3.1 建立几何模型概述
在进行流体力学计算分析之前,首先要根据所研究的对象建立几何模型。目前,创建几何模型的方法主要有以下两种。
1.通过网格生成软件直接创建模型
目前主流的网格生成软件都具备创建几何模型的功能,通过这种方法创建的模型几何精度高,但操作过程相对麻烦,创建复杂的几何模型较为困难。
2.采用三维CAD软件进行几何建模
先通过三维CAD软件创建几何模型,然后转化为网格生成软件可以识别的接口文件,导入网格生成软件再进行网格划分。通过这种方法创建模型较为方便,能够生成复杂的几何模型,但模型的几何精度一般不高,在导入网格软件后必要时需要进行修复。
本章重点介绍ANSYS Workbench中DesignModeler模块的使用方法,这个模块具备一般三维CAD软件使用方便的优点,同时能够保证创建的模型具备较高的几何精度。类似其他CAD软件,DesignModeler几何建模主要有以下3种方法:
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自底向顶的建模方式。所谓自底向顶的建模方式,就是按点→线→面→体的顺序依次建模,符合设计人员的建模逻辑,对于概念设计阶段的产品建模非常适合。
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自顶向底的建模方法。该方法是直接利用体元,通过布尔运算的方法,合并、分割和相交等方式建立复杂的几何模型。这种方式的优点是建模快速,能充分利用已有设计模型及子模型,故而也被广泛釆用。
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混合使用前两种方法。结合前两种方法进行综合运用,但应考虑到要获得什么样的有限元模型,即在进行网格划分时,是要产生自动网格划分还是映射网格划分。自动网格划分时,实体模型的建立比较简单,只要所有的面或体能结合成一个体就可以;而映射网格划分时,平面结构一定要由3或4个边围成,体结构则要求由4、5或6个面围成。