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ICEM CFD 11.0中文培训教材A1-Geometry


11.0 New Features

几何处理

1/10/2007 ? 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.

11.0 New Features ANSYS, Inc. Proprietary

Inventory #002382 1-1

> ANSYS v11.0
几何处理工具
Training Manual

? 几何引入
– 使用CAD Direct Interface方式

– CAD的第三方格式文件
– 经 Workbench/Design Modeler的几何文件

? 几何表面转换
– 实体模型转换为表面几何

? 内置CAD工具
– 几何生成 – 几何修改

– 几何清理
右图喷气发动机推 进系统完全采用 ICEM CFD 几何设 计工具完成

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Inventory #002382 1-2

ANSYS v11.0
几何引入
Training Manual

? ?

任何CAD 数据文件的处理 Direct CAD Interfaces
– 在CAD环境下启动 ICEMCFD/AI*E 的要求
? 在 CAD 下保存part ? 保留参数化的几何

– 直接输出ICEM CFD格式文件 (tetin file)
? 无第三方产品作中间转换 (清爽!)

– ProE
– Unigraphics – SolidWorks

– Catia V4 – SolidEdge – IDEAS

?

第三方产品
– ACIS (.sat) – CATIA V4 – DWG/DXF

– GEMS

– STEP/IGES

– IDEAS (IDI) – Pro/E ? – Parasolid – Unigraphics ?
Inventory #002382 1-3

? ?
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和license必须可用

?Pro/E and UG 直接引入需要 现成的 CAD库; 因此现成 CAD 软件
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ANSYS v11.0
几何读入的其他来源
Training Manual

当CAD数据没有的时候,老模型或者模型x光扫描的 数据也能够被读入。这些数据均为刻面几何文件

? 刻面数据
– 几何有三角形的削面构成 – Nastran提供的数据 – Patran提供的数据 – 其他求解器格式 (间接从网格转换过来)

– STL文件
– VRML文件

? 格式化的点集数据文件
– 自动生成曲线/表面

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Inventory #002382 1-4

ANSYS v11.0
打开几何
Training Manual

? 几何存为 “tetin” (*.tin file)
– 它是“tetra input.”缩写 – 几何表面转换
? 任何读入的实体模型可以用封闭的几何表面表示

– 表面在程序内部是用三角形数据表示的
? 通过三角形容差近似表征真实的曲面数据 ? 较小的值 = 更好的几何表征

? 0.001适用于大多数模型
? 允许快速的网格计算/投影 ? 假如曲面已经是离散的(e.g. STL, VRML),则以上 不适用

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Inventory #002382 1-5

ANSYS v11.0
基本几何设计工具
Training Manual

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

Screen Select (屏幕选择点) Explicit Coordinates(坐标输 入) Base Point and Delta(基点 偏移法) Center of 3 Points(三点定圆 心) Parameter Along a Vector( 两点之间定义点) Curve Ends(线的端点) Curve-Curve Intersection( 线段交点) Parameter along a Curve(线 上定义点) Project Point to Curve(投影 到线上的点) Project Point to Surface(投 影到面上的点) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? From Points(多点生成样条线) Arc Through 3 Points(3点定弧线) Arc from Center Point/2 Points on ? Plane(圆心和两点定义圆) Surface Parameter(表面内部抽线) ? Surface-Surface Intersection(面相交 ? 线) Project Curve on Surface(投影到面上 ? 的线) Segment Curve(线段分段) ? Concatenate Curves(线段合并) Surface Boundary(面的边界线) ? Modify Curves(线段修改) – – – – Reverse direction(反向) ? Extend(线段光滑延伸) Match curves(两线段按箭头指 ? ? 示方向合成一条) Bridge curves(两线过渡连接) ?
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? ? From Curves(由线生成面 ) Curve Driven(放样) Sweep Surface(沿直线方 向放样) Surface of Revolution(回 转) Loft surface on several curves(利用数条曲线放样 成面) Offset Surface(面的法向 偏移) Midsurface(抽取中面) Adjust varying thickness Curtain Surface(窗帘建面 ) Segment/Trim Surface(修 剪表面)

?

合并/近似表面 几何简化 – Convex Hull(外 形简化) – Cartesian Shrinkwrap(单 元粗化) 生成标准形状几何 – Sphere球 – Box方体 – Cylinder圆柱 – Plane平面 – Disc圆面 – Trim normal to curve垂直于线段 表面的修剪

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Inventory #002382 1-6

ANSYS v11.0
线段/刻面处理
Training Manual

生成/修改刻面

? ? ? ? ? ? ? ? ?

?

Convert from B-spline样 条线转换多段直线 Create Curve生成折线 Move nodes移动线段上的 点 Merge nodes合并节点 Create segment生成单条 折线段 Delete segment删除线断 Split segment劈分线段 Restrict segments限制保 留部分线段 Move to new curve移动 线段到新样条线上 Move to existing curve移 动线段到样条线上

? ? ? ? ? ? ? ?

Convert from B-spline几 何面转换成刻面 Coarsen Surface粗化刻 面 Create Surface生成刻面 Merge Edges合并边 Split Edges劈分边 Swap Edges对换边 Move Nodes移动节点 Merge Nodes合并节点

? ? ? ? ? ?

Create Triangles生成三 角形刻面 Delete Triangles删除 Split Triangles细分面 Restrict Triangles保留部 分面 Move to new/existing Part部分刻面归类 Merge Surfaces合并面

? ? ? ?

