Разработка методики расчета аэродинамических характеристик с помощью комплекса ANSYS CFX на примере (стр. 8 из 20)
4. Следующим шагом нам необходимо расколоть созданный блок двумя вертикальными расколами, по точкам Pnt.0, Pnt.43, и тремя горизонтальными, по точкам Pnt.43, Pnt.70, Pnt.97. Для этого совершаем следующие действия Blocking > SplitBlock 
> SplitBlock 
, в графе SplitMethod выставляем Prescribed point (по указанным точкам). Далее для создания горизонтального раскола по точке Pnt.0, после нажатия на
выделяем любую грань (Edges) созданного блока перпендикулярную плоскости раскола (например, грань с вершинами 13-21), и точку Pnt.0, в результате расколим большой блок на два. Все остальные расколы выполняются аналогично, сначала еще один вертикальный по точке Pnt.43, потом горизонтальные по точкам Pnt.43, Pnt.70, Pnt.97, результат данной операции показан на Рис. 2.15.Примечание: Для того чтобы создать правильную ортогональную сетку на поверхности профиля, в ANSYSICEM есть инструмент с помощью которого можно создавать блоки с так называемой О, С и L – топологией. Что это показано на Рис. 2.14. Для описания профиля наиболее подходящим является С – топология сетки так как с ее помощью можно получить ячейки в хвосте профиля, с наименьшей деформированностью, что будет показано далее.
Рис. 2.14. Блоки с О, С и L – топологией
Рис. 2.15. Результат раскалывания блока
5. Примем во внимание вышесказанное и создадим блоки с С – топологией с помощью следующей команды Blocking > SplitBlock > OgridBlock 
, далее поставим галочку напротив Around block(s) (Вокруг блока), в графе Offset поставим 1, и после нажатия на Selectface(s)
выделим блоки, показанные на Рис. 2.16., далее нажимаем на SelectEdge(s) 
и выделяем грани показанные на Рис. 2.17, потом нажимаем на среднюю клавишу мыши, и на кнопку Apply, результат показан на Рис. 2.18. 
Рис. 2.16. Выделение блоков при создании OgridBlock
Рис. 2.17. Выделение граней при создании OgridBlock
Рис. 2.18. Результат выполнения OgridBlock
с С – топологией блоков
7. Для описания хвостика профиля теперь нам необходимо склеить следующие вершины 43 с 55, и 44 с 56, для этого воспользуемся командой
Blocking > MergeVertices 
> CollapseBlocks 
, далеевыделяем блоки и грань, показанные на Рис. 2.19. Результат склеивания вершин показан на Рис. 2.20.
Рис. 2.19. Выделяемые блоки и грань при склеивании вершин
Рис. 2.20. Результат склеивания вершин
8. Следующим шагом нам необходимо удалить ненужные блоки, для этого воспользуемся Blocking > DeleteBlock
и удалим блоки, показанные на Рис. 2.21, и 2.22.Примечание: По умолчанию в ходе этой операции блок физически не удаляется, а помещается в специальный Partc именем VORFN, что делается для связи блочных параметров в модели. В случае необходимости можно безвозвратно удалить блок – для этого нужно указать опцию (поставить галочку напротив) Delete permanent.[4]
Рис. 2.21. Удаляемые блоки
Рис. 2.22. Удаляемые блоки
9. Далее выполним ассоциирование вспомогательных точек с узлами блоков, таким же образом, как и в шаге №4, используя данные таблицы 2.5.(Результат Рис. 2.23)
Таблица 2.5
Таблица ассоциирования узлов блоков и вспомогательных точек.
| № узла –№ точки | № узла –№ точки |
| 44- Point.1 | 62- Point.7 |
| 65- Point.2 | 61- Point.8 |
| 60- Point.3 | 43-Pnt.0 |
| 59- Point.4 | 42- Pnt.43 |
| 58- Point.5 | 48- Pnt.70 |
| 63- Point.6 | 54- Pnt.97 |
Рис. 2.23. Результат ассоциирования узлов с опорными точками
10. Теперь выполним ассоциирование линий профиля и полукруглой части области с гранями блоков, для этого воспользуемся следующей командой. Blocking > Associate 
> AssociateEdgetoCurve 
. Далее произведем попарное выделение грани и соответствующей кривой – Таблица 2.6. Для тог чтобы увидеть выполненные ассоциирования (Рис. 2.25), нужно в закладке Blocking дерева, в контекстном меню раздела Edge поставить галочку напротив Showassociation. (Рис. 2.24).
Таблица 2.6
Таблица ассоциирования линий профиля и граней блоков.
| Грань (№узла - №узла )-Имя кривой |
| (48-42) и (42-43)- Curves.03 |
| (48-54) и (54-43)- Curves.05 |
| (59-60) и (58-59)- Curves.07 |
Рис. 2.24. Включение отображения выполненного ассоциирования
Рис. 2.25. Результат ассоциирования линий профиля и граней блоков.
Примечание: По умолчанию все внешние ребра блока и грани проецируются на ближайшую поверхность. Цвет ребра блока определяет тип ассоциации. Зеленый цвет ребра указывает, что ребро привязано к геометрии, белый (или черный) означает связь с поверхностью, а голубой показывает свободные (внутренние) ребра.[4]
11. Теперь нам необходимо преобразовать двух мерные блоки в трехмерные путем выдавливания, для этого выполним команды Blocking > CreateBlock 
>2Dto 3D 
, далее напротив Methodвыставляем Translate, потом в графе ZDistanceвыставляем 0,1 и нажимаем Apply.
Заметим, что при выдавливании ассоциирование соответствующих граней с кривыми выполняется автоматически.
На данном шаге создание грубой топологической модели законченно теперь прежде чем перейти к созданию самой сетки рассмотрим некоторые особенности сетки необходимые для решения данного рода задач.
Для описания явлений происходящих в пограничном слое, необходимо обеспечить определенное значение безразмерного коэффициента высоты первой пристеночной ячейки (
), для разных моделей турбулентности это значение лежит в разных пределах (для SSTмодели 
, для k-ε модели 15-20). Для нашей задачи наиболее подходящей является SST модель, так как она хорошо описывает процессы, как в пограничном слое так и на удалении от стенки. Отсюда следует и следующий порядок решения нашей задачи:а. Расчет на сетке с толщиной первой пристеночной ячейки рассчитанной по приближенным формулам, приведенным в [2].
(2.6)где
– коэффициента высоты первой пристеночной ячейки; 
– коэффициента коэффициент сил трения вычисляемый по следующей формуле: 
(2.7)б. Оценка коэффициента высоты первой пристеночной ячейки (
) после проведенного расчета при необходимости изменение толщины первой пристеночной ячейки и новый расчет.