4.燃烧室模型的建立(3-D).

GAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）14.燃烧室模型的建立（3－D）在这份指导书中，你可以通过运GAMBIT中的top-down几何结构法来为燃烧室生成几何模型（用实体来生成容积）。你可以通过非结构化六面体网格法来为画出的燃烧室几何体划分网格。在这份指导书中你可以学习到如何去：●移动一个体积；●从一个体积中扣除另一个；●把一个体积阴影化；●交叉两个体积；●混合一个体积的边；●通过对面进行扫描来生成体积；●为读入FLUENT/UNS来准备网格。4.1前提这份指导书假定读者已经掌握了指导书1并且已对GAMBIT界面相当熟悉。4.2问题描述这个问题在图4－1中以图解的形式表示出来。此几何体包括一个简化的向燃烧腔加料的燃料喷嘴，在这个指导书中由于几何结构对称你可以仅作出燃烧室几何体的1/4模型。喷嘴包括两个同心管，其直径分别是4个单位和10个单位，燃烧室的边缘与喷嘴下的壁面融合在一起。图4－1：问题图示GAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）24.3策略在这份指导书中，你可以运用top-down几何结构法来生成燃烧室几何体，你可以生成体积（在本例中为方体和圆体）并用布尔运算把它们结合起来，交叉、扣除这些体积以生成基本体积，最后，通过“融和”命令，你可以舍掉一些边界以完成几何体生成。在这个模型例子中，简单的选择捡起几何体并用六面体单元对整个区域进行网格划分是不可能的，由于Cooper工具（在本向导中要应用）需要两组面，一组平行于扫描路径，另一组垂直于扫描路径，不管怎样，融和边界不适合于任一组。对cooper工具更详细的描述见GAMBITModelingGuide。你需要把几何体分成许能用cooper来划分网格的部分。在GAMBIT中有许多分解几何体的方法。在这个例子中，你可以采用把那些挨着弯面的体积部分从主体积中分开的方法。对这个燃烧室进行分解的详细步骤在下面给出。注意到几何体中有许多面，其默认的网格划分方案是pave方案。这些面中的大部分与Z方向垂直。在Z方向有许多几何突起，因此在cooper网格方案中应被选为主方向。为使其可能，X、Y方向的铺砌面（图4－2中的两个对称面）必须改变以去用Submap或Map网格划分方案。默认的，GAMBIT对这两个面选择Pave网格划分方案，是因为它们每一个都在融合处都有一个圆边。如果你把每个面圆角分裂出来并通过一个体积把它们连接起来，你可以在剩余面上用Submap网格划分方案，并且对这个体积用Cooper网格划分法。你可以在两个融合边的连接处生成一个面（图4－3中的面A）来替代在每个对称两上生成个面。这个面将会从两个方向扫描到对称面上（生成图4－3中的面B和C），来把体积分成三部分。这三个体积可以用Cooper分别进行网格划分。这个指导书也展示了一些控制网格密度和单独面上的网格划分方法。你可以用TriPrimitive方案和一个更细网格尺寸对形成第二个入口的1/4圆面进行网格化。类似的，你可以用一个细化的mapped网格对初入口的环面进行网格化。为达到Cooper的要求，你还需要在这两个面之间的面上生成一个表格化网格。最后，你可以用自动Cooper工具去网格化剩余的面和体。图4－2：燃烧室几何结构的两个对称面GAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）34.4步骤启动GAMBIT。第1步：选择一个解算器1．通过从主菜单中进行下面的选择以选定一个解算器去运行你的CFD计算。Solver-FLUENT/UNS解算器的选择指定了不通窗口可供应用的变量（如：这个边界类型在SpecifyBoundaryTypes窗口适用），当前选择的解算器显示在GAMBITGUI的顶部。第2步：设定网格划分的默认间隔尺寸Edit-Defaults…在这个指导书中，你可以改变网格划分的默认间隔大小。默认的网格步长基于间隔参数，你可以在EditDefaults窗口中对它进行修改，你键入的这个值应是模型中网格单元的估计平均值。这个值将作为所有网格形式的默认Intervalsize出现。如果需要的话，你可以在网格划分窗口中改变它。1.在窗口的顶部选择MESH标签。2.在窗口排列表的顶部选择INTERVAL单选框。3.在变量列表中选SIZE。SIZE将出现在列表的底部并且默认值也将在Value文本键入框中出现。图4－3：在对称面的融和边界处生成的平面GAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）44.在Value文本键入框中键入值2。5.点击SIZE左边的Modify钮。变量SIZE的Value值将会被更新。6.关闭EditDefaults窗口。第3步：生成两个圆柱体1.生成一个柱体以形成燃烧室GEOMETRY-VOLUME-CREATEVOLUMERGAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）5打开CreateRealCylinder窗口a)在柱体的Height中键入值12。b)在柱体的Radius1中键入值4。Radius2的文本键入框可留为空白，GAMBIT将默认设定为Radius1值相等。c)选择PositiveZ（默认）作为AxisLocation。d)点击Apply按钮。2．些步骤以生成一个Height=20，Radius1=10并以positivez为轴的柱体。3．点击在GlobalControl工具栏左上部的FITTOWINDOW命令按钮，去观察柱体的生成。这两个柱体在图4－4中示出，按住鼠标左键并拖动它以观察视图的旋转。你可以按下鼠标右键并把鼠标沿靠近或远离你的方向拖动以放大或缩小视图。4．移动生成的第一个柱体以使它在大柱体的前面。GEOMETRY-VOLUME-MOVE/COPY/ALIGNVOLUMES图4－4：两个圆柱GAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）6这将打开Move/CopyVolumes窗口a)shift+左键选中视图窗中的小柱体在Move/CopyVolumes窗口的Volumes下将被键入volume.1。