UG STAR-CCM+ Meshing. Построение поверхностной сетки

СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
4. Построение Поверхностной Сетки (Surface Meshing)
STAR-CCM+ содержит инструменты, которые могут быть использованы для того,
чтобы помочь подготовить изначальную поверхностную геометрию таким образом, чтобы
на ее основе могла быть создана объемная сетка высокого качества. В зависимости от
изначального качества первоначальной поверхности, доступны следующие опции для
улучшения триангуляции поверхности и/или включения характерных кривых (feature
curves):
• генератор поверхностной сетки (surface remesher);
• замыкатель поверхности (surface wrapper);
• заполнитель (закрыватель) отверстий (hole filler);
• сшиватель ребер (edge zipper); и
• автоматическое и ручное извлечение характерных кривых геометрии и
редактирование (automatic and hand based feature curve extraction and editing)
Инструменты автоматического и ручного извлечения характерных кривых геометрии
и редактирования позволяют определять в геометрии характерные кривые (feature curves).
Характерные кривые преимущественно требуются для двух целей. Имя являются:
• сохранение определения ребер во время процессов поверхностного и объемного
построения сетки (preserve edge definitions during the surface and volume meshing processes);
и
• исправление поверхностной сетки (repairing a surface mesh)
Также возможно исправить поверхности (repair surfaces) вручную.
Там, где нахождение острых ребер в конечной объемной сетке расценивается как
критичное, существенным является включение характерных кривых. Все особенности,
отмеченные характерной кривой геометрии (feature curve) всегда будут сохраняться. В
дополнение, когда вы хотите закрыть отверстие (close a hole) или сшить несвязанные
поверхностные ребра (zip mismatched surface edges), характерные кривые используются
перед началом выполнения процесса исправления для указания интересующих областей.
Замыкатель поверхности (surface wrapper) используется в случаях, когда
импортированная геометрия является чрезвычайно низкого качества (интересующие
поверхности, отверстия, зазоры, и т.д.) и не может быть напрямую использована для
построения объемной сетки. Результатом операции по замыканию поверхности (surface
wrapping operation) является замкнутая (watertight, непроницаемая) поверхность, но
которая может содержать триангуляцию низкого качества.
Генератор поверхностной сетки (surface remesher) используется для того, чтобы
заново триангулировать (re-triangulate) поверхность с тем, чтобы получить поверхность
более высокого качества. Как правило, этот генератор используется в паре с замыкателем
поверхности (surface wrapper) или чтобы улучшить качество STL данных, или других
замкнутых поверхностей плохого качества.
Заполнитель (закрыватель) отверстий (hole filler) может быть использован для того,
чтобы локально заполнить отверстие в поверхности триангулированной плоской
поверхностью (triangulated planar surface). Это является полезным в закрывании
(блокировании, closing off) обширных областей с тем, чтобы замыкатель поверхности
(surface wrapper) или генератор поверхностной сетки (surface remesher) могли быть
использованы для дальнейшего улучшения общего качества изначальной поверхности.
Сшиватель ребер (edge zipper) полезен для замкнутых поверхностей (closing
surfaces), которые имеют ребра в близком соседстве (in close proximity), но физически не
350
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
связаны вместе. Это типично для поверхностных данных, которые будут использованы
генератором поверхностной сетки (surface remesher).
4-1. Работа с Поверхностной Сеткой (Working with a Surface Mesh)
Изначальной точкой для всех сеточных моделей в STAR-CCM+ является
поверхностная сетка, импортированная из CAD пакета или любого другого стороннего
подготовительного программного продукта (third party pre-processing software). Качество
поверхностной сетки в целом может значительно меняться от одного пакета к другому.
Типичными проблемами, которые могут случаться, являются:
• отверстия и зазоры (holes and gaps);
• несвязанные ребра (mismatched edges);
• кратные (параллельные) ребра (multiple edges);
• остроугольные изгибы (sharp angle folds);
• плохая триангуляция (остроконечные ячейки) (poor triangulation (needles cells));
• самопересечение (self intersection); и
• non-manifold топология
В случаях, когда наблюдается небольшое количество проблем, вы можете исправить
поверхностную сетку вручную. Если проблемы более обширные, тогда доступны два
автоматических инструмента для того, чтобы устранить перечисленные выше проблемы и
улучшить качество изначальной импортированной в STAR-CCM+ поверхности целиком.
Этими двумя инструментами являются:
• генератор поверхностной сетки (surface remesher); и
• замыкатель поверхности (surface wrapper)
В основном генератор поверхностной сетки (surface remesher) используется для
улучшения поверхностной триангуляции поверхностной сетки, которая удовлетворяет
всем другим критериям за исключением качества треугольников. Замыкатель поверхности
(surface wrapper) в основном используется для обеспечения замкнутости изначальной
поверхности, когда импортированные данные чрезвычайно плохого качества и содержат
многочисленные проблемы, которые не могут быть легко исправлены вручную. Если,
чтобы сгенерировать поверхностную сетку, был использован подготовительный
программный продукт pro-surf , выпускаемый CD-adapco, тогда в большинстве случаев не
потребуется никаких дальнейших действий по подготовке поверхности, и вы можете
прямо переходить к процессу построения объемной сетки.
Этот раздел также повествует о том, как выбрать сеточную модель (meshing model),
когда следует использовать каждую из моделей, и как запустить генератор поверхностной
сетки (surface mesh generator).
4-1.1 Что такое Генератор Поверхностной Сетки?
(What is the Surface Remesher?)
Генератор поверхностной сетки (surface remesher) используется для того, чтобы
заново триангулировать (re-triangulate) существующую поверхность. Это позволит
улучшить качество поверхности целиком и оптимизировать ее для моделей объемной
сетки. В основном перестроение сетки (remeshing) основано на задаваемой желаемой
351
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
длине ребра (target edge length). Также оно может включать мельчение (улучшение)
особенностей (feature refinement) на основе искривленных (curvature) и близких
поверхностей (surface proximity). Мельчение в локальных областях на основе границ также
может быть включено. Также отдельными границами можно пренебречь в этом процессе с
тем, чтобы сохранить изначальную триангуляцию из импортированной сетки.
Как правило, генератор поверхностной сетки (surface remesher) используется для
перестроения поверхностной сетки, сгенеренной замыкателем поверхности (surface
wrapper), и данных типа STL. Помимо улучшения поверхности для генераторов объемной
сетки, он также способствует генерации подповерхностей (subsurface generator), когда
выбрана опция призматического генератора (prism mesher option). Здесь показан пример
изначальной поверхности и перестроенной поверхностной сетки.
Свойства модели генератора поверхностной сетки (surface remesher) могут быть
изменены для того, чтобы обеспечить дополнительное управление построением сетки во
время этого процесса. Входящие значения (input values), используемые для генератора
поверхностной сетки (surface remesher), могут быть установлены на четырех различных
уровнях:
• глобальный уровень (global level);
• граничный уровень (boundary level);
• уровень характерных кривых (feature curve level); и
• уровень интерфейса (границы раздела) (interface level)
Объемный контроль генератора поверхностной сетки (surface remesher volumetric
controls) также может быть включен для дальнейшей оптимизации триангуляции
получившейся поверхности (resulting surface triangulation).
Изменение Свойств Модели Генератора Поверхностной Сетки
(Changing the Surface Remesher Model Properties)
Когда активирована модель генератора поверхностной сетки (surface remesher
model), опции искривления (curvature) и близких поверхностей (proximity) можно
посмотреть, выбрав узел Генератор Поверхностной Сетки (Surface Remesher) узла
Модели (Models) сеточной модели (mesh continuum).
352
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
По умолчанию включены три опции: измельчение искривленных поверхностей
(curvature refinement), измельчение близких поверхностей (proximity refinement) и
автоматическое исправление поверхности (automatic surface repair). Щелкнув по
соответствующему полю для редактирования на панели, опция включается и
выключается. Также может быть задано минимальное качество грани (face quality).
Минимальное Качество Грани (Minimum Face Quality)
Свойство Минимальное Качество Грани (Minimum Face Quality) генератора
поверхностной сетки это значение, заключенное в диапазоне от 0 до 1; в случае 0 являясь
приэтом наихудшим, а при 1 наиболее совершенным. Качество треугольника вычисляется
посредством сравнения области грани с областью равностороннего (equilateral)
треугольника, вписанного в окружность относительно трех угловых точек изначальной
грани. Значением по умолчанию является 0.05.
Генератор поверхностной сетки будет убеждаться, что все треугольники, созданные
процессом, будут иметь качество равное или лучшее заданного значения. Это достигается
посредством разрешения сеточному генератору пренебрегать особенностями ребер
(feature edges), если требуется; перемещать узлы особенностей (feature vertices) или
избегать проецирования узлов (projecting vertices) с тем, чтобы удалить или улучшить
грани, чье качество ниже заданного значения. Задание значения 0 дезактивирует
(отключает) опцию. Рекомендованные значения находятся в диапазоне от 0.01 до 0.1.
Значения не могут превышать 0.1.
353
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Задание Глобальных Относительных Величин Генератора
Поверхностной Сетки (Setting Global Surface Remesher Reference Values)
Следующие относительные значения применимы для генератора поверхностной
сетки (surface remesher), когда активированы измельчение искривленных поверхностей
(curvature refinement), измельчение близких поверхностей (proximity refinement) и
автоматическое исправление поверхности (automatic surface repair):
• базовый размер (base size);
• проекция на cad поверхность (cad projection);
• автоматическое исправление поверхности (automatic surface repair);
• кривизна поверхности (surface curvature);
• скорость роста с поверхности (surface growth rate);
• близость поверхности (surface proximity); и
• размер на поверхности (surface size)
Эти опции можно увидеть, открыв узел Относительные Величины (Reference
Values) в дереве задачи:
Активация Автоматического Исправления Поверхности для
Генератора Поверхностной Сетки (Enable Automatic Surface Repair for
Surface Remesher)
Активированная опция автоматического исправления поверхности (automatic surface
repair) обеспечивает автоматическую процедуру исправления ряда проблем
354
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
геометрического типа, которые могут существовать в перестроенной поверхности, когда
процесс генерации поверхностной сетки завершен. Определены могут быть до трех
различных метрик (metrics, показателей), если требуется автоматическое исправление.
Различными метриками (metrics, показателями) являются:
• грани с отверстиями (pierced faces) (пересечения поверхностей, включая
противостоящие пересечения (surface intersections including opposing intersections))
• близость поверхности (surface proximity); и
• качество поверхности (surface quality);
Метрика для граней с отверстиями (pierced faces) всегда включена и может быть
осуществлена в любой момент, когда активирована опция автоматического исправления
поверхности (automatic surface repair). Метрика для близости поверхности (surface
proximity) будет использоваться только, если свойство близости поверхности (surface
proximity) было активировано для генератора поверхностной сетки (surface remesher).
Метрика для минимального качества (minimum quality) будет использована только, когда
генератор поверхностной сетки (surface remesher) имеет значение минимального качества
грани большее 0.
Внутри каждой метрики используется два различных механизма исправления,
упорядоченных от лучшего к худшему в смысле сохранения изначальной геометрии.
Механизмами исправления являются:
1. Перестроение сетки (Remesh) – избавиться от проблемной области, затем
перестроить сетку, удаляя особенности, если требуется.
2. «Заплатка» (участок) (Patch) – избавиться от проблемной области, удалить
локально поверхность и затем воспользоваться заполнителем (закрывателем) отверстий
(hole filler).
В этом случае опция перестроения сетки (remeshing option) сперва будет применена к
отдельно взятой проблемной области и, если у нее получится устранить проблему или
улучшить качество, тогда никаких дальнейших действий не потребуется, и просто
обратимся к следующей проблемной области. Если шаг перестроения сетки (remeshing) не
помог разрешить проблему, тогда к этой проблеме будет применена опция «заплатка»
(patch, участок).
