ansys中workbench周期性边界设置讲解学习
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ANSYSworkbench⽹格划分初学者整理by-syy1workbench⽹格划分主要是这⼀栏mesh control的功能。
有的教材书列举了⼀些例⼦,按照它的步骤来可以得出它得出的答案,但是有时候知其然不知其所以然。
所以,笔者作为初学者,把⾃⼰犯的错,以及做得例⼦进⾏了详细解说。
明⽩了软件每个选项的意思和作⽤,然后再去看书上⼀些例⼦,就会发现可以信⼿拈来了。
1.1映射⾯⽹格划分通过局部⽹格控制【mesh control】,设置参数得到如下划分。
不符合预期要求,⽽且,正反两平⾯⽹格划分不同!如果不进⾏局部控制,结果是这样的:且正反⾯⽹格相同。
要使正反⾯都相同必须两⾯都设置局部控制:其中sides、corners、ends的设置将决定该⾯上⽹格的划分。
如下设置三点side:其余四点为end得到:正反⼀样。
另⼀种设置⽅式:⼀个side,内陷的那个是corner,其余五个是end得到结果:这些点的设置是什么意思?1.2Sizing通过选择“体”(注意直接选容易选成了⾯),然后开始body sizing中的sphere of influence上图根据实际实体⼤⼩设置sphere radius(半径)和element size很重要。
Element size如果⼤了,则body sizing设置与否都⽆作⽤。
这个的意思是,将包括在球体内的实体以element size⼤⼩来细分。
结果:1.3建⽴局部坐标这个累死了。
到处找资料也没有说得清楚的!!⾸先,教程是这样说的:Apply那⾥怎么选中这个局部坐标系的原点?⼀定要记得先选geometry selection!!然后取点局部坐标系有什么⽤呢?在⽹格细分⾥这么⽤:虽然结果奇奇怪怪的,但⾄少也说明了,在这两个地⽅,⽹格确实分的很细!其实不⽤建⽴局部坐标也可以。
在geometry那⼀栏不要选中整个体,选择某个点,得到vertax sizing就可以设置了!1.4⽹格偏置Bias type的功能从以下两张对⽐图就可以看出来!上图⽤了参数2的偏置,下图没⽤,特别注意behivor:hard的作⽤。
一线工程师总结AnsysWorkbench之Mechanical应用——分析设置对于结构静力学中的简单线性问题,不需要对其进行设置,但是对于复杂的分析需要设置一些控制选项。
分析设置是在Mechanical分析树的Static Structural下的Anslysis Settings细节设置中。
本文主要对载荷步控制、求解器控制、重启控制、非线性控制、输出控制、分析数据管理进行介绍。
1 载荷步控制载荷步控制用于指定求解步数和时间。
在非线性分析时,用于控制时间步长。
载荷步控制也用于创建多载荷步,如螺栓预紧载荷。
1.1 载荷步与子步载荷步、子步和平衡迭代是控制加载求解过程的三个载荷时间历程节点。
1.1.1 载荷步在线性静力学分析或稳态分析中,可以使用不同的载荷步施加不同的载荷组合。
在瞬态分析中,可以将多个载荷步加载到同一加载历程曲线的不同时间点。
注意:载荷可以分步,约束不能分步。
实例1,固定矩形条一端,在另一端分3步加载载荷,第一步只加载100N的力,第二步只加载10000Nm的逆时针扭矩,第三步推力与扭矩共同作用,求每一步的变形。
Step1,设置零件材料,接触关系,网格划分,过程略。
Step2,分析设置,将载荷步设置为3,其余默认。
Step3,设置边界条件,如下图。
载荷默认都是渐增(斜坡)加载的,用一个载荷步将载荷从0增加到设定值。
选中分析树中的Force,在信息窗口中出现了Tabular Data表格和Graph图表,代表了Force的加载历程,在第一步中,力从0渐变到100,并在第二三步中保持。
对于静力学分析,渐增加载与恒定加载计算无区别,本例将力与扭矩都改为恒定加载,在表格第一行将数字改为设定值。
要想Force在第二步不起作用,只需要点击图表的第二步区域或表格对应行,右击选择Activate/Deactive at this step!(在此步激活/取消),此载荷便在第二步中消失。
同样设置Moment载荷,使它在第一步中不起作用。
在CFD 计算中,周期边界应用非常广泛。
M ESH 模块作为 ANSYS W ORKBENCH 中的御用网格生成模块,如何利用MESH 模块构建周期网格,就显得非常重要。
周期网格分为两类: 旋转周期及平移周期 。
在ANSYS MESH 模块中,利用坐标系来区 分这两类网格类型。
周期网格区域要求周期面上网格节点一一对应,在 ANSYS M ESH模块中,可以很方便的通过 S YMMETRY 功能模块中的 P ERIODIC R EGION 功能达到这一目标。
