Fluent Meshing实战发动机燃烧室网格 Part 2-表面网格

Fluent曾经拥有两个网格工具：Gambit和TGrid。Tgrid在ANSYS 14.5版本之后以Fluent Meshing亮相，这与ANSYS Meshing是完全不同的。Fluent Meshing低调得如同扫地僧，甚至在Star CCM+把蜂巢型网格（Polyhedral Mesh）作为大卖点之前，Fluent Meshing早在Tgrid阶段就已经完美实现该技术。Fluent进入ANSYS大家族之前，Tgrid就是个高端网格工具，时隔多年依然高端，以至于ANSYS不得不把它请出山。

现在，我们通过一系列案例教学，来领略Fluent Meshing的霸气侧漏。挑选一个燃烧室的案例（ANSYS官网称为Can Combustor模型），结构足够复杂，适合初学者直接扑向疑难问题。

《Fluent Meshing实战发动机燃烧室网格》系列，包括四部分：

① 几何修复

② 表面网格

③ 蜂巢网格

④ 燃烧模拟

今天介绍Fluent Meshing如何通过wrap功能，对复杂几何进行简化，并生成高质量的表面网格：

我们测试的软件平台是ANSYS Fluent V18.2，输入文件为（做完上一个练习的朋友可以用自己存盘的文件继续本教程）：

FM_Generic_Combustor_part1.msh.gz

下载链接：http://pan.baidu.com/s/1eRA6zIi 

密码：vayi

1

导入几何

打开Fluent 18.2，注意选择Meshing Mode。读入FM_Generic_Combustor_part1.msh.gz文件。如图1，通过wrap操作，建立几何结构的loop。

图1. 建立几何细节的loop

2

查找几何孔洞

在燃烧室上部有一个燃油入口，尚未闭合。用户既可以手动建立面去闭合该入口，也可以通过wrap操作的寻洞功能来闭合孔洞的入口位置。如图2，打开Wrap>Fix Holes功能，选择fluid材料点，点击“Find Holes”，过一会后Fluent提示，流体计算域确实存在一个以上开孔，提示用户通过“Trace Path”功能来找到这个孔的位置。于是，如图3，点击Trace，找到了开孔的位置。继续通过Patch操作，为这个开孔修补个盖子，取名为“fuel-inlet”，表示为然后入口边界，如图4和图5所示。

 

图2. Wrap的寻洞功能

 

图3. 通过寻迹找到开孔位置

3

修补孔洞

图4. 通过Patch操作新建一个孔盖

 

图5. 新建的孔盖

 

图6. 重新检测是否还有孔洞

如图6，选中所有的几何对象，点击“Update”，继续检测是否还有没检测到的孔洞，结果表面已无剩余孔洞。

4

Wrap几何生成面网格

如图7，用Wrap功能包围复杂的燃烧室几何，生成简化的几何表面，然后在几何表面生成网格。这个包围面命名为“_fluid”，表示是包围流体计算域的边界。在后续弹出窗口选择“Yes”。图8显示了表面网格的质量，扭曲系数不超过0.55，网格质量非常好。

 

图7. 用wrap功能生成简化几何的网格

图8. 检查面网格的质量

5

检查面网格质量

  

图9. 查看面网格

 

图10. 面网格的细节情况

图9和图10查看面网格的分布特性，图11检查网格质量的Deviation指标，即网格的偏离特性，通常Fluent求解器要求在0.15以上。检查结果表面，偏离特性低于0.15的点非常少，能够满足计算需求。依据图13的操作，取消偏离点的标记，重新显示网格。

 

图11. 网格质量的Deviation（偏离特性）指标检查

 

图12. 偏离值小于0.15的位置

 

图13. 取消偏离值标记

6

存盘

存盘为FM_Generic_Combustor_part2.msh.gz，留待第三部分教程使用。Part3将介绍多面体网格（蜂巢型网格）的生成过程，如图14。

图14. 由面网格生成多面体网格

具体操作步骤，请看下面视频（建议在WIFI环境下观看）

来源：南京安世亚太公众号，版权归作者所有。