Во время операции автоматического исправления (auto repair fixing operation),
возможно сформировать малые несвязанные части поверхностной сетки. Представлены
две опции для того, чтобы позволить вам автоматически удалять эти несвязанные
поверхности. Ими являются:
• предел числа связанных поверхностей (connected surface count limit)
• предел размера связанных поверхностей (connected surface size limit)
Эти опции могут быть доступны, выбрав узел Относительные Величины >
Автоматическое Исправление Поверхности (Reference Values > Automatic Surface
Repair).
355
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Предел числа связанных поверхностей (connected surface count limit) может быть
использован для того, чтобы контролировать ряд изолированных или несвязанных
поверхностей. Например, если вы ожидаете иметь только одну поверхность в конце
процесса перепостроения, тогда значение равное 1 может быть задано, и поверхность с
наибольшим числом граней (face count) или областей будет сохранена (retained), в то
время как все другие будут устранены (eliminated). Альтернативно или в дополнение
предел размера связанных поверхностей (connected surface size limit) может быть
использован для задания минимального числа грани (face count) и/или области, которую
каждая несвязанная поверхность должна иметь. Заметьте, что обе перечисленные выше
опции могут быть использованы по отдельности или в паре с тем, чтобы управлять
полученной в результате (resultant) поверхностью.
Как правило, опция автоматического исправления (auto repair option) используется,
когда выполняется перестроение поверхностной сетки на замкнутой поверхности
(wrapped surface). Вам следует заметить, что опция автоматического исправления (auto
repair option) не исправляет проблемы с топологией, такие как свободные ребра (free
edges), non-manifold ребра и non-manifold узлы. Таким образом, если таковые проблемы
существуют в поверхности, то их необходимо исправить вручную, а потом (afterwards)
воспользоваться инструментами ручного исправления (manual repair tools).
356
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Минимум Близости Автоматического Исправления (Auto Repair
Minimum Proximity)
Активировав для генератора поверхностной сетки (surface remesher) свойство
близости поверхности (surface proximity), узел Минимум Близости (Minimum Proximity)
может быть использован для задания значения минимальной близости, которое должны
иметь все грани после исправления. Близость определяется для любой грани, которая
соединена с другим ребром или также могут быть несвязанные грани, которые близки
друг к другу. Она определяется как процент осредненной длины ребер в проверяемом
треугольнике. Выбирая узел, вы получаете доступ к значению Минимум Близости
(Minimum Proximity):
Значение по умолчанию 0.05 является достаточным для большинства требований по
исправлению и означает, что любая грань соседнего треугольника вынуждена находиться
на расстоянии 0.05 длины среднего ребра изначального треугольника с тем, чтобы пройти
проверку.
Минимальное Качество Автоматического Исправления (Auto Repair
Minimum Quality)
Задав для генератора поверхностной сетки значение минимального качества грани
(minimum face quality) большим 0, узел Минимальное Качество (Minimum Quality) может
357
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
быть использован для установки значения минимального качества, которое все грани
должны иметь после исправления.
Свойство Минимальное Качество (Minimum Quality) для автоматического
исправления поверхности является значением в диапазоне от 0 до 1; при этом в случае 0
являясь наихудшим, а при 1 наиболее совершенным. Качество треугольника задается как
2*(r/R), где r является радиусом окружности, вписанной в треугольник; а R является
радиусом окружности, проходящей через три угловых точки треугольника. Значением по
умолчанию является 0.05. Выбирая узел Минимальное Качество (Minimum Quality), вы
получаете доступ к значению Минимальное Качество (Minimum Quality):
Автоматическое исправление поверхности (auto surface repair) будет убеждаться, что
все треугольники, созданные процессом, будут иметь качество равное или лучшее
заданного значения. Это достигается разрешением сеточному построителю (mesher)
игнорировать (disregard) особенности ребер, если требуется, перемещать характерные
узлы (feature vertices) или избегать проекции узлов с тем, чтобы удалить или улучшить
грани, чье качество ниже заданного значения. Установка значения 0 отключает опцию.
Рекомендованные значения находятся в диапазоне от 0.01 до 0.1. Значения не могут
превышать 0.1.
Предел числа связанных поверхностей (Connected Surface Count
Limit)
358
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Предел числа связанных поверхностей (connected surface count limit) представляет
метод управления тем, какие сохранять связанные поверхности (и напротив, какие удалять
несвязанные поверхности) на основе общего количества связанных/несвязанных
поверхностей (connected/disconnected surfaces). Например, если вы желаете располагать
двумя поверхностями к концу процессов перестроения поверхностной сетки (surface
remeshing) и автоматического исправления (auto repair), тогда должен быть задан предел
равный 2, и две поверхности с наибольшим числом граней (largest face count) или
площадью будут сохранены, а все другие поверхности удалены.
Опция для определения, будет ли использоваться задание числа граней (face count)
или площади, указывается в свойстве Предел числа связанных поверхностей (Connected
surface count limit) узла Автоматическое Исправление Поверхности (Automatic Surface
Repair):
По умолчанию задана опция Никакой (None), указывая на то, что особенность
отключена. Выбрав либо опцию Сохранять Число Наибольших Граней (Keep Largest
Face Counts), либо Сохранять Наибольшие Площади (Keep Largest Areas), особенность
будет активирована. Кроме того, появится узел Максимум # Связанных Поверхностей
(Maximum # of Connected Surfaces), как показано ниже:
359
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Значение по умолчанию 1e9 фактически означает, что все поверхности будут
сохранены (по умолчанию). Введя, например, значение 1, означает, что только одна
поверхность должна быть сохранена после процесса автоматического исправления (auto
repair) на основе либо числа граней (face count), либо площади, как определено ранее.
Предел Размера Связанных Поверхностей (Connected Surface Size
Limit)
Предел размера связанных поверхностей (connected surface size limit) представляет
метод управления тем, какие сохранять связанные поверхности на основе либо числа
граней (number of faces) на поверхности и/или площади (area) поверхности. Например,
если вы хотите располагать только поверхностями с более 100 граней, тогда минимальный
предел (minimum limit) в 100 граней должен быть задан. Любая полученная в результате
поверхность со 100 и менее граней в ней будет удалена процессом автоматического
исправления (auto repair).
Опция для определения, будет ли использоваться задание числа граней (face count)
и/или суммарной площади (total area), указывается в свойстве Предел размера
связанных поверхностей (Connected surface size limit) узла Автоматическое
Исправление Поверхности (Automatic Surface Repair):
360
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
По умолчанию задана опция Никакой (None), указывая на то, что особенность
отключена. Если выбрана любая из опций, основанных на числе граней (face count), тогда
появится узел Счетчик Минимума Граней Связанной Поверхности (Minimum
Connected Surface Face Count), как показано ниже:
361
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Значением по умолчанию Счетчика Минимума Граней Связанной Поверхности
(Minimum Connected Surface Face Count) является 0. Это означает, что все поверхности
будут оставлены. Если, например, ввести значение 1000, тогда любая несвязанная
поверхность с 1000 или менее граней в ней будет автоматически удалена процессом
автоматического исправления (auto repair).
Если выбрана любая из опций, основанных на площадях (areas), тогда появится узел
Минимальная Площадь Связанной Поверхности (Minimum Connected Surface Area),
как показано ниже:
362
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Значением по умолчанию для Минимальной Площади Связанной Поверхности
(Minimum Connected Surface Area) является 0. Это означает, что все поверхности будут
оставлены. Если, например, ввести значение 0.5 m2, тогда любая несвязанная поверхность
с площадью 0.5 m2 или менее, будет автоматически удалена процессом автоматического
исправления (auto repair). Заметьте, что значение может быть задано в любой из
разрешенных единиц.
Если выбраны оба предела на основе площади и грани, тогда оба узла (как сказано
выше) будут активированы, и оба предела на основе площади и грани могут быть
применены. В этом случае несвязанные поверхности должны удовлетворять обоим
критериям для того, чтобы сохраниться.
Если используются обе опции предел числа связанных поверхностей (connected
surface count limit) и предел размера связанных поверхностей (connected surface size
limit), тогда последняя из них применяется первой. Например, если Максимум #
Связанных Поверхностей (Maximum # of Connected Surfaces) был задан сохранить 5
поверхностей с наибольшими площадями поверхности, а Счетчик Минимума Граней
Связанной Поверхности (Minimum Connected Surface Face Count) был установлен на 500,
тогда сначала будут удалены все поверхности с 500 или менее гранями. После этого, если
осталось более 5 поверхностей, тогда 5 с наибольшими площадями поверхностей будут
сохранены, а другие удалены.
Скорость Роста с Поверхности (Surface Growth Rate)
363
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Параметр скорость роста с поверхности (surface growth rate) управляет скоростью
(rate), с которой размеры ребер треугольников (triangle edges sizes) могут варьироваться,
переходя от одной ячейки к соседней. Как правило, параметр оказывает влияние только,
когда некоторый вид мельчения (кривизны (curvature) или близости (proximity))
активирован как часть операции перестроения сетки. Выбор узла Скорость Роста с
Поверхности (Surface Growth Rate) в узле Относительные Величины (Reference Values)
дерева задачи, позволяет получить доступ к свойству Скорость Роста с Поверхности
(Surface Growth Rate):
Значение по умолчанию равное 1.3 означает, что ребро треугольника (edge of a
triangle) может быть больше в 1.3 раза длины соседа, когда происходит расширение от
меньшей длины ребра (ограничено кривизной, к примеру) к более длинной (задано,
например, желаемым размером (target size)). Уменьшение размера в основном будет
создавать больше треугольников для изначальной поверхности, в то время как увеличение
значения, как правило, будет производить меньше треугольников.
Включение Объемного Контроля Генератора Поверхностной Сетки
(Including Surface Remesher Volumetric Controls)
Объемный контроль (volumetric control) также может быть включен как часть
процесса перестроения поверхностной сетки (surface remeshing operation). Эта опция
позволяет задавать желаемый размер поверхности (surface target size) для любой из
разрешенных форм, которые заключают (encompass) импортированную поверхность.
364
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Задание Настроек для Граничных Условий и Значений Генератора
Поверхностной Сетки (Customizing Surface Remesher Boundary Conditions
and Values)
На граничном уровне вы можете задавать четыре различных параметра для
управления поведением генератора поверхностной сетки для отдельных граничных
поверхностей. Четырьмя параметрами являются:
• заданная кривизна поверхности (custom surface curvature);
• заданная близость поверхности (custom surface proximity);
• заданный размер на поверхности (custom surface size); и
• задать параметры поверхностной сетки (customize surface remeshing)
Задать
Remeshing)
Параметры
Поверхностной
Сетки
(Customize
Surface
По умолчанию все границы отдельно взятого региона (области) включены как часть
процесса перестроения поверхностной сетки (surface remeshing process). Если, однако,
триангуляция для границы достаточно хорошая, вы можете отключить генератор
поверхностной сетки (surface remesher) для той границы и сохранить (preserve)
изначальную поверхность как часть итоговой перестроенной поверхности. Опция для
отключения генератора поверхностной сетки (surface remesher) представлена в узле
Задать Параметры Поверхностной Сетки (Customize Surface Remeshing) узла Условия
для Сетки (Mesh Conditions) для каждой границы.
В результате включения опции Запретить Переразбиение Поверхности (Disable
Surface Remeshing) будет сохранена изначальная граничная поверхность. Согласованная
365
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
поверхностная триангуляция (conformal surface triangulation) будет сохранена по
периметру границы и любых соседних перестраиваемых поверхностей.
Если граница является частью интерфейса (границы раздела), тогда опция
Запретить Переразбиение Поверхности (Disable Surface Remeshing) является
применимой только к любым оставшимся границам, которые могут существовать. Если
оставшихся границ нет, тогда опция деактивации (disable option) не будет влиять на
процесс построения сетки для границы. Опция Запретить Переразбиение Поверхности
(Disable Surface Remeshing) для самого интерфейса представлена в узле интерфейса,
которому принадлежит граница.