本例描述了如何在 ANSYS M ESH 模块中创建周期网格的步骤,在WORKBENCH中的项目结构如图1所示。
航筠罔期几何NuentliJiit平移周期几何F 応阙试图1项目组织结构 、几何模型本例包括两个计算模型,分别对应旋转周期与平移周期,为方便起见,这里使用最简单 的几何模型。
如图 1,图2所示分别为旋转周期几何与平移周期几何。
网格划分完毕后 均用FLUENT 进行测试。
ITA12闻 GecmEtry %/ 亠 3® Mesh j-▼Fluent12駁£etu 口3 (S3 Solution 冒j▼D1 t Fluent2® Setup冒」3 碍 SoJution T j图2旋转周期图3平移周期(A 面与其对边的面) 二、旋转周期边界双击A2单元格,进入 MESH 模块。
在进行旋转周期边界创建之前,需要创建柱坐标系。
如图4所示,在属性菜单 C OORDINATES YSTEM 上点击右键,选择子菜单I NSERT ,在弹出的子菜单中选择C OORDINATE SYSTEM,创建新的坐标系。
O] ProjectI-J ■- 鱼 Model (Al)I 十 蛍]Named SeJectonj图4插入坐标系进行如图5所示设置。
选择 TYPE 为C YLINDRICAL 创建圆柱坐标系,ORIGIN 设置为你的旋转中心, PRINCIPAL AXIS 为径向坐标, ORIENTATION ABOUT PRINCIPAL AXIS 为轴向坐标,自己根据实际情况设置。
最关键的是旋转中心。
+ * ⑱ GeometryLt •丿^! MeshInsert砂 RenameCoordinate System⑧ Fracture命 Wluwh Numbering图6插入对称在插入的 S YMMETRY 节点上点击右键,选择 I NSERT > P ERIODIC R EGION ,插入周期区 域。
如图7所示。
回 ProjectI-.-鱼 Model (A3)[+ -丿毎 Georrietry百-Coordinate Systems■-齐二 Global Coordinate System\ L "-^^cylinder卜屆…(/%l Conr*車”庖MeshIU $5 Name图7插入周期区域Type | CylindricalCoordinate SystemPro gram Controlled OriginOe^ire ByGlobal Coord Origin XQ. m Origin ¥0. m Origin Z0 mLocationCl lick to Chan-gePrincipal Axis AxisXUffirie ByGlobal X AxisOrientation About Principal AxisAxisY Delire fiyDetail ItDirectional VectorsX Axis Data [1. 0. 0.] ¥ Axi^Data[0. 1 D ]Z Axis Data[0. 0. 1 ]Tranifennad&nsBase Configuration AbsoluteTransfo rmed tonfiguration To. 0. 0.]图5坐标系创建在M ODEL 上点击右键,选择 I NSERT > S YMMETRY ,插入对称。
如图6所示。
回 Project 自…⑥導 INamed Selection Cl^^r Gm 灯D 貳呂a]b Rename| Update Geometry from Source北 Virtual TopobgySymme-tryPeriodic Region-InsertE m E =,J -;5E -ECyclic Regiondh Symmetry Region选择LOW BOUNDARY 与HIGH BOUNDARY,这两个边界为相对应的周期边界。
最好是沿着旋转方向。
设置TYPE为P ERIODIC,设置C OORDINATE S YSTEM 为前面创建的柱坐标系。
图8设置周期如图9所示选择相应的面。
图9选择周期面OK 了,其他网格划分工作就没什么好说的了,该怎么划分还怎么划分。
设置周期边界的作用在于保证周期面上的网格节点一致,否则在FLUENT中创建周期边界会出错。
为了便于观察,这里使用四面体网格(其实这个模型在MESH中可以自动划分为六面体网格)。
生成的网格如图10所示。
从图中可以看出,周期面上网格节点数是映射对应的。
图10网格模型Periodic Region 2C12/10/2120:08| | Periodic Region[Low] .Periodic Region [High]给模型边界命名:周期边界分别命名为 于FLUENT 中周期边界的创建。
