетки обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher) может быть
использован в паре с генератором призматического слоя (prism layer mesher).
Модель построителя сетки обобщенного цилиндра (generalized cylinder meshing
model) лучше всего походит к задачам, где течение движется вдоль приближенно (roughly)
цилиндрических секций геометрии, и направление потока параллельно стенки сосуда
(vessel wall), например течение по трубам (flow down pipes). Такие задачи могут быть
решены более эффективно, используя ячейки, ориентированные в направлении потока
жидкости. Пример сетки обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesh) показан ниже;
некоторые из изначальных ячеек были подвержены воздействию (exposed).
558
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Что такое Обобщенный Цилиндр? (What is a Generalized Cylinder?)
Обобщенные Цилиндры (Generalized Cylinders) характеризуются граничными
стенками (bounding wall) с закрытым контуром (closed loop) с каждого конца, как показано
на снимке с экрана (screenshot) ниже.
Возможные цилиндры (candidate cylinders) могут быть прямые (straight) или
вытекать из сглаженной кривой (smooth curve), и поперечная форма (cross-sectional shape)
должна иметь гладкие ребра (smooth edges). Возможные цилиндры (candidate cylinders)
могут отличаться по размеру и форме вдоль их длины, но переходы по размеру и форме
также должны быть сглажены (smooth). Замкнутый контур (closed loops), который
определяет начало и конец обобщенного цилиндра (generalized cylinder), должен быть
плоским (planar) или приближенно плоским.
Несколько различных цилиндрических элементов, которые были построены с
использованием генератора обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher) показаны
на следующем снимке с экрана:
559
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Триангулированная поверхностная сетка хорошего качества требуется в качестве
входного условия (input) генератору обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher),
и возможные кандидаты для генерации должны быть заданы как отдельные границы в
регионе. Результатом неспособности подготовить геометрию и поверхностную сетку на
нужный лад, будет либо сгенеренная сетка плохого качества или преждевременное
прекращение (abortion) процесса построения объемной сетки. Генератор может
автоматически определять, какие границы подходят для построения сетки обобщенным
цилиндром (generalized cylinder meshing), а любые границы, которые не расцениваются
как цилиндрические, когда происходит изучение обобщенным цилиндром (generalized
cylinder), не могут быть построены таким способом. Если генератор обобщенного
цилиндра (generalized cylinder mesher) включается вручную для границ, которые не
расцениваются STAR-CCM+ как цилиндрические, генерация объемной сетки будет
преждевременно прервана (aborted), и появится сообщение об ошибке.
Учтите, что текущая имплементация генератора обобщенного цилиндра (generalized
cylinder mesher) не распознает цилиндрические элементы, чьи границы задаются как
интерфейсы (границы раздела). Для того чтобы использовать интерфейсы вместе с сеткой
обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesh), объемная сетка должна быть сперва
сгенерена, а потом созданы любые интерфейсы.
Генератор обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher) может косвенно
(indirectly) находиться под влиянием Объемного контроля (volumetric control), который
обволакивает (encapsulates) один или оба конца цилиндрической секции. Когда в
560
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Объемном контроле (volumetric control) задан размер поверхности (custom surface size), это
будет определять количество узлов (vertices) вокруг концевой замкнутой системы (end
loops) цилиндра, которые будут сохранены генератором обобщенного цилиндра
(generalized cylinder mesher).
Выбор Модели Генератора Обобщенного Цилиндра (Selecting the
Generalized Cylinder Mesher Model)
Модель Генератора Обобщенного Цилиндра (Generalized Cylinder Meshing Model)
может быть выбрана после того, как выбран генератор многогранной объемной сетки
(polyhedral volume mesher).
Когда выбрана модель Генератора Обобщенного Цилиндра (generalized cylinder
meshing model), узел Тип экструзии обобщенного цилиндра (generalized cylinder
extrusion type) добавляется к каждой границе под узлом Сеточные условия (Mesh
Conditions). Генератор обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher) активируется
через этот узел для отдельных границ и может быть включен либо автоматически, либо
вручную.
Подготовка Границ для Генератора Обобщенного Цилиндра
(Preparing Boundaries for the Generalized Cylinder Mesher)
Цилиндрические части геометрии должны быть определены в отдельных границах
для того, чтобы можно было распознать генератором обобщенного цилиндра. Это может
быть сделано разделением границ (splitting the boundaries) до момента генерации
объемной сетки.
Геометрия, показанная на следующем снимке с экрана, содержит две
цилиндрические трубы, которые являются хорошими кандидатами для построения сетки с
использованием обобщенного цилиндра. Однако на данный момент геометрия определена
как единственная (single) граница, поэтому обобщенный цилиндр не будет способен
распознать секции трубок (pipe sections).