b)在Move/CopyVolumes窗口中的Volumes下选择Move（默认）。c)在Operation下选择Translate（默认）。d)键入Global移动矢量点为（0，0，8）以把小柱体沿z方向移动8个单位。你可以看到GAMBIT在你向Global键入值时会自动在Local下填入值。e)点击Apply。这两个柱体如图4－5所示。可以看到小柱体已被从大柱体的后部移到前部。第四步：从大柱体中扣除小柱体图4－5：移动小柱体后的两个柱体GAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）71.通过由一个柱体中扣除另一个的方法来生成一个体积选定体积的顺序很重要，例如，图4－6显示了从A中扣除B和从B中扣除A的不同。GEOMETRY-VOLUME-BOOLEANOPERATIONSR打开SubtractRealVolumes窗口a)在图形窗口中shift+左键选中大柱体。b)左键击SubtractVolume右边的列表框接受volume.2，并激活SubtractVolume框。！你可以在视图窗中持续按下鼠标左键并点击右键来接受选择大柱体并把焦点移到SubtractVolume条框中。c)选中小柱体。这个选择顺序将会保证小柱体被从大柱体中扣除而不是反之。第五步：阴影化和旋转视图图4－6：扣除体积GAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）81.在GlobalControl工具条的中下部点击RENDERMODEL命令按钮以生成体积的阴影图。2.按下鼠标左键并拖动鼠标以旋转视图，并观察在大柱体中生成的柱体洞（见图4－7）3.要返回到非阴影图，右击GlobalControl工具栏中的RENDERMODEL命令钮，并从弹出条框中选。第六步：去掉柱体的3/4在这一步中，你可以生成一个和圆柱体相交的方形体。柱体的3/4将会被去掉，留下得体积作为燃烧室的入口。1.生成和已有柱体相交的方体。GEOMETRY-VOLUME-CREATEVOLUMER打开CreateRealBrick窗口。a)为方体的Width键入值21。Depth和Height可以被留为空白，GAMBIT将默认它们和Width相等生成一个正方体。b)Direction为+X+Y+Z（默认）。c)点击Apply。图4－8显示了柱体和方体图4－7：显示大圆柱的洞的阴影几何结构GAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）92.交叉方体和柱体GEOMETRY-VOLUME-BOOLEANOPERATIONSR打开IntersectRealVolumes窗口。a)shift+左键在图形窗口中选中方体。b)在图形窗口中选定柱体。c)点击Apply来接受选择。当你交叉两个体积的时候选定它们的顺序是无关紧要的。柱体会被修正以使方形内的体积保留下来，如图4－9所示。图4－8：圆柱体和方体GAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）10第7步：生成燃烧室的腔体1.为腔体生成一个方体。GEOMETRY-VOLUME-CREATEVOLUME打开CreateRealBrick窗口。a)键入方体的Width为20，Depth为30，Height为40。b)通过选择Direction右边的菜单选项，改变Direction为+X+Y-Z。c)点击Apply。2.点击GlobalControl工具条顶部的FITTOWINDOW按钮来观察生成的方体。3.合并方体和柱体为一个整体。图4－9：柱形剩下的1/4GEOMETRY-VOLUME-BOOLEANOPERATIONSRGAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）11打开UniteRealVolumes窗口。a)shift+左键在图形窗口选中柱体。b)选中方体并点击Apply来接受选择。当你合并两个体积的时候选定它们的顺序是无关紧要的。方体会和柱体如图4－10一样的合并在一起。第八步：融合腔体的边1.融合腔体的两个边以形成一个更光滑的形状。GEOMETRY-VOLUME-BLENDVOLUMES打开BlendVolumes窗口图4－10：连接在一起的方体和柱体GAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）12a)在DefineBlendTypes下点击Edge钮打开EdgeBlendType窗口ⅰshift+左键选中要融合的两个边，如图4－11所示。ⅱ在EdgeBlendType窗口中Options下选择Constantradiusround（默认）。ⅲ在Radius中键入值5。ⅳ在EdgeBlendType中点击Apply后关闭窗口。b)在图形窗口中shift+左键选中体积。c)在BlendVolumes窗口中点击Apply。具有光滑边界的燃烧室的几何结构如图4－12所示。图4－11：要融合的边GAMBITTUTORIALGUIDE：4.燃烧室模型的建立（3－D）13第九步：几何结构的分解在这个模型中，简单的选中它并用六面体网格法进行网格化是不可能的。Cooper要求的所有“源”面是拓扑平行的，并且其余的面也可以用map或submap来进行网格化。但由融和连接操作产生的曲面不适合cooper标准。因此，你需要把几何体分解成适合cooper的几个部分，在GAMBIT中有许多分解几何体的方法。在这个例子中，你可以采用把那些挨着弯面的体积部分从主体积中分开的方法。要这样做，你需要在两个融合边的连接处生成一个点，那么你就可以利用这个点来生成一个直边，并用这些边来生成一个面。这个面将会被从两个方向扫描以生成两个体积，这两个体积将会被用来把燃烧室分为三部分。这样就可以用cooper来对他们分别进行网格化。1.在容积中生成一个点GEOMETRY-VERTEX-MOVE/