Задание Настроек для Условий и Значений Характерных Кривых
Генератора Поверхностной Сетки (Customize Surface Remesher Feature
Curve Conditions and Values)
Характерные кривые могут быть использованы для указания параметров заданного
размера на поверхности (custom surface size) генератору поверхностной сетки способом,
подобным граничным поверхностям. Это позволяет ребрам или особенностям в пределах
поверхности иметь отдельные размеры ребер. Пример граничной поверхности с
мельчением характерных кривых (feature curve refinement) показан ниже:
Как правило, характерные кривые (feature curves) должны быть использованы для
задания дополнительных мельчений (refinements), необходимых граничным поверхностям
около важных особенностей. Они только позволяют уменьшить размер локального
366
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
треугольника. Так, если больший размер задается для характерной кривой, чем
вычисленный из других локальных и глобальных настроек, тогда используется меньший
размер.
Задание Настроек для Условий и Значений Интерфейса Генератора
Поверхностной Сетки (Customizing Surface Remesher Interface Conditions
and Values)
На уровне интерфейса вы можете задавать четыре различных параметра для
управления поведением генератора поверхностной сетки для интерфейсных поверхностей
(interface surfaces). Четырьмя параметрами являются:
• заданная кривизна поверхности (custom surface curvature);
• заданная близость поверхности (custom surface proximity);
• заданный размер на поверхности (custom surface size); и
• задать параметры поверхностной сетки (customize surface remeshing)
Задание Параметров Поверхностной Сетки (Customize Surface
Remeshing)
По умолчанию все интерфейсы включены как часть процесса перестроения
поверхностной сетки (surface remeshing process). Если, однако, триангуляция для
интерфейса достаточно хорошая, вы можете отключить генератор поверхностной сетки
(surface remesher) для того интерфейса и сохранить (preserve) изначальную поверхность
как часть итоговой перестроенной поверхности. Опция для отключения генератора
поверхностной сетки (surface remesher) представлена в узле Задать Параметры
Поверхностной Сетки (Customize Surface Remeshing) узла Условия для Сетки (Mesh
Conditions) для каждого интерфейса.
367
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
В результате включения опции Запретить Переразбиение Поверхности (Disable
Surface Remeshing) будет сохранена изначальная поверхность интерфейса. Согласованная
поверхностная триангуляция (conformal surface triangulation) будет сохранена по
периметру интерфейса и любых соседних перестраиваемых поверхностей.
Использование Генератора Поверхностной Сетки с Интерфейсами
(Using the Surface Remesher with Interfaces)
Генератор поверхностной сетки может быть использован со специальным Прямым
типом интерфейсов (direct type interfaces) для того, чтобы достигнуть согласованной
отображаемой сетки (conformal mapped mesh) на интерфейсе. Это является
рекомендованной процедурой, результатом которой будет определение более хорошей
объемной сетки для анализа.
В случае типа интерфейса На Месте (in-place type interface), согласованная сетка
может быть получена как для отдельного региона, так и для случаев со множеством
регионов до тех пор, пока используется одна и та же сеточная модель (mesh continuum).
Например, в случае отдельного региона интерфейс На Месте (in-place interface) может
быть использован для представления собой некоторого рода внутренней перегородки
(internal baffle). Для случаев со множеством регионов интерфейс может представлять
собой изменение материала, например, интерфейс жидкая область/пористая область
(fluid/porous interface) или жидкая область/область твердого тела (fluid/solid). В
дополнение теперь генератор поверхностной сетки (surface remesher) может быть
использован, не смотря на форму периметра границ на интерфейсе (perimeter shape of the
boundaries at the interface), до тех пор, пока границы на интерфейсе плоские. Другими
словами, границам, принадлежащим интерфейсу, не требуется иметь ту же самую форму
или площадь. Сейчас метод «впечатывания» (imprint method) автоматически включен как
часть процесса построения поверхностной сетки (surface remeshing process). Это означает,
что сначала границы заново триангулируются (re-triangulated), чтобы иметь общий
периметр перед тем, как продолжить с перестроением поверхностной сетки. Тем самым
убирается прежнее (prior, априорное) ограничение во всех версиях, следующих за STARCCM+ 4.04.
Когда генератор поверхностной сетки используется в паре с Периодическим
интерфейсом (periodic interface), он будет пытаться создать согласованную отображенную
сетку (conformal mapped mesh) для пары границ. В этом случае обе границы должны
принадлежать одному и тому же региону.
Когда используется один из перечисленных выше прямых типов интерфейса (direct
type interfaces) для перестроения поверхностной сетки, узел интерфейса будет управлять
настройками и размерами, общими для обеих границ. Там, где существуют оставшиеся
границы для типа границ На Месте (in-place type boundaries) (то есть те, которые
принадлежат границе, являющейся частью интерфейса, но не являются общими для пары
границ), вместо этого будут использоваться обычные (normal) настройки границ и
размеров.
Визуализируя перестроенную поверхностную сетку, узел(лы) интерфейсной
границы, связанной с парой границ, должен быть включен в выбор частей отображателя
(displayer parts selection) с тем, чтобы увидеть триангуляцию сетки на тех гранях. Также
поверхности интерфейсной границы (interface boundary surfaces) будут окрашены в
соответствии с их типом. До STAR-CCM+ 4.04 триангуляция сетки всегда отображалась в
368
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
изначальном узле границы. Теперь это верно только для триангуляции на любых
оставшихся границах, которые могут существовать.
Заметьте, что в случае типа интерфейса Повторение (repeating type interface),
поскольку согласованный сеточный интерфейс (conformal mesh interface) не требуется (изза того, что сетки в каждом регионе будут двигаться одна за другой), то потребуется
активировать опцию построения сетки по областям (per-region meshing) для того, чтобы
обеспечить поверхность хорошего качества на интерфейсе.
Дополнительные замечания по построению поверхностной сетки с интерфейсами
представлены в разделе Руководства (guidelines section).
Дополнительные
Руководства
по
Запуску
Генератора
Поверхностной Сетки (Additional Guidelines for Running the Surface
Remesher)
• Не требуется закрывать импортированную поверхность, с которой работает
генератор поверхностной сетки. Однако, генератор поверхностной сетки не будет
закрывать эту поверхность для вас – там где есть свободные ребра (free edges) в
изначальной поверхности, равноценное свободное ребро будет представлено в
перестроенной поверхности.
• Характерные кривые (feature curves) должны быть добавлены к импортированной
поверхности, если надо сохранить острые ребра.
• Внутренние особенности поверхностей, такие как преграды (baffles, препятствия),
могут быть включены в импортированную поверхность, но сначала должны быть
конвертированы (преобразованы) в интерфейс перед тем, как использовать их в процессе
построения поверхностной сетки.
• В случаях, когда требуется мельчение близости (соседства) (proximity refinement),
но изначальная триангуляция очень грубая (например, STL данные), одинаковая (uniform,
единообразная) триангуляция в области близости не может быть достигнута. В этом
случае выполните построение поверхностной сетки (surface remesh) без влияния близости
(proximity effects), используя промежуточную плотность триангуляции, удалите
импортированное представление (import representation) и перезапустите генератор
поверхностной сетки с включенным эффектом близости (proximity effects included).
• С выключенной опцией кривизны поверхности (surface curvature) будет получена
одинаковая (uniform, единообразная) триангуляция, основанная на желаемом размере
поверхности (target surface size). Однако для большинства случаев рекомендуется
включать кривизну поверхности (surface curvature), поскольку определение поверхности,
полученной в результате, гораздо лучше, полученной посредством одинаковой (uniform,
единообразной) триангуляции. Здесь показан пример сравнения.
369
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
• Если используются интерфейсы На Месте (in-place interfaces) в случае множества
регионов, где периметр границ с двумя интерфейсами не связан (то есть, они имеют
другую форму, которая приводит к оставшимся границам), тогда вероятным является то,
что процесс импортирования потерпит неудачу при определенных обстоятельствах. Если
это произойдет, попробуйте одно из следующего:
a. Перестройте одну или обе границы по отдельности (либо генератором
поверхностной сетки с включенной опцией построения сетки по областям (per-region
meshing), либо используя опцию перестроения выделенных граней для исправления
поверхности (surface repair)) с тем, чтобы улучшить триангуляцию поверхности в этих
областях перед попыткой связать (matched) их.
b. Инвертируйте (Reverse) порядок интерфейсных границ. Это может быть сделано
удалением интерфейса и затем выбором двух границ в порядке, обратном изначальному
перед тем, как создать новый интерфейс.
c. Там, где требуется связать кривую поверхность (curved surface) с плоской
(например, сфера, касающаяся стороны куба), часть кривой поверхности должна сначала
быть спроецирована на плоскую поверхность так, чтобы сформировалась общая площадь
(common area) между двумя поверхностями.
• Согласно всем сеточным инструментам в STAR-CCM+, генератор поверхностной
сетки (surface remesher) является предметом непрерывного улучшения от релиза к релизу.
Это делается с тем, чтобы увеличить качество целиком производимой поверхностной
триангуляции. По существу увеличение числа пересчитанных граней и узлов можно
увидеть для той же самой геометрии, запущенной в разных версиях. Типичный пример
этого можно наблюдать в сильно изогнутых геометриях, где наилучшее определение
достигается в более новых версиях. Увеличение числа граней иногда может быть
нежелательно (особенно, если есть значительное увеличение). В этом случае
освобождение от требования поверхностной кривизны (surface curvature) является тем,
что поможет уменьшить итоговое число граней (overall face count). В зависимости от
геометрии может потребоваться дальнейшее корректирование заданных пользователем
размеров для того, чтобы получить близкий результат по числу граней (хотя и с более
высоким качеством), сравнивая результаты более новой версии со старой.
4-1.2. Что Такое Замыкатель Поверхности?
(What is the Surface Wrapper?)
Замыкатель поверхности (surface wrapper) может быть использован для того, чтобы
обеспечить замкнутую, manifold, непересекающуюся поверхность (non-intersecting
370
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
surface), стартуя с CAD данных плохого качества. Как правило, он используется, когда
импортированная поверхность содержит проблемы, подобные следующим:
• множество пересекающихся частей (multiple, intersecting parts);
• пропущенные данные в виде отверстий и зазоров (missing data in the form of holes
and gaps);
• плохое сочетание, несоответствие поверхностей (surface mismatches);
• сдвоенные и внутренние поверхности (double and internal surfaces); и
• чрезмерно сложная геометрия с излишними подробностями (overly complex
geometry with too much detail);
Замыкатель поверхности (surface wrapper) может достигать множества различных
целей одновременно, будучи применим к таким данным. Это включает:
• Обеспечивать замкнутое, manifold, триангулированное определение (Provide a
closed, manifold, triangulated surface definition);
• Заполнять отверстия, зазоры и несоответствия (close holes, gaps and mismatches);
• Разрешать проблему со сдвоенными поверхностями и удалять внутренние
особенности (“skin” double surfaces and remove internal features);
• Упрощать поверхностную геометрию удалением ненужных подробностей (simplify
the surface geometry by removing unwanted detail);
• Включать наполнение к толщине препятствия для желательных внутренних
особенностей (include baffle thickness inflation for desired internal features); и
• Включать мельчения на основе кривизны, близости и/или отдельных поверхностей
(include refinements based on curvature, proximity and/or individual surfaces)
Полученное в результате работы замыкателя поверхности (surface wrapper) качество
поверхности не является оптимальным, поэтому он обычно используется в паре с
генератором поверхностной сетки (surface remesher) для того, чтобы предоставить
изначальную поверхность высокого качества для построения объемной сетки. Пример
результата, полученного замыкателем поверхности (surface wrapper), показан ниже:
371
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Свойства модели замыкателя поверхности (surface wrapper) могут быть изменены
для того, чтобы предоставить дополнительное управление за построением сетки во время
этого процесса. Значения для ввода (input values), используемые замыкателем поверхности
(surface wrapper), могут быть установлены на четырех различных уровнях:
• глобальный уровень (global level);
• региональный уровень (region level);
• граничный уровень (boundary level); и
• уровень характерных кривых (feature curve level);
Объемный контроль замыкателя поверхности (surface wrapper volumetric controls)
также может быть включен для дальнейшей оптимизации триангуляции получившейся
поверхности (resulting surface triangulation). Опция определения целостности (leak detector
option) может быть использована для проверки существуют ли отверстия (holes) или
зазоры (gaps) в поверхности, как до выполнения замыкания (wrapping), так и после того,
как поверхностная сетка была создана.