561
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Для того чтобы генератор обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher) мог
распознать трубки, они должны быть разделены на отдельные границы, используя один
или более инструмент по разделению (splitting tool), доступный в STAR-CCM+.
Сейчас секции трубок определяются как отдельные границы, и инструмент по
определению обобщенного цилиндра (generalized cylinder detection tool) может быть
использован, чтобы дать оценку могут ли они быть построены как обобщенные цилиндры
(generalized cylinders).
562
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Автоматическое Определение Цилиндров (Detecting Cylinders
Automatically)
Модель генератора обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher model) может
быть использована, чтобы автоматически определять, какие границы в задаче подходят
для построения сетки обобщенным цилиндром (generalized cylinder meshing). Чтобы
сделать это, сначала убедитесь, что модель обобщенного цилиндра (generalized cylinder
model) была выбрана, затем щелкните правой кнопкой мыши по узлу Модели >
Обобщенный Цилиндр (Models > Generalized Cylinders) сеточной модели (mesh continuum)
и выберите Управление Цилиндрами (Manage Cylinders).
563
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Выбор этой опции просит STAR-CCM+ искать границы, которые приближенно
цилиндрические. Когда поиск завершается, границы, которые удовлетворяют критерию
построения сетки обобщенным цилиндром (generalized cylinder meshing), подсвечиваются
на активной сцене (подразумевается, что сцена открыта), и они перечисляются в диалоге
Найти Цилиндры (Find Cylinders). Диалог используется, чтобы активировать или
отключить построение сетки обобщенным цилиндром (generalized cylinder meshing) на
границах, найденных во время поиска. Это выполняется отметкой (ticking) или снятием
отметки (clearing) в соответствующих полях для выбора.
Рассматривая подсвеченные границы на активной сцене, вы можете решить, какие из
них будут строиться как обобщенные цилиндры (generalized cylinders), затем отметьте или
снимите отметку в соответствующих полях в диалоге Найти Цилиндры (Find Cylinders).
Хорошей практикой является делать это перед нажатием Ok в диалоге Найти Цилиндры
(Find Cylinders).
Следующий снимок с экрана иллюстрирует ситуацию, когда поиск обобщенного
цилиндра обнаружил границу, которая не подходит для построения сетки обобщенным
цилиндром (generalized cylinder meshing), Chamber. Поскольку было бы желательно
564
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
построить сетку обобщенного цилиндра на границах InflowPipe и OutflowPipe и не строить
на границе Chamber, построитель может быть отключен для границы Chamber, очистив
поле для выбора в диалоге Найти Цилиндры (Find Cylinders).
Когда изменения в диалоге Найти Цилиндры (Find Cylinders) завершены, нажатие
Ok активирует построитель обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher) для
выбранных границ. Это устанавливает тип экструзии обобщенного цилиндра
(generalized cylinder extrusion type) для каждой границы на значении Константа (Constant),
а параметры экструзии (extrusion parameters) для сетки будут иметь значения по
умолчанию. Чтобы выбрать альтернативный тип экструзии или настроить параметры
экструзии, изменения должны быть сделаны для каждой границы в отдельности.
Опция Управление Цилиндрами (Manage Cylinders) также может быть
использована для того, чтобы очистить настройки обобщенного цилиндра (generalized
cylinder settings) от специфичных границ. Это делается, используя диалог Найти
Цилиндры (Find Cylinders), очисткой полей для выбора для желаемых границ и нажатием
Ok. Альтернативно настройки обобщенного цилиндра могут быть очищены для всех
границ, выбрав Очистить все опции обобщенных цилиндров (Clear all Generalized
Cylinders Options).
Очистка всех опций обобщенного цилиндра (Clearing All Generalized
Cylinder Options).
Возможно очищать настройки обобщенного цилиндра для всех границ в модели,
щелкнув правой кнопкой мыши по узлу Модели > Обобщенный Цилиндр (Models >
565
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Generalized Cylinders) сеточной модели (mesh continuum) и выбрав Очистить все опции
обобщенных цилиндров (Clear all Generalized Cylinders Options). Эта опция сбрасывает
сеточное условие тип экструзии обобщенного цилиндра (generalized cylinder extrusion
type) для всех границ на Никакой (None), таким образом отключая построитель
обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher).
Альтернативно построитель обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher)
может быть отключен для отдельных границ, используя опцию Управление Цилиндрами
(Manage Cylinders) или вручную, изменив свойства сеточного условия тип экструзии
обобщенного цилиндра (generalized cylinder extrusion type) для каждой границы.
