Checklist по созданию проекта - Создание и импорт геометрии

Содержание материала

Определяемся с постановкой задачи 

Основная идея - стараемся упростить всё, что можно упростить. Упрощаем подход к решению комбинированной задачи: моделируем отдельным проектом внутренние процессы (например, в камере сгорания) и отдельным - внешнее течение (обтекание ЛА с работающим двигателем). А также, по возможности, упрощаем геометрическую постановку. Выделим шесть основных геометрических подходов к созданию проекта: 

  • 2D - расчёт: плоскость или сектор (для тел вращения) с толщиной расчётной области в 1 ячейку. Результаты расчёта получаются оперативно, и поэтому такая постановка обычно применяется для исследования сходимости решения по сетке и шагу.

  • 3D - расчёт, половина / четверть / сектор обтекаемого тела. Упрощение геометрической постановки в разы уменьшает вычислительные ресурсы. Но следует помнить, что для несимметричного /непериодического обтекания необходимо рассчитывать модель полностью. 

  • Задание повторяющейся части геометрии с помощью скользящей поверхности. Такая постановка называется "сектор-слайдинг". Например, чтобы не считать рабочее колесо турбины целиком, можно моделировать только одну лопасть. Для этого на границах подобласти, содержащей лопасть, задаётся скользящая поверхность.   

  • Исключение устройства / мелких деталей из расчёта. Если вас не интересуют процессы, протекающие в двигателе, воздухозаборнике и т.д. - исключите геометрию этих устройств из расчёта, НО не забудьте указать корректные граничные условия на замещающих поверхностях. Также всегда старайтесь упростить геометрическую модель, убрав все мелкие детали. Влияние маленьких отверстий, втулок и уступов в действительности не существенно. Поэтому смело удаляйте при построении модели маленькие детали.
  • Полномодельный 3D расчёт.

  • Автоматическая/ручная замена геометрической модели в процессе расчёта. При оптимизационных расчетах или при моделировании динамики изменения тел (деформаций), когда известно изменение геометрии модели в зависимости от времени, можно настроить скрипт для автоматической передачи новой геометрии во FlowVision для детального повторения сложного процесса.

Создаём геометричесую модель

во FlowVision 

Создать геометрию для вашего проекта вы можете во FlowVision, как внешнюю подобласть, так и объекты обтекания. В папке Объекты вы найдёте стандартные объекты - параллелепипед, сферу, конус, цилиндр, и на их основе создать интересные модификации (сектор, многоугольник, полые цилиндры и конусы и др.).

В CAD-программе

Если создаём геометрическую модель в CAD-программе (SolidWorks, NX, AutoCAD 3D, KOMPAS и т.д.), то помним про упрощение геометрической модели. Если влияние на обтекание каких-либо маленьких деталей не существенно, то удаляем их, стараясь упростить модель до самых простых форм. Иначе придётся тщательно разрешать сеткой все маленькие элементы. После создания геометрии экспортируем её из CAD в формате STL или WRL. 

Отметим два важных момента: 

Единицы измерения длины во FlowVision - метры.

В то время как создание модели в CAD может происходит, обычно, в миллиметрах. И при построении геометрической модели и её экспорте из CAD надо помнить, что FlowVision работает с метрами [ м ].

На качество решения FlowVision влияет точность фасетного представления геометрии из CAD.

При экспорте модели из CAD каждая поверхность геометрической модели представляется в виде набора треугольников - фасеток (увидеть их можно, нажав на кнопку каркас на панели управления в ППП). Чем больше фасеток повторяют геометрию модели, тем более гладкое решение получается в итоге. На грубом же стыке фасеток могут образовываться скачки, которые негативно влияют на расчёт. 

Точность фасетного представления геометрии задаётся в настройках экспорта в CAD программе. 

круг2Пример грубой геометрии

 

Импортируем геометрию в FlowVision 

Возможны четыре варианта импорта: 

  1.  через вкладку Геометрия;
  2.  во вкладке Препроцессор: Регион > Добавить геометрию;
  3.  во вкладке Препроцессор: Объекты > Создать импортированный объект > Встроить в основную геометрию;
  4. используя в ППП Файл > Создать сборку (если в проекте несколько областей с разными свойствами).

Не забываем про требования к расчётной геометрической модели.

Проверка на самопересечения

Обязательный пункт, который мы крайне не рекомендуем пропускать! Как его выполнить: правый клик мышкой по региону или импортированному объекту > проверить геометрию на самопересечения. Если вдруг FlowVision обнаружил самопересечения, то попробуйте их "вылечить" с помощью опции исправить самопересечения. Но если и это не помогло, то изучите требования к геометрии и повторите построение геометрии в CAD заново (или, как вариант решения, поварьировать точность экспортируемой геометрии).

Запускать расчёт с самопересечениями нельзя.

Даже если проект считается, то при адаптации возникнет момент, когда сетка не сможет построиться из-за проблемной геометрии. Расчёт прекратится и его уже нельзя будет продолжить без исправления геометрии.