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3.2 Meshing网格划分实例
上一节简单介绍了Meshing网格划分的基本方法和一些常用的网格质量评估工具,下面通过几个实例简单介绍一下Meshing网格划分的操作步骤和常见的网格格式的导入方法。
3.2.1 应用实例1——Inflation网格划分
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Inflation网格划分方法一般用于计算流体动力学分析(CFD)的网格划分。图3-44所示为一个简化后的三通模型,下面采用Inflation网格划分方法对该模型进行网格划分。
Step1:在Windows系统下选择“开始”→“所有程序”→“ANSYS 2020 R1”→“Workbench 2020 R1”命令,启动ANSYS Workbench 2020,进入主界面。
Step2:双击主界面Toolbox(工具箱)中的Component Systems→Mesh(网格)命令,即可在Project Schematic(工程项目管理窗格)中创建分析项目A,如图3-45所示。
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图3-44 三通模型
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图3-45 创建分析项目A
Step3:右击项目A中A2栏的Geometry选项,如图3-46所示,在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse命令,加载几何文件。
Step4:如图3-47所示,在弹出的“打开”对话框中进行以下设置。
①将文件类型更改为Parasolid(*.x_t)。
②选择santong.x_t文件,然后单击“打开”按钮。
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图3-46 加载几何文件
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图3-47 选择文件名
Step5:双击项目A中A2栏的Geometry选项,此时会弹出如图3-48所示的DesignModeler平台界面,设置单位为mm。
Step6:在DesignModeler平台界面被加载的同时,Tree Outline(模型树)中会出现一个命令,如图3-49所示,前面的
表示几何模型需要生成。
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图3-48 DesignModeler平台界面
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图3-49 未生成几何模型的DesignModeler平台界面
Step7:单击常用命令栏中的General按钮,此时会在绘图区中加载几何模型,如图3-50所示,同时Tree Outline中的会变成
,表示模型被成功加载。
Step8:单击工具栏中的按钮保存文件,在弹出的如图3-51所示的“另存为”对话框中输入文件名santong_mesh.wbpj,单击“保存”按钮。
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图3-50 加载几何模型
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图3-51 保存文件
Step9:单击DesignModeler平台界面右上角的按钮,关闭软件。
Step10:回到Workbench主窗口,如图3-52所示,右击A3栏的Mesh选项,在弹出的快捷菜单中选择Edit命令。
Step11:网格划分平台被加载,如图3-53所示。
Step12:右击Outline中的Project→Model(A3)→Mesh命令,在弹出的快捷菜单中选择Insert→Method命令,如图3-54所示。
Step13:此时在Outline中的Mesh命令下创建了一个Automatic Method命令。如图3-55所示,选择此命令,在下面的Details of“Automatic Method”面板中进行如下设置。
①在绘图窗格中选择实体,然后单击Geometry栏中的Apply按钮确定选择。
②在Definition→Method栏中选择Tetrahedrons(四面体网格划分)选项。
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图3-52 选择Edit命令
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图3-53 网格划分平台
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图3-54 选择Method命令
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图3-55 网格划分方法设置
Step14:右击Project→Model(A3)→Mesh命令,在弹出的如图3-56所示的快捷菜单中选择Insert→Inflation命令。
Step15:此时在Project→Model(A3)→Mesh命令下面出现一个命令,其前面的?图标表示此命令还未设置。
Step16:选择命令,在如图3-57所示的Details of “Inflation”面板中进行如下设置。
①选择几何实体,然后在Scope→Geometry栏中单击Apply按钮。
②选择两圆柱的外表面,然后在Definition→Boundary栏中单击Apply按钮,完成Inflation(膨胀层)的设置。
Step17:选择Project→Model(A3)→Mesh命令,在如图3-58所示的Details of“Mesh”面板中进行如下设置。
在Sizing→Element Size栏中输入0.005,并按Enter键确认输入。
Step18:右击Project→Model(A3)→Mesh命令,在弹出的如图3-59所示的快捷菜单中选择Generate Mesh命令。
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图3-56 选择Inflation命令
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图3-57 Inflation(膨胀层)设置
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图3-58 网格尺寸设置
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图3-59 选择Generate Mesh命令
Step19:此时会弹出如图3-60所示的网格划分进度栏,其中会显示网格划分的进度条。
Step20:划分完成的网格模型如图3-61所示。
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图3-60 网格划分进度栏
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图3-61 网格模型
Step21:单击工具栏中的面选择过滤器按钮,然后右击如图3-62所示的截面,在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection(创建选择)命令以设置截面名。
此截面位于Z轴最大值侧,请旋转视图位置以方便选择。
Step22:在弹出的如图3-63所示的Selection Name对话框中输入截面名Cool_inlet,单击OK按钮确定。
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图3-62 设置截面名