Задание Параметров Условий и Значений Обобщенного Цилиндра
(Customizing Generalized Cylinder Conditions and Values)
Свойства для модели построения сетки обобщенного цилиндра (generalized cylinder
meshing model) устанавливаются на граничном уровне – никакие свойства, основанные на
сеточной модели (mesh continuum), регионе или интерфейсе, не доступны. Сетка
обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesh) включается или отключается
посредством сеточного условия тип экструзии обобщенного цилиндра (generalized
cylinder extrusion type). Если она активирована, сетка может контролироваться установкой
параметров обобщенного цилиндра (generalized cylinder parameters).
Тип экструзии обобщенного цилиндра (Generalized Cylinder Extrusion Type)
Тип экструзии обобщенного цилиндра (Generalized Cylinder Extrusion Type)
определяет будет или нет генериться сетка обобщенного цилиндра (generalized cylinder
mesh) на границе, и если так, то предлагает выбор для типа экструдированной сетки. Если
модель построения сетки обобщенного цилиндра (generalized cylinder meshing model)
566
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
выбрана, каждая граница будет иметь узел тип экструзии обобщенного цилиндра
(generalized cylinder extrusion type).
Тип экструзии определяется свойством Закон Экструзии (Extrusion Law), и
доступными опциями являются:
Никакой (none);
Константа (constant); и
Симметричный гиперболический тангенс (symmetric hyperbolic tangent).
Когда построение сетки обобщенным цилиндром (generalized cylinder mesher)
активируется инструментом по определению обобщенного цилиндра (generalized
cylinder detection tool), Закон Экструзии (Extrusion Law) будет установлен на значении
Константа (Constant).
Никакой (None)
Настройкой по умолчанию для Закона Экструзии (Extrusion Law) является
Никакой (None). Когда это выбрано, сетка обобщенного цилиндра (generalized cylinder
567
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
mesh) не будет создаваться на границе, а многогранная сетка (polyhedral mesh) будет
создаваться взамен.
Константа (Constant)
Результатом этой опции является сетка, содержащая ячейки с постоянной длиной,
как показано ниже. Свойства сетки контролируются узлом параметры обобщенного
цилиндра (generalized cylinder parameters), который добавляется к границе под узлом
Сеточные Значения (Mesh Values).
Симметричный Гиперболический Тангенс (Symmetric Hyperbolic Tangent)
Выбор Симметричный Гиперболический Тангенс (Symmetric Hyperbolic Tangent)
позволяет, чтобы сгенерированная сетка имела более короткие ячейки в начале и в конце
цилиндра и более длинные ячейки в середине, как показано ниже. Свойства сетки
контролируются узлом параметры обобщенного цилиндра (generalized cylinder
parameters), который добавляется к границе под узлом Сеточные Значения (Mesh
Values).
568
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Установка Параметров Обобщенного Цилиндра (Setting the
Generalized Cylinder Parameters)
Параметры обобщенного цилиндра (generalized cylinder parameters) задают сетку,
создаваемую построителем обобщенного цилиндра (generalized cylinder mesher). Этот узел
активируется, если свойство Закон Экструзии (Extrusion Law) узла тип экструзии
обобщенного цилиндра (generalized cylinder extrusion type) установлен либо на значении
Константа (Constant), либо на Симметричный Гиперболический Тангенс (Symmetric
Hyperbolic Tangent). Доступными свойствами являются:
Количество слоев (number of layers); и
Растяжение (stretching).
Количество слоев (Number of Layers)
Свойство Количество Слоев (Number of Layers) определяет, как много слоев ячеек
генерится вдоль длины экструзии.
569
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Только целые значения могут быть использованы, чтобы установить количество
слоев. Значением по умолчанию является 20. Увеличивая количество слоев, может
улучшиться сетка, сгенеренная на цилиндрических элементах, которые имеют высокую
степень кривизны (curvature).
Коэффициент Растяжения (Stretching Factor)
Свойство Растяжение (Stretching) определяет относительный размер каждого слоя
ячеек вдоль длины цилиндра. Для типов экструзии Константа (Constant) значение
зафиксировано на 1.0, в результате чего, слои ячеек получаются приблизительно одного
размера (в зависимости от геометрии). В случае, когда тип экструзии установлен на
значении Симметричный Гиперболический Тангенс (Symmetric Hyperbolic Tangent),
свойство Растяжение (Stretching) может быть использовано, чтобы генерить более
длинные ячейки в середине цилиндра и более короткие с любого конца. Увеличение
значения приводит к тому, что больше слоев ячеек скапливается в направлении окончаний
цилиндра, а более длинные ячейки – в средней части. Значения меньше 1.0 округляются
до 1.0 в STAR-CCM+.
570
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение объёмной сетки.
Версия 5.02
Дата: 29.03.2010
Значение по умолчанию свойства равно 1.0. Это значение будет инициировать
создание слоев ячеек одинакового размера.
571
