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准确又高效的读入CAD几何——详解Fluent Meshing导入文件的几种方法

对于我们流体工程师来讲,“仿真驱动设计”是常常被挂在嘴边的一句话。CFD的主要工作,也是将我们所熟识的物理现象,应用到特定的场景(产品)之中。那么,对于这些不一样的产品,对应的CAD模型就是一个最为主要的特征。是否能够准确合理的在流体仿真中描述这个CAD模型,就成为了最重要的一件事。当然,由于仿真效率与规模的限制,过于详细的CAD描述则可能会影响仿真的进程,因此,我们必须要寻找一种既高效又准确的方法来读入CAD模型,从而帮助我们的仿真流程得以顺利完成。

Fluent Meshing作为一款高级的流体前处理工具,具备有多种CAD导入的方法,涵盖从快捷高效到精细准确的多个环节。而且随着近几年版本的更新,功能也逐步完善,用以应对不同CAD模型、不同仿真精度的多个需求。

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图1 从CAD模型到CFD模型的转换

1.Fluent Meshing支持的CAD几何格式

从ANSYS 16.0开始,Fluent Meshing读入几何的接口就与SCDM完全一致了,换句话说,几乎所有主流的CAD格式,目前都可以直接读入到Fluent Meshing中来。

当然,在实际的流体仿真中,我们仍旧推荐导入ANSYS所支持的几何格式,比如*.scdoc,*.agdb,*.pmdb等,因为这一类的几何格式不仅可以确保CAD的数据无错的传递,而且还可以保留共享拓扑及命名等信息。

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图2 Fluent Meshing支持的输入和输出文件格式

2.Fluent Meshing读入几何的三种常用方法

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图3 不同精度的CAD表面离散方法

2.1通过 CAD Faceting方式读入几何文件

这种方法是Fluent Meshing的默认CAD导入方式,也是使用Workbench打开Fluent Meshing并进行几何输入的唯一方法。通过该方法导入的几何会出现在Geometry Object结构树中,并以类似于*.stl格式的刻面文件方式存在。

该方法主要的优点是读入几何的速度快,生成网格的数量少,占用内存小,整个计算机和软件对模型的响应也更为迅速,因此在工作效率上是比较高的。

当然,该方法也有较大的缺陷:一是通过该方法离散得到的CAD表面网格不能直接作为流体仿真的表面网格,因为网格质量太差;二是该方法离散的精度不高,无法有效捕捉几何的一些重要特征(如曲面等);三是该方法不支持自定义的加密,无法人为的对离散后的网格尺寸分布进行干预。所以可以认为CAD Faceting的方法效率虽高,但精度无法保证。

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准确又高效的读入CAD几何——详解Fluent Meshing导入文件的几种方法

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