Как правило, все поверхности, которые подвергаются замыканию (wrapping),
находятся в одном регионе. Если вы хотите использовать более одного региона для
замыкателя поверхности, тогда другая сеточная область (mesh continuum) должна быть
использована для каждого дополнительного региона, или альтернативно вы можете
активировать сеточную опцию построения сетки по областям (per-region meshing option)
для сеточной модели.
372
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Действия с Внутренними Поверхностями-Преградами (Dealing with
Internal Baffle Surfaces)
Внутренние поверхности, представляющие собой преграды (baffles, препятствия)
определяются автоматически и «наполняются» (inflate) процессом замыкания
поверхности. Итоговая толщина, применяемая к каждой стороне преграды (baffle,
препятствия), равняется 0.25 от наименьшего размера мельчения, использованного в
процессе замыкания (wrapping process) (необязательно равна минимальному размеру
поверхности, указанному в узле Относительные Величины (Reference Values)). Если вы
хотите иметь больше управления над толщиною преград (baffles, препятствия), тогда
рекомендуется «наполнять» (inflate) поверхность, используя инструмент по подготовке
поверхности перед тем, как продолжить с замыканием поверхности (surface wrapping).
Вам следует заметить, что внутренние поверхности (по определению) не связаны
(disconnected) с основной геометрией. По умолчанию, любые отдельные (isolated)
внутренние поверхности, содержащие менее 1000 граней, автоматически удаляются
процессом замыкания поверхности (surface wrapping) (за исключением, когда все
поверхности имеют меньше заданного числа граней; в этом случае ничего удалено не
будет). Это делается для того, чтобы удалялись любые маленькие «искусственные»
поверхности, которые не представляют собой какой-либо геометрии. Затем это позволит
упростить процесс построения объемной сетки. Однако таким образом мы легко могли
бы, используя желаемый грубый размер замыкания поверхности, неосторожно
(inadvertently) огрубить требуемую поверхность внутренней преграды (baffle) так, что она
имеет менее 1000 граней. В этом случае вам потребуется рассмотреть вариант с
уменьшением значения или деактивацией его вообще, используя значение 0.
Изменение Свойств Модели Замыкателя Поверхности (Changing the
Surface Wrapper Model Properties)
Когда активирован замыкатель поверхности (surface wrapper), список свойств
модели может быть увиден, выбрав узел Замыкатель Поверхности (Surface Wrapper)
узла Модели (Models) сеточной модели:
373
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
По умолчанию опция мельчения искривленных поверхностей (curvature refinement)
включена в то время, как опции мельчения близких поверхностей (proximity refinement),
закрытия зазора (gap closure) и выравнивания сетки для замыкателя (wrapper mesh
alignment) выключены. Нажатие на соответствующее поле в панели включает и отключает
опцию.
Установка Глобальных Относительных Величин Замыкателя
Поверхности (Setting Global Surface Wrapper Reference Values)
Следующие относительные величины (reference values) применимы для замыкателя
поверхности, когда опции кривизны поверхности (surface curvature), закрытия зазора (gap
closure) и близости поверхности (surface proximity) для модели были активированы:
• базовый размер (base size);
• проекция на CAD поверхность (cad projection);
• величина закрытия зазора (gap closure size);
• кривизна поверхности (surface curvature);
• близость поверхности (surface proximity);
• размер на поверхности (surface size);
• координаты выравнивания (wrapper alignment location);
• угол особенности геометрии (wrapper feature angle); и
• коэффициент масштабирования (wrapper scale factor)
Эти опции можно увидеть, открыв узел Относительные Величины (Reference
Values) дерева задачи:
374
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Величина Закрытия Зазора для Замыкателя Поверхности (Wrapper
Gap Closure Size)
Параметр величина закрытия зазора (gap closure size) управляет тем, закрыты ли
зазоры в импортированной поверхности или нет во время процесса замыкания
поверхности (surface wrapping process). Опция активируется на панели свойств модели
замыкателя поверхности. Выбор узла Величина Закрытия Зазора (Gap Closure Size)
позволяет осуществить выбор относительного или абсолютного Типа Размера (Size type):
375
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
В зависимости от выбора Типа Размера (Size type), Относительный Размер
(Relative Size) или Абсолютный Размер (Absolute Size) может быть установлен для того,
чтобы определить величину закрытия зазора (gap closure size).
Заданное значение величины закрытия зазора (gap closure size) должно быть больше,
чем действительный размер отверстия; все отверстия с размером больше указанной
величины не будут закрыты. Однако, величина закрытия зазора (gap closure size) не может
быть меньше, чем желаемый размер поверхности (target surface size) – для отдельно
взятой границы используемая величина зазора будет наибольшей из двух. Это
справедливо даже, когда значения заданной границы используются для любой из двух
настроек. Это для того, чтобы избежать мельчения замыкателя всей поверхности ниже
размера наименьшей величины зазора.
Также величина закрытия зазора (gap closure size) работает в паре с опцией
наименьшего объема замыкания (smallest wrapping volume) – только поверхности,
окруженные (enclosing) объемом, большим указанного объема, будут иметь зазоры,
которые будут рассматриваться на предмет закрытия.
Вам следует заметить, что будет создана новая граничная вкладка (entry) Грани
Закрытия Зазора (Gap Closure Faces), содержащая поверхности, соответствующие
заполненным отверстиям, используя эту опцию.
376
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Относительный Размер Закрытия Зазора (Gap Closure Relative Size)
Узел Относительного Размера (Relative Size) позволяет устанавливать величину
закрытия зазора (gap closure size) относительно базового размера (base size). Значение
Процент от Базы (Percentage of Base) доступно в окне Свойств (Properties window):
Значение по умолчанию рано 200% от базового размера. Изменяя значение,
автоматически будет вычисляться новый Абсолютный Размер (Absolute Size) в диалоге
свойств.
Абсолютный Размер Закрытия Зазора (Gap Closure Absolute Size)
Узел Абсолютного Размера (Absolute Size) позволяет устанавливать величину
закрытия зазора (gap closure size), используя абсолютные значения. Значение (Value)
доступно в окне Свойств (Properties window):
377
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Значение (Value) может быть задано в любых из нормальных единиц длины (normal
length units).
Координаты Выравнивания для Замыкателя Поверхности (Wrapper
Alignment Location)
Активировав опцию замыкателя Выполнять Выравнивание Сетки (Do wrapper
mesh alignment), узел Координаты Выравнивания для Замыкателя (Wrapper Alignment
Location) разрешает задание любого или всех трех положений координат в глобальной
декартовской системе (global cartesian system) для того, чтобы выравнить линии сетки
замыкателя с ординатой (ordinate). Другими словами, линии сетки замыкателя могут быть
закреплены (“pinned”) за отдельно взятым значением в любом из направлений X, Y и/или
Z. Потенциально это может быть полезно в определенных ситуациях, когда выполняется
замыкание множества регионов (multi-region wrapping). Выравнивание каждой замкнутой
сетки с ее соседом важно для целей соединения (merging) и интерфейса (interfacing).
Выбрав узел Координаты Выравнивания для Замыкателя (Wrapper Alignment
Location), позволяет установить значения положения выравнивания сетки:
378
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Значение(я) Положение (Location) может быть задано в любой из доступных единиц.
Для любых положений координат, которые не требуются, можно оставлять 0. Когда
выбран узел Координаты Выравнивания для Замыкателя (Wrapper Alignment Location),
текущее положение точки выравнивания сетки будет подсвечено на текущей сцене,
используя шарик (circular ball).
Угол Особенности
(Wrapper Feature Angle)
Геометрии
для
Замыкателя
Поверхности
Параметр Угол Особенности Геометрии для Замыкателя Поверхности
определяет остаются ли ребра особенностей импортированной поверхностной геометрии
в поверхности замыкателя или нет. Задание угла особенности (feature angle)
предпочтительно (in preference to) генерации характерных кривых в поверхности ввода
для замыкателя, поскольку метод угла особенности (feature angle method) будет
производить наилучший результат. Свойства угла особенности замыкателя (wrapper
feature angle) показаны ниже:
379
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
По умолчанию Угол особенности для замыкателя (wrapper feature Angle) установлен
на 30 градусов. Это означает, что поверхности особенностей с углом 30 градусов или
более будут оставаться в замыкаемой поверхности. Вам следует заметить, что
поверхностные особенности, которые уже были отмечены характерными кривыми (feature
curves), будут оставаться, невзирая на (regardless) значения угла особенности для
замыкателя.
Как часть процесса замыкания поверхности, набор характерных кривых с именем
узла Ребра от Замыкания (Edges from Wrapping) будут создаваться, содержащие любые
новые характерные кривые, которые не существовали в изначальной импортированной
поверхности.
Коэффициент Масштабирования для Замыкателя Поверхности
(Wrapper Scale Factor)
Коэффициент масштабирования для замыкателя поверхности позволяет
масштабировать все значения величины поверхности (surface size values) на общий
параметр во время процесса замыкания поверхности. Это позволяет быстро и легко
чередовать все входные значения величины поверхности (surface size inputs), которые на
данный момент установлены для каждого региона, связанного с моделью замыкателя
поверхности. Коэффициент масштабирования также разрешает замыкателю использовать
различные входные данные к другим генераторам так, что поверхность более высокого
качества может быть достигнута без необходимости запускать замыкатель отдельно с
различными входными данными.
Свойства коэффициента масштабирования для замыкателя поверхности показаны
ниже:
380
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Значение по умолчанию, равное 100%, означает, что все значения величины
поверхности напрямую применяются, как указано. Увеличение или уменьшение значения
Процент (Percentage) будет изменять полученную в результате поверхностную плотность
соответственно (accordingly) для всех границ, к которым применима модель замыкателя
поверхности.
Включение Объемного Контроля Замыкателя
(Including Surface Wrapper Volumetric Controls)
Поверхности
Объемный контроль также может быть включен как часть операции замыкания
поверхности. Эта опция позволяет устанавливать желаемый размер поверхности (surface
target size) для любых из разрешенных форм, которые заключают (encompass)
импортированную поверхность.
Задание Настроек для Региональных Условий и Значений
Замыкателя Поверхности (Customizing Surface Wrapper Region Conditions
and Values)
На региональном уровне замыкатель поверхности разрешает устанавливать четыре
различных опции для дальнейшего управления способом, которым импортированная
поверхность замыкается. Четырьмя опциями являются:
• интересующий объем спецификации (volume of interest specification);
• предотвращение контакта (contact prevention);
• наименьшая изолированная поверхность (smallest disconnected surface); и
381
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
• наименьший объем для замыкателя поверхности (smallest wrapping volume)
Опция интересующий объем (volume of interest option) позволяем вам решить, какой
геометрический объем вы желаете замкнуть. Предотвращение контакта (contact
prevention) используется для предотвращения непреднамеренного соединения двух
близлежащих границ (например, предотвращение касания автомобильной шины колесной
арки). В конце концов, наименьший объем для замыкателя поверхности (smallest wrapping
volume) позволяет вам в дальнейшем устранять малые объемы от процесса замыкания,
которые не требуются в конечном результате.
Интересующий
Specification)
Объем
Спецификации
(Volume
of
Interest
Предусмотрены четыре различных опции для того, чтобы позволить вам выбрать
интересующий объем или объемы, которые требуется замкнуть поверхностью для
региона. Опциями являются:
• внешний (external);
• наибольший внутренний (largest internal);
• начальная точка (seed point); или
• N-ый наибольший (nth largest)
Опции интересующего объема можно увидеть, выбрав узел Интересующий Объем
Спецификации (Volume of Interest Specification) узла Условия для Сетки (Mesh
Conditions) дерева задачи:
382
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
По умолчанию Метод (Method) установлен на значении Наибольший Внутренний
(Largest Internal).