关闭MESH 模块,返回工程项目窗口, 在进行周期网格创建之前,先检查一下 利用 TUI 命令 MESH /MODIFY -ZONES 与SIZEB 分别对应的ID 号为8和9./nesti/noones? li£t-2t )n^sid ridnetUP^material kiiid2 solidsolid^luninUHcell1 interior-solid interiar名 ualLtop waLL ^luninun 〜to& u^ILbotton waLl ^luni nun / uaiLc^ilinder Ufa LI siuninun8 si deawall^luni riun F^cesioeomil^luninun图11列举区域 好了,现在可以利用TUITUI 命令:MESH /MODIFY 创建周期边界了。
-ZONES /MAKE -PERIODIC,如图11所示。
在弹出的提示输入PERIODIC ZONE 中输入8,S HADOW ZONE 中输入9,后面的参数按提示输入(周期边界全部输入 YES)。
> inesri/modiFy^zones/nakp-periodi 匚Periodic zone [O] S Shadau zori^ [O] 9Rotational periodic? (if no r translational) [yes] yes Create periodic z^nes? [yes] ye 宁all 106 Faces matched for zones 9 and 9-可on 巳 9 deletedcreated periodic zones.进入MESH 模块后,我们先创建一个坐标系。
创建平移周期边界需要两个坐标系,但是 我们这里可以使用默认坐标系。
所以只需要再新建一个坐标系。
如图13所示。
SIDE A 与SIDE B ,其他随便给个名称。
主要是用先更新A3元格,然后双击B2单元格进入FLUENT 。
SIDE A 与SIDE B 所对应的ID 号。
/LIST -ZONES 列举区域,如图10所示,可以看出 SIZEA图12TUI 命令创建周期边界 可以看出,创建了周期边界后,ID 为9的边界 SIDEB 被删除掉了。
我们可以查看BOUNDARY CONDITIONS 中的SIDEA ,其类型应该是自动被设置为了周期边界 至此,旋转周期边界创建结束。
三、平移周期边界 和旋转周期边界类似,所不同的是创建直角坐标系,而不是柱坐标系。
下面说的是用另一种方法创建周期边界:MATCH CONTROL 。
我们知道,流体计算中的周期边界只是要求边界上节点一一对应, 的网格进行控制就可以了,至于周期面的创建,反正都是要在这里不再赘述。
PERIODIC所以我们对周期面上FLUENT 中完成。
弧 Reri^me丁 競J Potdi Confarminfl Method图13创建坐标系进行如图14所示的设置。
注意图中的高亮部分。
默认坐标系坐标原点( 标系原点(0,0,0.05 ),因为我们的平移周期是沿着 Z 方向平移0.05M 。
图14坐标系设置插入 MATCH CONTROL ,如图 15所示。
回 Project 曰 鱼| Model (C3) & G 亡ometiy]上< 匚cordlinate System0,0,0),新建坐y Generate WeshPreviewShouv■J Create Pinch 匚ontrcl^ yj Clear Generated Data 职 Rename电 Meth Q d 魂 Erizing\ Contact Sizing氐、ReGnemerrtMatch Control囱 InflatiariStart 尺巴匚ording图15插入匹配控制 照图16进行参数设定。
ScopeHigh Geometry Selection 1 Low Ge-ometry S?l ection1 FaceDefinitionSuppre55fdLJQTransfo rm at ion ArbitraryHigh Coordinate 各凶ern talobal Coordinate SystemLow Coordinate System Coar-dinate System 2 Control M«&ag« Wo图16参数设置与前面相同,选择两个周期面,在TRANSFORMATION 中选择ARBITRARY ,默认为CYCLIC 创建旋转周期边界,再选择两个坐标系:一个为默认坐标系,一个为新建坐标系。
这里选择ARBITRARY ,程序会根据输入的坐标系统决定创建旋转周期还是平移周期。
为便于观察,我们划分四面体网格,生成网格如图 17所示。
旋转图形查看周期面上网格节点是否对应。
Project塾 Model (C3)1+■ Georrietry0 ‘交 Coordinate SystemsL Global Coordinate Systenn 、CoordinateUpdateInsert图17网格为周期面命名之后,关闭MESH模块。