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图3-63 输入截面名
Step23:对另外两个截面进行同样的设置,命名结果如图3-64所示。
Step24:如图3-65所示,选择Meshing平台的File→Save Project命令,保存文件,然后退出Meshing平台。
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图3-64 截面命名结果
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图3-65 保存文件
3.2.2 应用实例2——MultiZone网格划分
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MultiZone网格划分方法一般用于对几何体多重区域进行网格划分。图3-66所示为一个简化后的几何模型,下面采用MultiZone网格划分方法对模型进行网格划分。
Step1:在Windows系统下选择“开始”→“所有程序”→“ANSYS 2020 R1”→“Workbench 2020 R1”命令,启动ANSYS Workbench 2020,进入主界面。
Step2:双击主界面Toolbox(工具箱)中的Component Systems→Mesh(网格)命令,即可在Project Schematic(工程项目管理窗格)中创建分析项目A,如图3-67所示。

图3-66 几何模型
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图3-67 创建分析项目A
Step3:右击项目A中A2栏的Geometry选项,在弹出的快捷菜单中选择New DesignModeler Geometry命令,创建几何文件,如图3-68所示。
Step4:此时会弹出如图3-69所示的DesignModeler平台界面,设置单位为mm。
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图3-68 创建几何文件
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图3-69 DesignModeler平台界面
Step5:选择Tree Outline中的Mesh→XYPlane命令,如图3-70所示,然后单击工具栏中的按钮,使平面正对屏幕。
Step6:如图3-71所示,单击Sketching(草绘)按钮,切换到草绘模块,选择Draw→Rectangle命令,在绘图窗格中草绘一个长方形,左起点为坐标原点。
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图3-70 选择XYPlane命令
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图3-71 草绘图形
Step7:选择Dimensions→General命令,如图3-72所示,创建两个标注,分别为水平方向的H1标注和竖直方向的V2标注。
Step8:如图3-73所示,在下面的Details View面板的Dimensions:2→H1栏中输入100mm,在V2栏中输入50mm。
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图3-72 创建标注
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图3-73 修改尺寸
Step9:如图3-74所示,在常用命令栏中单击按钮,在下面的Details View面板中进行如下操作。
①在Geometry栏中选中Sketch1。
②在Extent Type→FD1,Depth(>0)栏中输入30mm,即默认值。
③单击常用命令栏中的Generate按钮,生成几何实体。
Step10:单击工具栏中的按钮,在绘图窗格中选择最上端的平面,如图3-75所示,此时被选中的平面被加亮。
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图3-74 生成几何实体
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图3-75 选择平面
Step11:单击Sketching按钮,切换到草绘模块,选择Draw→Circle命令,在绘图窗格中草绘一个圆形,如图3-76所示。
Step12:选择Dimensions→General命令,在绘图窗格中标注圆心到左端的距离L3、圆心到底边的距离L2及圆形的直径D1,如图3-77所示。
Step13:如图3-78所示,在常用命令栏中单击按钮,在下面的Details View面板中进行如下操作。
①在Geometry栏中选中Sketch2。
②在Extent Type→FD1,Depth(>0)栏中输入35mm,即默认值。
③单击工具栏中的Generate按钮,生成几何实体。
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图3-76 草绘一个圆形
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图3-77 标注尺寸
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图3-78 生成几何实体
Step14:单击DesignModeler平台界面右上角的按钮,关闭软件。
Step15:回到Workbench主界面,双击项目A中A2栏的Mesh选项,加载如图3-79所示的网格划分平台。
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图3-79 网格划分平台
Step16:如图3-80所示,右击Outline中的Project→Model(A3)→Mesh命令,在弹出的快捷菜单中选择Insert→Method命令。
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图3-80 选择Method命令
Step17:在如图3-81所示的Details of“MultiZone”面板中进行如下设置。
①在Geometry栏中显示1 Body,表示一个实体被选中。
②在Method栏中选择MultiZone选项。
③在Src/Trg Selection栏中选择Manual Source选项。
④在Source栏中选择圆柱体和长方体的3个平行端面,单击Apply按钮。
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图3-81 网格划分设置
Step18:如图3-82所示,选择Project→Model(A3)→Mesh命令,在弹出的Details of“Mesh”面板中设置Element Size栏的数值为5.e-003m。
Step19:如图3-83所示,右击Mesh命令,在弹出的快捷菜单中选择Generate Mesh命令,进行网格划分。图3-84所示为划分完网格的几何模型。
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图3-82 设置网格大小
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图3-83 网格划分
Step20:如图3-85所示,选择Meshing平台的File→Save Project命令,在弹出的“另存为”对话框中输入文件名MultiZone.wbpj,单击“保存”按钮保存文件,然后退出Meshing平台。

图3-84 划分完网格的几何模型
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图3-85 保存文件