Внешний Интересующий Объем (Volume of Interest External)
Выбрав опцию Внешний (External) для интересующего объема, Метод (Method)
указывает на то, что интересующий объем для замыкателя поверхности (surface wrapping)
должен быть наиболее внешним объемом поверхностей, составляющих регион. Пример
показан ниже:
В этом случае все внутренние поверхности, отличные от пересекающих наиболее
внешнюю (дальнюю, outer) геометрию, пренебрегаются в конечной замкнутой
поверхности. Пересекающиеся поверхности добавляются вместе для того, чтобы
сформировать один объем, если они образуют самую крайнюю поверхность.
Наибольший Внутренний Интересующий Объем (Volume of Interest
Largest Internal)
Выбрав опцию Наибольший Внутренний (Largest Internal) для интересующего
объема, Метод (Method) указывает на то, что наибольший внутренний содержащий себя
объем будет использован для замыкания поверхности. Пример показан ниже:
В этом случае наибольший внутренний объем определяется черным
прямоугольником таким образом, что голубой пересекающий объем игнорируется (но
пересеченная часть включена). Внутренние геометрии в пределах наибольшего объема
также оставляются процессом замыкания (wrapping process).
Чтобы исключить неинтересующие объемы, геометрии с объемами меньше, чем
наименьший объем замыкания (smallest wrapping volume) не будут рассматриваться в
процессе оценки объема (volume assessment process).
383
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Начальная Точка Интересующего Объема (Volume of Interest Seed
Point)
Выбрав опцию Начальная Точка (Seed Point) для интересующего объема, Метод
(Method) указывает на то, что одна или более начальных точек (seed points) будут
использованы для того, чтобы указать, какой интересующий объем или объемы будут
замкнуты. Для того чтобы задать новую начальную точку (seed point), щелкните правой
кнопкой мыши по узлу Ключевые Точки для Замыкателя (Wrapper Seed Points) в узле
Сеточные Значения (Mesh Values) и во всплывающем меню выберите Новый (New), как
показано ниже:
Вкладка для редактирования Создать исходную точку (Create a Seed Point edit tab)
откроется на панели для исследования (explorer pane).
384
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Глобальные декартовские параметры положения X, Y и Z (Positions) могут быть
введены в диалоге напрямую, или альтернативно может быть использован графический
выбор с использованием инструмента-точки (point tool graphical selection) для того, чтобы
установить интересующее положение. Нажмите кнопку Создать (Create) для того, чтобы
сгенерить Начальную точку (seed point), а затем Закрыть (Close), чтобы закончить
редактирование. Новый узел для исходной точки (seed point node) появится в дереве
задачи:
385
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
При выбранном созданном новом узле, Начальная точка (seed point) также будет
подсвечена на текущей сцене. Начальная точка (seed point) может быть отредактирована
на сцене, отредактирована вручную, удалена и переименована, щелкнув по узлу правой
кнопкой мыши и выбрав подходящую опцию из всплывающего меню.
Так много начальных точек (seed points), как только потребуется, могут быть
созданы для того, чтобы определить интересующий объем. Два примера представлены
ниже.
Пример #1:
В этом примере три начальных точки (seed points) (показано пурпурными точками)
размещены внутри красного, зеленого и синего объемов, соответственно.
Результатом замыкателя поверхности являются три различных объема. Заметьте,
однако, что синий объем усечен (обрезан, truncated), поскольку он пересекает черный
объем.
Пример #2:
В этом примере две начальные точки (seed points) размещены внутри черного и
синего объемов, соответственно.
Результатом замыкания в данном случае являются две замкнутые поверхности,
объединяющие все начальные геометрии. Полый (hollow) объем (показан
заштрихованным) производится при пересечении черного и синего объемов.
N-ый Наибольший Интересующий Объем (Volume of Interest Nth
Largest)
Выбрав опцию N-ый Наибольший (Nth Largest) для интересующего объема, Метод
(Method) указывает на то, что объем для замыкания будет определяться на основе его
386
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
объемного размера (volume size) по отношению к другим объемам. Узел Номер Объема
(Volume Number) в узле Сеточные Значения (Mesh Values) позволяет доступ к этому
параметру:
Задание Номера Объема (Volume Number) равным 1 означает, что наибольший
объем будет замкнут (wrapped) (это всегда наружный объем и будет производить тот же
результат, как и внешний интересующий объем). Задание Номера Объема (Volume
Number) равным 2 означает, что следующий наибольший объем будет выбран (равный
наибольшему внутреннему интересующему объему) и т.д. Геометрии, которые
пересекают одна другую, будут рассматриваться, как два отдельных объема плюс
отдельные объемы при оценке их объемных размеров. Чтобы исключить в дальнейшем
неинтересующие объемы, геометрии с объемами меньше, чем наименьший объем
замыкания (smallest wrapping volume) не будут рассматриваться в процессе оценивания
объема.
Пример #1:
В этом примере задание Номера Объема (Volume Number) равным 1 будет указывать
на то, что наибольший комбинированный объем (largest combined volume) должен быть
выбран для замыкания. В данном случае это комбинация черного и синего объемов,
которые будут результатом замкнутой поверхности, как показано:
387
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Пример #2:
Задание Номера Объема (Volume Number) равным 2 будет указывать на то, что
следующий наибольший объем (next largest volume) должен быть использован для
замыкания. В данном случае второй наибольший объем (second largest volume) это объем,
занимаемый черным объемом минус другие геометрии.
Предотвращение Контакта (Contact Prevention)
Предотвращение контакта (contact prevention) позволяет вам избежать ситуации,
когда вы имеете две или более поверхностей, которые находятся в близком соседстве одна
с другой, соединенных вместе в одну поверхность во время процесса замыкания
поверхности. Это полезно для того, чтобы сохранять определенные объемы раздельными
во время процесса построения сетки. В противном случае они были бы объединены в один
на основе предоставленных настроек размера поверхности.
Чтобы активировать опцию Предотвращение контакта (contact prevention) для двух
или более поверхностей, щелкните правой кнопкой мыши по узлу Предотвращение
Контакта (Contact Prevention) узла Сеточные Значения (Mesh Values) и выберите во
всплывающем меню Новый (New):
388
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Будут представлены две опции, а именно:
• набор предотвращения контакта одной группы (one group contact prevention set); и
• набор предотвращения контакта двух групп (two group contact prevention set).
Наиболее простая опция Набор Предотвращения Контакта Одной Группы (One
Group Contact Prevention Set) позволяет группировать отдельные границы с тем, чтобы
каждая граница образовывала набор предотвращения контакта (contact prevention set) с
любой другой границей, сгруппированной в набор. Выбирая эту первую опцию, будет
создан новый узел, названный Предотвращение Контакта 1 (Contact Prevention 1).
Свойства этого узла показаны ниже:
389
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Границы, которые будет образовывать набор предотвращения контакта, могут быть
выбраны, используя два различных способа:
• выбор Границ в окне Свойств; и
• используя инструмент выбора вкладки редактирования, доступный, щелкнув
правой кнопкой мыши по узлу предотвращения контакта.
Если вы имеете несколько границ в модели, и они легко распознаваемы, тогда
простейший способ выбрать границы, используя опцию Границы (Boundaries) в окне
Свойств (Properties). Однако если вы имеете большое количество границ и/или
предпочитаете выбирать границы интерактивно на дисплее, тогда использование
инструментов вкладки редактирования, вероятно, будет проще. Чтобы получить доступ к
инструментам редактирования (edit tools), убедитесь, что есть открытая сцена, выберите
интересующий узел предотвращения контакта, щелкните правой кнопкой мыши и
выберите из всплывающего меню Выбрать Границы... (Select Boundaries...):
390
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Появится панель Выбрать Границы Интерактивно (Select Boundaries Interactively)
во вкладке редактирования (edit tab):
391
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Границы, которые необходимо включить в набор предотвращения контакта (contact
prevention set), сначала должны быть выбраны с помощью мышки в изображенной на
дисплее модели (множественные выборы могут быть выполнены, прижав кнопку Ctrl).
Как только необходимые выбор(ы) произведены, то либо кнопка "+" (Добавить
выбранные границы в набор) может быть нажата, чтобы добавить границы в список,
либо вы можете щелкнуть правой кнопкой мыши по выбранной границе или границам на
дисплее и выбрать опцию Добавить Выбранную Границу (Add Selected Boundary) во
всплывающем окне (Добавить Выбранные Границы (Add Selected Boundaries), если
более одной границы выбрано). Пример набора выбранных границ представлен ниже:
Как только граница была выбрана, она становится окрашена голубым цветом на
дисплее, указывая на то, что она уже состоит в наборе. Если границы требуется удалить,
тогда они могут быть отмечены в списке или на дисплее, а затем требуется нажать кнопку
"–" (Удалить выбранные границы из набора), чтобы удалить их. Альтернативно,
щелкнув правой кнопкой мыши по границе на дисплее, представится возможность
выбрать опцию Удалить Выбранные Границы (Remove Selected Boundaries) во
всплывающем меню. Нажатие кнопки "X" (Очистить все границы в наборе) приведет к
удалению всех границ из списка.
По крайней мере, две границы должны быть выбраны для того, чтобы набор
предотвращения контакта (contact prevention set) имел силу. Если выборы завершены,
кнопка Применить (Apply) должна быть нажата, чтобы принять изменения, перед тем, как
нажать Закрыть (Close) кнопку и вернуться к вкладке Моделирование (simulation). Если
кнопка Применить (Apply) не была нажата, то границы не будут обновлены в окне
Свойств (Properties).
Искомый Минимум (Search Floor) является минимальным расстоянием между
граничными поверхностями, для которых будет гарантировано предотвращение контакта
(contact prevention). В качестве руководства (guideline), вам следует установить его
392
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
примерно как наибольшее расстояние между поверхностями, которые вы хотите
сохранить раздельными. Хотя предотвращение контакта (contact prevention) будет
происходить, если расстояние между поверхностями меньше, чем искомое расстояние
(search), в данном случае нет гарантий, что это всегда будет срабатывать.
Выбирая вторую опцию Набор Предотвращения Контакта Двух Групп (Two
Group Contact Prevention Set), также будет создан новый узел, как описано выше:
В этом случае границы одной группы будут образовывать наборы предотвращения
контакта с отдельными границами из второй группы, но не с границами из своей группы.
Границы для набора предотвращения контакта двух групп (two group contact
prevention set) выбираются точно тем же способом, что и для предотвращения контакта
единой группы (single contact prevention set), как было описано выше.
Однако если границы выбираются интерактивно, тогда будут представлены два поля
со списками для каждой группы:
393
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Выбор границ или снятие выбора происходит точно тем же способом, как было
описано выше, однако необходимо позаботиться о том, чтобы они добавлялись в
правильную группу. Границы, выбранные для первой группы, будут окрашены синим, в
то время как вторая группа будет оранжевой. В данном случае по крайней мере одну
границу необходимо выбрать для обеих опций Границы1 (Boundaries1) и Границы2
(Boundaries2) для того, чтобы способ работал. Искомый Минимум (Search Floor) тот же
самый, как описано выше.
Узлы предотвращения контакта могут быть переименованы, скопированы и удалены
тем же самым способом, что и другие объекты в STAR-CCM+. Также узел набора
предотвращения контакта может быть временно деактивирован (disabled), пока все еще
сохраняются все ранее указанные входные данные, используя ключ Разрешить
Установки Предотвращения Контакта (Enable Contact Prevention Set switch):
394
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
По умолчанию опция Разрешить Установки Предотвращения Контакта (Enable
Contact Prevention Set) включена. Выключение опции деактивирует (disable)
предотвращение контакта и деактивирует настройки любых будущих операций
замыкателя поверхности. Символ (icon) узла, ассоциированного с набором, будет также
затенен (тусклый, grayed out), указывая на изменение в статусе.