Align Edge to Curve边对齐到线 Close Faceted Holes补洞 Trim by Screen Loop屏幕修剪刻 面 Trim by Surface Loop用封闭几 何框修剪刻面

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Inventory #002382 1-7

ANSYS v11.0
几何处理
Training Manual

修补几何

几何变换

恢复隐匿实体 (通常在做repair时)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Build Diagnostic Topology 建立拓扑 Close Holes补洞 Remove Holes删除洞 Stitch/Match Edges补缝 Surface split劈分面 Adjust varying thickness设 置面的厚度 Modify surface normals调整表面法向 Bolt hole detection探测表 面孔并单独放在part中 Button detection探测单独 ? ? ? ? ? Translate位置变换 Rotate旋转 Mirror镜像 Scale缩放 Translate & Rotate移动 /旋转 – Three Points三点 – Curve to Curve线 对线

? 删除
? ? ? ? ? Points点 Curves线 Surfaces面 Bodies体 Any Entity任何实体 (点、线、面、体)

? ?

曲线/点隐藏时, 网格工具会忽略 它们 恢复隐匿实体 – 可看作网格划分 工具的约束

实体
Fillet detection探测需要填

充区域并放在几何子集中

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Inventory #002382 1-8

ANSYS v11.0
建立拓扑结构
Training Manual

?
? ?

诊断几何的完整性
自动创建点与线,捕捉几何的特征 Geometry -> Repair Geometry -> Build Diagnostic Topology
– Tolerance
? 面与面之间间隙 ? 该值要适当以忽略小缝隙,但不能出现漏或丢失重要的几何特征 ? 在容差范围内满足面之间的连接

Edge 1 Edge 2 Tolerance

– 角度过滤
? Filter Points: 曲线之间的切线夹角小于设定角度,那么曲线上的点过 滤掉 (同时对过滤的点作隐匿made dormant) ? Filter Curves: 表面之间的切线夹角小于设定角度,那么面之间的边线 过滤掉 (同时对过滤的线作隐匿made dormant)
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ANSYS v11.0
建立拓扑结构
Training Manual

– New Part Name
? Inherited: Default新的曲线和点仍然放 在抽取表面的part名字下面 ? Create new: 生成的点/线放在新的part 下

– Single curve cleanup
? 用单独设定容差合并狭面边线,以清理 几何曲线

– Split Surface at T-connections
? 原几何表面用公用的边分割成两个 ? 最终表面上的网格沿着该边线生成

– Split Surface at Interior Curves
? 沿表面内部曲线劈分表面不跨越表面 ? 最终表面上的网格沿着该边线生成

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ANSYS v11.0
建立拓扑结构
Training Manual

– 方法: All parts, Only visible parts, Selection
? All parts(所有), default method(缺省) ? Only visible parts(仅仅可见)
– 仅仅对part目录树下激活的可见表面对象建立拓扑结构 – 非激活的对象不受影响

? Selection
– 用选择模式对选取的表面建立拓扑结构

– Part by part
? 按一次一个Part方式建立拓扑结构 ? 使用 assemblies 方式保持Part的分离 ? 另外,建立拓扑可以解决缝隙,生成T-connections 或者删除重复的 点线

– 删除独立于表面之外的点线
? 删除独立的线 (绿色显示) 和暗绿色的点 ? 方便清除不需要的点或者线 ? 用户可以复选的方式打开或关闭该功能

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ANSYS v11.0
建立拓扑结构
Training Manual

? ?

颜色指示 拓扑分析后生成的曲线颜色指示邻近表面的关系
– green = 自由边, yellow = 单边, red = 双边, blue =多边, Grey = dormant (过滤掉) – 线条颜色显示的开/关 Model tree > Geometry > Curves > Color by count – Red curves 表示面之间的间隙在容差之内, 这是需要的物理模型. – Yellow edges 通常是一些需要修补的几何

Yellow 边表示表面 是缺失的或者面之 间的缝隙大于容差

该模型仅仅有红边表 示几何满足容差

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ANSYS v11.0
容差设定
Training Manual

?

设置足够的容差引发的问题!
– 例子: 右图显示蓝色多边. 表示 多于两个面 在容差之内

– 打开表面显示其中一个面丢失了
– 在这种情况下, 容差大于了实体的厚度, 在容 差范围内这些面看作是重叠面,并删除其中 一个.。采用UNDO方式撤销操作 – 需要注意不要因拓扑结构分析而引起几何信 息的丢失 – 经验: 容差应该是预计最小网格尺度的10分 之一(或需要捕捉最小几何特征尺度) 。

0.09

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ANSYS v11.0
局部坐标系
Training Manual

? 对于几何和Hexa操作有利 ? 点击 LCS 图标

? 拾取类别: 四边形, 圆柱, 或者球面
? 定义LCS1到3个点
? 1点: 拾取新的原点
? XY 平行与屏幕

? 基于3点,新原点,和新的X,Z方向

1 point new LCS

? 模型树中的显示

3 point new LCS
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ANSYS v11.0
便利的工具
Training Manual

以下的工具方便用于的创建和修改 ? View menu > View Control > Edit/Save Views
– 打开下面的工具选项 – 标记视图或保存

? Undo/Redo ? 测量距离/位置 ? 测量角度 ? 特征线/实体显示 ?实体全窗口显示
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ANSYS v11.0
Workshops
Training Manual

? 船
– 删除多余的表面,中间面

? F6-Plane
– 合并2个几何文件,交叉平面,创建风道

? 发动机
– 闭合孔和间隙

? HVAC Panel
– 中间面,自动化特征产生

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