Наименьшая Изолированная Поверхность (Smallest Disconnected
Surface)
Как часть процесса замыкания поверхности, нередко (uncommon) в стартовой
поверхности имеется множество изолированных поверхностей (disconnected surfaces),
которые могут не потребоваться в замкнутой поверхности (wrapped surface). Предыдущие
версии STAR-CCM+ автоматически удаляли любую изолированную замкнутую
поверхность (disconnected wrapped surface), которая имела 1000 граней или менее (до тех
пор, пока каждая поверхность не имела менее 1000 граней). Опция наименьшая
изолированная поверхность может быть использована для того, чтобы задавать
минимальный предел числа граней (minimum number of faces threshold), которые
изолированная поверхность должна иметь для того, чтобы избежать быть автоматически
удаленной как часть процесса замыкания. Свойства узла Наименьшая Изолированная
Поверхность (Smallest Disconnected Surface) показаны ниже:
395
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Уменьшение значения Числа Граней (Number of Faces) большей частью увеличит
результирующее число изолированных поверхностей, при условии, что в первую очередь
стартовая поверхность имеет множество маленьких изолированных частей. Чтобы
деактивировать опцию, значение 0 может быть задано с тем, чтобы все изолированные
части оставались в замкнутой поверхности (wrapped surface). Как и в предыдущих
версиях, если каждая изолированная замкнутая поверхность имеет граней менее заданного
числа, тогда все поверхности остаются.
Наименьший
Wrapping Volume)
Объем
для
Замыкателя
Поверхности
(Smallest
Опция наименьший объем для замыкателя поверхности (smallest wrapping
volume) позволяет вам задавать минимальный объем для поверхностей, ниже которого они
не будут принимать участия в процессе замыкания поверхности, когда выбраны опции
закрытия зазора (gap closure), наибольшего внутреннего (largest internal) или N-ого
наибольшего (nth largest) интересующего объема.
Свойства узла Наименьшего Объема для Замыкателя Поверхности (Smallest
Wrapping Volume) показаны ниже:
396
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Задание Значения (Value) большего 0 активирует опцию.
Задание Настроек для Граничных Условий и Значений Замыкателя
Поверхности (Customizing Surface Wrapper Boundary Conditions and Values)
На граничном уровне вы можете задавать четыре различных параметра для того,
чтобы управлять поведением замыкателя поверхности для отдельных поверхностей.
Четырьмя параметрами являются:
• задаваемая величина закрытия зазора (custom gap closure size);
• заданная кривизна поверхности (custom surface curvature);
• заданная близость поверхности (custom surface proximity); и
• заданный размер на поверхности (custom surface size)
Задаваемая Величина Закрытия Зазора (Custom Gap Closure Size)
Когда для модели замыкателя поверхности активирована опция закрытия зазора
(gap closure), вы можете указать задаваемую величину закрытия зазора (custom gap closure
size) для каждой граничной поверхности для того, чтобы закрыть отверстия, которые
могут быть больше, чем указанная величина глобального закрытия зазора (global gap
closure size). Опция для активирования особенности представлена в узле Задаваемая
Величина Закрытия Зазора (Custom Gap Closure Size) узла Условия для Сетки (Mesh
Conditions), как показано ниже:
397
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Включение опции Задаваемая Величина Закрытия Зазора (custom gap closure size)
обусловливает создание нового узла, названного Величина Закрытия Зазора (Gap
Closure Size) в узле Сеточные Значения (Mesh Values). Свойства этого нового узла
показаны ниже:
398
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Относительный (relative) или абсолютный (absolute) размер может быть установлен
для границы в зависимости от выбора Типа Размера (Size Type). Значение величины
закрытия зазора (gap closure size) позволяет указанной граничной величине быть
применимой для закрытия отверстий только для той границы.
Задание Настроек для Условий и Значений Характерных Кривых
Замыкателя Поверхности (Customize Surface Wrapper Feature Curve
Conditions and Values)
Характерные кривые могут быть использованы для указания параметров заданного
размера на поверхности (custom surface size) замыкателю способом, подобным граничным
поверхностям. Это позволяет ребрам или особенностям в пределах поверхности иметь
отдельные размеры ребер. Однако на практике рекомендуется, чтобы характерные кривые
не были включены в стартовую поверхность для замыкателя, поскольку опция угла
особенности геометрии (feature angle option) будет лучше справляться с сохранившимися
особенностями в замкнутой поверхности. Если требуются специфичные размеры ребер
(specific edges sizes), тогда рекомендуется включить их на стадии процесса генерации
поверхностной сетки, основанной на характерных кривых, создаваемых замыкателем.
Определение Целостности
Wrapper Leak Detection)
Замыкателя
399
Поверхности
(Surface
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Инструмент определения целостности замыкателя поверхности (surface wrapper leak
detection tool) полезен для определения существуют ли «утечки» (“leaks”) в полученной в
результате замкнутой поверхности, созданной из импортированной модели. Утечка
представляет собой зазор или отверстие, которые позволяют переходить от одного объема
к другому или вовне без пересечения с поверхностью. Таким образом, полностью
замкнутая (закрытая, enclosed) поверхность не имеет утечек (leaks).
Инструмент определения целостности может быть использован только, если
существует представление импортированной поверхности (import surface representation).
Утечка диагностируется в версии сетки октри (octree), которая строится на основе
входных данных, поставляемых замыкателем. Однако если утечка найдена, тогда путь
отображается, используя оригинальное представление импортированной поверхности (не
октри или замкнутая (wrapped) сетка). Так потому, что исправление (repairs) может быть
сделано по отношению к поверхности, если требуется, для того, чтобы избежать утечки,
происходящей в настоящем представлении замкнутой поверхности.
Инструмент определения целостности доступен, щелкнув правой кнопкой мыши по
узлу модели Замыкатель Поверхности (Surface Wrapper) дерева задачи и выбрав во
всплывающем меню Запустить Инструмент Определения Целостности… (Run leak
detection...):
Появится вкладка редактирования Инструмент Определения
Замыкателя Поверхности (Wrapper Leak Detection), как показано ниже:
400
Целостности
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Панель для редактирования Определение Целостности Замыкателя Поверхности
(Wrapper Leak Detection) может быть использована в трех различных режимах, а именно:
• Расположить Точки (Locate Points) – создать и переместить точки источника
(source) и желаемые (target) для вычисления на предмет утечки;
401
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
• Исправление Поверхности (Repair Surface) – исправить поверхность до и после
определения утечки; или
• Смещение Граней (Offset faces) – сдвинуть или трансформировать (translate)
поверхности.
По умолчанию в качестве Режима (Mode) выбрано Расположить Точки (Locate
Points), который позволит вам определить положение точки источника (source) и
желаемой (target) точки или точек, используя поля редактирования для Положения Точки
(Point Location) и/или инструмент графического задания точки, показанной в текущей
сцене.
По умолчанию будет существовать единственная точка источника и желаемая. Точка
источника (source point) (синяя), как правило, находится внутри объема геометрии, в то
время как желаемая точка (target point) (красная) будет где-либо за пределами (в другом
объеме, если необходимо). Чтобы изменить положение любой из этих точек, произведите
подходящий выбор в меню Текущая Точка (Current Point), а затем для изменения их
координат используйте поля редактирования для Положения Точки (Point Location) и/или
инструмент графического задания точки. Большой красный шарик будет указывать
активную на данный момент точку на дисплее.
Как только выборы положения точки источника (source) и желаемой (target) точки
произведены, может быть нажата кнопка Пересчитать Шаблон + Пути (Recompute
Template + Paths) для осуществления процесса определения утечки (leak detection).
Запуская его с новой геометрией впервые, методика построит шаблон, основанный на
предложенных входных параметрах (для глобальных, региональных и граничных
величин) для замыкателя поверхности, а затем проверит и посмотрит, существует ли
утечка, основанная на размерах ячеек шаблона. Если утечка найдена, то она
отслеживается, используя линию от точки источника до желаемой точки, как показано
ниже:
402
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Там, где путь утечки пересекает поверхность, показывается положение отверстия,
которое необходимо исправить. Резюме (summary) по вычислению определения утечки
выводится в окне Вывода. Типичный пример показан ниже:
Если утечка диагностируется, тогда будет выведено на экран, что точки источника и
желаемые точки на одной и той же стороне замкнутой поверхности (wrapped surface), и
путь утечки будет показан. Если утечки нет, тогда следов утечки не будет, и появится
сообщение в окне Вывода, говорящее о том, что путь между двумя точками не найден.
403
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Если в стартовой поверхности существует множество отверстий, тогда единственная
желаемая точка (single target point) определит только одну из них. Добавление
дополнительных желаемых точек в различных местах вокруг геометрии или в различных
объемах поможет определить дополнительные отверстия, которые могут быть не
заполнены замыкателем. Однако нет никаких гарантий, что каждая дополнительная
желаемая точка будет обнаруживать каждое дополнительное отверстие, поскольку их
положение воздействует на вычисляемый путь. Дополнительные желаемые точки могут
быть включены нажатием точки Новая Желаемая Точка (New Target Point). Как и
прежде меню Текущая Точка (Current Point) может быть использовано для выбора этих
точек с тем, чтобы их положение могло быть отрегулировано (adjusted). Каждый путь
утечки (leak path) к различной желаемой точке будет показан разным цветом, даже если
он проходит через то же отверстие. Кнопка Удалить Текущую Желаемую Точку (Delete
Current Target Point) может быть использована для удаления из вычисления заранее
существующей желаемой точки.
Изменение положения точки источника (source) или желаемых (target) точек, или
добавление, или удаление новых желаемых точек потребует заново вычислить путь
утечки (leak path). Это можно сделать, нажав кнопку Пересчитать Пути (Recompute
Paths), которая будет использовать ранее определенный шаблон в качестве основы
вычисления.
Как только путь утечки был определен, грани вблизи отверстия , где проходит путь
утечки, могут быть выбраны автоматически, нажав кнопку Выбрать Грани рядом с
Путем Утечки (Select Faces Close to Leak Path). Появится диалог Выбрать Грани рядом
с Путем (Select Faces Close to Path):
Значение Радиуса (Radius) должно быть указано (в любых желаемых единицах). Оно
относится к размеру сферы, которая будет перемещаться вдоль пути от источника (source)
к желаемой точке (target). Грани, которые попадают в пределы сферы, являются
выбранными гранями (в основном грани рядом с отверстием). Нажатие кнопки Ok
продолжает операцию.
Выбор грани пути утечки показан ниже:
404
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Способность выбирать грани рядом с отверстием автоматически помогает вместе с
шагом ручного исправления поверхности, как описано ниже.
Как только путь утечки был определен, диалог Выбор Утечки Замыкателя
(Wrapper Leak Detection) может быть переключен на режим Исправления Поверхности
(Repair Surface), используя выпадающее меню Режим (Mode).
405
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Используя этот диалог, любые отверстия в поверхности могут быть исправлены,
используя кнопки Исправления Поверхности (Surface Repair), которые идентичны в
поведении обычным опциям исправления поверхности. Переключатель Показать
406
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Свободные Ребра (Show Free Edges) может быть использован, чтобы подсветить
(используя зеленые линии) отверстия в геометрии. Особенно важным среди опций
Исправления Поверхности (Surface Repair) является кнопка Заполнить многоугольный
участок (Fill polygonal patch), которая может быть использована для быстрого заполнения
произвольных отверстий в поверхности, простым нажатием на поверхность вокруг
отверстия. Эта опция не будет заполнять отверстие полностью, но будет закрывать его
достаточно хорошо так, что замыкатель поверхности не будет больше определять
отверстие, а будет на его месте производить однородную (uniform) поверхность. Опции
Управление Выбором (Selection Control), Управление Отображением (Display Control)
и Редактирование Кривой Границы/Характерной Кривой (Boundary/Feature Curve
Edit) в диалоге могут быть использованы тем же способом, что и для обычного диалога
исправления поверхности.
Раз отверстия были заполнены, пути утечки могут быть заново вычислены, нажав
кнопку Пересчитать Пути (Recompute Paths), чтобы увидеть, существуют ли какие-либо
оставшиеся комбинации источник/желаемая точка. В зависимости от числа и размера
заполненных отверстий, может быть необходимо пересчитать шаблон, что может быть
сделано, нажав кнопку Пересчитать Шаблон + Пути (Recompute Template + Paths). Это
наиболее безопасный путь для определения утечки, и он должен быть сделан, если есть
какие-либо сомнения на предмет наличия утечки. В любой момент во время операции
исправления поверхности вы можете вернуться к режиму Расположить Точки (Locate
Points) и переконфигурировать (заново настроить, re-configure) источник и/или желаемые
точки, чтобы позволить лучше функционировать инструменту определения утечки. Как
только все отверстия утечки закрыты, вы можете продолжить замыкать поверхность, а
затем использовать генератор поверхностной сетки, чтобы улучшить результирующее
качество.
Чтобы повторить – опция определения утечки запускается до замыкания
поверхности (т.е. на изначальной поверхности). Инструмент определения утечки (leak
detection tool) основан на текущих настройках замыкателя и определяет будут ли закрыты
какие-либо зазоры в поверхности на основе предоставленных настроек. Если указанные
размеры не достаточны, тогда это будет выведено вместе с путем утечки через отверстие.
Это будут требовать исправления перед тем, как продолжить. Альтернативно, настройки
замыкателя, в особенности, величина закрытия зазора (gap closure size) могут быть
изменены так, чтобы замыкатель (wrapper) мог закрывать отверстия автоматически.
4-1.3. Выбор Модели Построения Поверхностной Сетки
(Selecting a Surface Meshing Model)
Сеточные модели Генератора поверхностной сетки (surface remesher) и Замыкателя
поверхности (surface wrapper) могут быть выбраны для любого определенного сеточного
континуума (mesh continuum). В случае Генератора поверхностной сетки (surface
remesher) другой континуум может быть использован для каждого региона, если
требуется. Однако в зависимости от того, как множество регионов (multi-regions) было
определено изначально, вы наиболее вероятно не будете заканчивать с согласованной
триангуляцией (conformal triangulation) на периметре между регионами, используя
различные континуумы. Любой сеточный континуум, содержащий замыкатель
поверхности (surface wrapper), должен состоять из точно одного региона, поскольку
процесс замыкателя поверхности не способен «обслуживать» (maintain) интерфейсы
между регионами. Однако возможно обернуть (заключить в оболочку, wrap) множество
регионов последовательно, используя множество континуумов, хотя, конечно же,
результирующая сетка не будет согласованной (conformal) через интерфейсы.
407
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
4-1.4. Определение того, Какие Использовать Модели
(Deciding Which Models to Use)
В общем обычно (но не всегда) ясно, какая модель построения поверхностной сетки
должна быть использована для того, чтобы подготовить поверхность для объемных
генераторов (volume meshers). Иногда это случай, когда требуемая результирующая
точность определяет путь подготовки поверхности. Например, для геометрий, где малое
или отсутствие потерь поверхностной детали главенствующее, обычно замыкатель
поверхности (surface wrapper) не будет использоваться из-за его неотъемлемой «defeaturing» (без особенностей) способности. Вместо этого, генератор поверхностной
сетки (surface remesher) будет использоваться из-за его высокого уровня поверхностной
дискретизации. Следующие руководства должны помочь вам решить, какую модель или
модели использовать.
Примеры, когда генератор поверхностной сетки (surface remesher) будет
использоваться:
• когда требуется высокий уровень поверхностной точности;
• когда импортированная поверхность закрытая, но состоит из треугольников
плохого качества (например, STL данные);
• когда импортированная поверхность закрытая, но не содержит требуемого
разрешения триангуляции (triangulation resolution); и
• когда использовали замыкатель поверхности (surface wrapper);
Примеры, когда замыкатель поверхности (surface wrapper) будет использоваться:
• когда высокий уровень поверхностной точности не критичен;
• когда импортированная поверхность содержит большее количество зазоров,
отверстий и/или плохие сочетания (несоответствия, mismatches), которые не могут быть
просто исправлены вручную;
• когда импортированная поверхность содержит множество объемов, которые
пересечены, но должны быть соединены вместе;
• когда импортированная поверхность содержит множество перекрывающихся
поверхностей, которые необходимо соединить в одну; и
• когда импортированная поверхность содержит слишком много подробностей,
которые необходимо опустить (de-featured).
4-1.5. Запуск Генератора Поверхностной Сетки
(Launching the Surface Mesh Generator)
Раз модели и свойства поверхностной сетки заданы, генератор поверхностной сетки
(surface mesh generator) может быть запущен. Чтобы запустить процесс, нажмите на
(Сгенерировать Поверхностную Сетку, Generate
панели инструментов на кнопку
Surface Mesh) или используйте пункт меню Сетка > Сгенерировать Поверхностную Сетку
(Mesh > Generate Surface Mesh).
408
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Вывод данных, произведенный выбранными сеточными моделями, будет показан в
окне Вывода (Output window). Этот вывод будет включать информацию по времени,
которое потребовалось для каждой стадии построения поверхностной сетки (например,
генерации поверхностной сетки (surface remeshing)), также как и итоговое время для
процесса целиком. Процесс генерации поверхностной сетки будет продолжаться, пока не
создастся завершенная поверхность, или задание по генерации сетки не будет прервано
(aborted).
Как только процесс будет завершен, представление поверхностной сетки может быть
визуализировано (увидено) на дисплее (plot display) тем же способом, что и другие
сеточные представления (mesh representations).
409
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
4-2. Работа с Характерными Кривыми
(Working with Feature Curves)
Характерные кривые являются важной частью определения поверхности для того,
чтобы произвести сетку высокого качества (как поверхностную, так и объемную). Они
используются как часть процесса построения сетки для того, чтобы определить ребра и
особенности поверхности на всем протяжении пути от поверхностной геометрии до
конечной объемной сетки. Если они не включены в начальной поверхности, тогда такие
особенности не будут сохранены. Характерные кривые также могут быть использованы
для указания заданных размеров (custom sizes) на ребрах и особенностей для сеточных
моделей замыкателя поверхности (surface wrapper), генератора поверхностной сетки
(surface remesher) и генератора усеченной сетки (trimmer).
Характерные кривые могут быть импортированы из сторонних подготовительных
пакетов (third party pre-processing packages) в STAR-CCM+, используя любые из
доступных форматов поверхности, отличных от STL и PATRAN. Также они могут быть
созданы автоматически во время импорта файлов нейтральных данных (neutral data)
таких, как IGES, STEP и Parasolid Transmit и родных CAD (native CAD) файлов таких, как
PRO/E, Catia and SolidWorks. В дополнение программный продукт по подготовке
поверхности pro-surf от CD-adapco выводит характерные кривые по умолчанию как часть
процесса триангуляции во время преобразования (converting) CAD данных.
Характерные кривые могут быть вычислены автоматически после импорта
поверхности на основе ряда критериев и/или добавлены и отредактированы вручную.
Подобно другим объектам, характерные кривые также могут быть объединены,
разделены, переименованы и удалены.
4-2.1. Что такое Характерные Кривые? (What Are Feature Curves?)
Характерная кривая в ее наиболее основой форме является двумерной ячейкой,
которая имеет два узла в любом конце. Они используются исключительно в
поверхностных сетках для указания того, где существуют острые ребра и/или определения
поверхностных деталей на плоскости, которые требуется сохранить в конечной объемной
сетке.
Когда импортировали или создавали в STAR-CCM+, характерные кривые
размещаются под узлом Характерные Кривые (Feature Curves) для каждого региона.
Пример, показывающий два набора характерных кривых, показан ниже:
410
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Если используется генератор поверхностной сетки (surface remesher) для того, чтобы
улучшить качество начальной поверхности, тогда включение характерных кривых
является критичным, если требуется сохранить острые ребра и/или детали поверхности.
Если характерные кривые не включены, тогда ребра округляются, и детали поверхности
будут утеряны.
Включение характерных кривых для ребер, используя замыкатель поверхности
(surface wrapper), не настолько критичен, как угол особенности геометрии для замыкателя
(wrapper feature angle), который может быть использован для извлечения и сохранения
острых углов. Однако для особенностей, которые имеют угол меньше, чем заданный,
рекомендуется, чтобы характерные кривые были использованы для сохранения
определения.
Вы можете иметь так много характерных кривых, как только пожелаете для
поверхности. Однако, как правило, только критичные ребра (скажем, те, которые свыше
45 градусов) определяются характерными кривыми, чтобы ограничить сложность модели.
4-2.2. Вычисление Характерных Кривых (Computing Feature Curves)
Характерные кривые могут быть созданы автоматически для данного набора границ
отмечанием ребер на основе различных критериев. Кривые могут быть созданы для
отдельной границы или множества границ одновременно. Впоследствии дополнительные
характерные кривые могут быть добавлены вручную, или изначальный набор
отредактирован так, чтобы получилось точное определение кривой ребра.
Перед тем, как характерные кривые могут быть созданы, должно существовать
представление типа поверхностной сетки (surface mesh type representation). Чтобы создать
новый набор характерных кривых, щелкните правой кнопкой мыши по узлу Характерные
Кривые (Feature Curves) желаемого региона и выберите из вплывающего меню Новая
Характерная Кривая > Отметить Ребра… (New Feature Curve > Mark Edges...).
411
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Тем самым откроется диалог Опции Отмечания Особенностей Ребра (Mark Feature
Edge Options), который может быть использован тем же самым способом, что и
иерархический диалог выбора объектов для выбора границ, для которых вы хотите
отметить характерные ребра:
412
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Сначала должны быть выбраны границы, которые требуют характерных кривых.
Затем можно просмотреть критерии Опций Особенностей Ребра (Feature Edge Options), и
подходящие выборы для данного граничного набора сделаны. Доступны следующие
опции:
• Отмечать острые ребра – позволяет создавать характерные кривые на основе
предоставленного значения Острого Угла Ребра (Sharp edge angle) (по умолчанию 31
градус);
• Отмечать свободные ребра – позволяет создавать характерные кривые для любых
свободных ребер (free edges);
• Отмечать non-manifold ребра – позволяет создавать характерные кривые для любых
non-manifold ребер;
• Отмечать периметры участков (patch) – позволяет создавать характерные кривые на
основе базового импортированного определения участка (patch definition); и
• Отмечать периметры границ – позволяет создавать характерные кривые на основе
периметров каждой из выбранных на данный момент границ;
Нажмите кнопку Применить (Apply), чтобы выполнить операцию. Имя узла
характерной кривой для созданных характерных кривых будет основано на
использованном методе. Например, если опция Отмечать острые ребра (Mark sharp
edges) была выбрана с критерием угла по умолчанию, тогда именем узла характерной
кривой будет Острые Ребра (31 град.) (Sharp Edges (31 deg.)). Когда более одного
критерия выбора используется, универсальным именем узла будет Характерная Кривая
(Feature Curve). Пример показан ниже:
Если вы не желаете создавать характерных кривых автоматически и предпочитаете
начинать с пустого определения и добавлять их вручную, тогда щелкните правой кнопкой
мыши по узлу Характерные Кривые (Feature Curves) и выберите из всплывающего меню
Новая Характерная Кривая > Пустой (New Feature Curve > Empty). Этот выбор показан
ниже:
413
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Новый узел характерной кривой (с универсальным именем Характерная Кривая)
будет создан, для которой новые характерные кривые могут быть добавлены вручную.
4-2.3. Добавление Новых Характерных Кривых (Adding New Feature
Curves)
Характерные кривые могут быть добавлены вручную к существующему узлу
характерной кривой. Узел может быть пустым или содержать ранее импортированные или
вычисленные характерные кривые. Перед тем, как характерные кривые могут быть
созданы, должно существовать представление типа поверхностной сетки (surface mesh
type representation) (такое, как импортированная или начальная поверхность).
Чтобы добавить к существующему узлу характерной кривой, щелкните правой
кнопкой мыши и во всплывающем меню выберите опцию Добавить Новые Ребра на
Текущей Сцене (Add New Edges in Current Scene), как показано ниже:
414
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Вкладка редактирования Добавить Ребра к Характерным Кривым (Add Edges to
Feature Curve) появится
Существующие характерные кривые, принадлежащие набору кривой, будут
подсвечены желтым для упрощенного видения, как показано ниже:
415
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Щелкните по узлу, где бы вы хотели, откуда характерная кривая стартовала
(появится красный шарик), а затем щелкните второй узел, где бы вы хотели, чтобы
характерная кривая заканчивалась (красный шарик будет перемещен в это второе
положение). По умолчанию будут следовать самым коротким путем на плоскости
поверхностной сетки, чтобы создать характерную кривую. Пример показан ниже:
416
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Если вы не хотите продолжать характерную кривую из последнего выделенного
узла, тогда деактивируйте опцию Продолжить с Последнего (Continue from Last). Затем
вам потребуется выбрать два новых узла для каждого набора характерных кривых,
которые вы хотите создать.
Если вы хотите, чтобы характерная кривая следовала существующему ребру
особенности поверхности (existing surface feature edge), тогда включите опцию Следовать
Особенностям (Follow Features) и введите значение Угла (Angle) (в градусах). Как только
вы закончите добавление характерных кривых, нажмите кнопку Закрыть (Close) в
диалоге и вернитесь к обычному виду сцены.
Любые новые характерные кривые, созданные во время сессии, будут добавлены к
существующему узлу характерной кривой и отображателю (displayer). Заметьте, что
характерные кривые могут только быть добавлены к топологически связанной
поверхности (topologically connected surface). Другими словами, они не могут быть
сделаны, чтобы простираться (span) через одну поверхность, которая полностью не
связана с другой.
4-2.4 Редактирование Характерных Кривых в Текущей Сцене
(Editing Feature Curves in the Current Scene)
Характерные кривые могут быть отредактированы вручную одним из двух способов:
• удалить часть или всю характерную кривую; и
• прикрепить часть или всю характерную кривую к новому узлу характерной кривой
417
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Перед созданием характерных кривых должно существовать представление типа
поверхностной сетки (surface mesh type representation) (такое, как импортированная или
начальная поверхность). Чтобы отредактировать существующий узел характерной кривой,
щелкните правой кнопкой мыши и выберите во всплывающем меню опцию
Редактировать Существующие Ребра в Текущей Сцене (Edit Existing Edges in Current
Scene), как показано ниже:
Во вкладке для редактирования появится диалог Редактировать Характерную
Кривую (Edit Feature Curve):
418
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Существующие характерные кривые в наборе характерных кривых будут
подсвечены желтым для более легкого распознавания. По умолчанию, щелкнув по
подсвеченной характерной кривой, будет выбрано только отдельное ребро. Пример
показан ниже:
419
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Если вы хотите выбрать набор непрерывных характерных кривых (continuous feature
curves), тогда используйте опцию Выбрать Соединенные Ребра (Select Connected Edges),
которая позволяет характерным кривым, которые делят общий узел, быть сразу
выбранными. Пример показан здесь:
420
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Используя режим соединенных ребер, вы можете задавать дополнительные критерии
по тому, где выбор ребра должен остановиться. Здесь представлены две опции:
• Прерывать при Пересечениях Ребер (Break at Edge Junctions) – останавливать
выбор, когда существует три или более характерных кривых; и
• Прерывать при Острых Углах (Break at Sharp Angles) – останавливать выбор при
указанном Угле (Angle) вдоль кривой.
Кнопки Выбрать Зону (Select Zone) и Снять Выделение Зоны (Deselect Zone) также
могут быть использованы для выбора и снятия выбора характерных кривых,
соответственно, используя многоугольную зону. Чтобы очистить существующий выбор,
сделанный, используя любой из описанных выше методов, нажмите кнопку Очистить
Выбор (Clear Selection).
Раз набор характерных кривых был выбран, вы можете удалить их нажатием кнопки
Удалить Выбранное (Delete Selected) или прикрепить их к новому узлу кривой, нажатием
Новая Кривая из Выбранного (New Curve from Selected). Имя нового узла кривой будет
основано на изначальной кривой с подходящим числовым суффиксом. Эти кривые будут
окрашены красным и не смогут больше быть выбраны текущей операцией. Нажмите
Закрыть (Close), чтобы завершить процесс и вернуться к обычному виду сцены.
4-2.5. Разделение Характерных Кривых (Splitting Feature Curves)
421
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Неприлегающие характерные кривые (non-contiguous feature curves) могут быть
разделены, щелкнув правой кнопкой мыши по имени характерной кривой и выбрав из
всплывающего меню Разделить Неприлегающие (Split Non-Contiguous):
Более одной характерной кривой может быть разделено (используя множественный
выбор) в одно и то же время. Если вы хотите разделить характерные кривые другим
способом, тогда взамен вы должны использовать опцию редактировать характерные
кривые (edit feature curves) и вручную выделить кривые для прикрепления заново.
Заметьте, что прежде, чем характерные кривые могут быть разделены, должно
существовать представление поверхностной сетки (surface mesh representation) (такое, как
импортированная или начальная поверхность).
4-2.6. Объединение Характерных Кривых (Combining Feature Curves)
Две или более характерные кривые в одном и том же регионе могут быть
объединены в один для того, чтобы упростить сеточные настройки. Чтобы объединить
характерные кривые, выберите имена в дереве задачи (используя множественный выбор)
и щелкните правой кнопкой мыши. Во всплывающем меню выберите Объединить
(Combine), как показано ниже:
422
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Использованное имя для объединенной характерной кривой будет первым нажатым
именем.
Заметьте, что прежде, чем характерные кривые могут быть объединены, должно
существовать представление поверхностной сетки (surface mesh representation) (такое, как
импортированная или начальная поверхность).
4-2.7. Переименование Характерных Кривых (Renaming Feature
Curves)
Согласно другим объектам дерева задачи, характерные кривые могут быть
переименованы в STAR-CCM+.
4-2.7. Удаление Характерных Кривых (Deleting Feature Curves)
Согласно другим объектам дерева задачи, характерные кривые могут быть удалены в
STAR-CCM+.
423
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
4-3. Использование Характерных Кривых для Исправления
Поверхности
(Using Feature Curves to Repair a Surface)
Чтобы помочь с основным исправлением поверхности в STAR-CCM+, доступны два
различных инструмента, оба из которых используют характерные кривые (feature curves).
Двумя опциями исправления поверхности являются:
• заполнение отверстий (filling holes); и
• сшивание ребер (zipping edges)
Заполнитель (закрыватель) отверстий (hole filler) может быть использован для
закрытия любого замкнутого контура (как отдельного, так и множества контуров)
плоского отверстия на поверхности. Сшиватель ребер (edge zipper) может быть
использован для того, чтобы соединять два несвязанных (mismatched) ребра поверхности,
которые находятся в непосредственной близости друг от друга так, чтобы замкнутая
поверхность была сформирована.
Заметьте, что прежде, чем характерные кривые могут быть использованы, чтобы
заполнять дыры или сшивать ребра, представление поверхностной сетки (такое как
импортированная или начальная поверхность) должно существовать.
4-3.1. Заполнение Отверстий в Поверхности
(Filling Holes in the Surface)
Заполнитель (закрыватель) отверстий (hole filler) может использоваться, чтобы
закрыть любое отверстие произвольной формы, используя плоскую поверхность. Два
различных типа отверстий могут быть заполнены, а именно:
• Простые отверстия с отдельным соединенным контуром свободных ребер
• Многоконтурные отверстия с одним контуром внутри другого
Прежде, чем отверстие может быть заполнено, характерные кривые должны быть
определены в непрерывном замкнутом контуре вокруг ребра отверстия. Самый легкий
способ сделать это, используя опцию Отметить Свободные Ребра (Mark Free Edges) при
вычислении характерных кривых, хотя они могут быть добавлены вручную, если
требуется. Только характерные кривые, относящиеся к отверстию, должны содержаться в
узле. Это потому что все характерные кривые используются для заполнения отверстий, не
только тех, которые определяются на свободных ребрах. Используйте опцию
неприлегающего разделения (non-contiguous split), чтобы заранее выделить наборы
характерных кривых, если необходимо, или инструменты редактирования, чтобы очистить
определение.
Пример простого отверстия с соответствующим набором характерных кривых
показан ниже:
424
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Чтобы заполнить отверстие, выберите имя узла характерной кривой и щелкните
правой кнопкой мыши. Во всплывающем меню выберете опцию Заполнить Все
Отверстия (Fill All Holes):
425
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Появится диалог Опции Заполнения Отверстия (Hole Filling Options):
Опция Режим Заполнения (Fill Mode) определяет тип отверстия, который должен
быть заполнен. Представлены две опции:
• Заполнять каждое отверстие отдельно – Расценивается каждый соединенный
контур свободных ребер как отдельное (простое) отверстие.
• Заполнять все отверстия вместе – Смотрит на все выбранные контуры и заполняет
пустоту (void) между ними.
Операцией по умолчанию является расценивание каждого контура как отдельное
отверстие и заполнение его независимо от любых других контуров, которые могли быть
выбраны. Каждое отверстие будет заполнено плоской поверхностью, используя
наименьшее возможное количество треугольных граней. Пример результата заполнения
простой дыры показан здесь.
426
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Вывод для успешного заполнения простого отверстия показан здесь:
Новая граница, представляющая собой заполненное отверстие, также создается в
дереве задачи, и новый отображатель (displayer), содержащий объект, добавляется к
текущей сцене. Именем по умолчанию новой границы является Заполненные Отверстия
(Filled Holes).
427
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Обычно в результате использования заполнителя отверстий (hole filler) являются
треугольники низкого качества, произведенные в области зазора. По этой причине
рекомендуется применять ручной генератор поверхностной сетки (manual surface
remesher) к новым граням границы для того, чтобы улучшить качество триангуляции
перед генерированием объемной сетки.
В случаях, когда характерные кривые не образуют замкнутого контура или
имеются дополнительные характерные кривые, пересекающие контур, заполнитель
(закрыватель) отверстий (hole filler) перестанет работать, и никакая поверхность не будет
произведена. Пример Вывода, иллюстрирующий, когда заполнитель отверстий потерпел
неудачу, показан здесь:
В этом случае используйте ручные инструменты добавить (add) и редактировать
(edit), чтобы очистить определение характерных кривых так, чтобы был создан замкнутый
контур, а затем запустите заполнитель отверстий (hole filler) снова.
428
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Чтобы заполнить более сложные отверстия (то есть, те, у которых есть контур
внутри контура), сначала убедитесь, что соединенный контур характерных ребер
существует для каждой стороны отверстия. Пример показан ниже:
Заметьте, что каждый контур характерных ребер не должен принадлежать тому же
самому узлу. Чтобы заполнить отверстие, выберите узел(ы) характерных кривых и
щелкните правой кнопкой мыши. Во всплывающем меню выберете опцию Заполнить Все
Отверстия (Fill All Holes). Появится диалог Опции Заполнения Отверстия (Hole Filling
Options):
В диалоге опция Заполнить все отверстия вместе (Fill all holes together) должна
быть выбрана для Режима Заполнить (Fill Mode) так, чтобы зазор между контурами был
заполнен, но не заполнил каждый контур отдельно (который привел бы к наложению
поверхностей). Пример заполнения многоконтурного отверстия (multi-loop hole) показан
ниже:
429
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Что касается простых отверстий, то будет создан новый граничный узел,
содержащий поверхность, под названием Заполненные Отверстия (Filled Holes).
4-3.2. Сшивание Ребер (Zipping Edges)
Сшиватель ребер (edge zipper) может быть использован для соединения
поверхностей с плохим сочетанием (несоответствием, mismatched) вместе, чтобы
сформировать одну непрерывную поверхность. Это делается повторным разбиением на
треугольники граней в ребрах и добавлением новых узлов (vertices) так, чтобы соединение
было получено одно к одному.
Прежде, чем сшиватель ребер (edge zipper) может использоваться, характерные
кривые должны быть определены вдоль обоих наборов ребер, соединенных вместе.
Самый легкий способ сделать это, используя опцию Отметить Свободные Ребра (Mark
Free Edges) при вычислении характерных кривых, хотя они могут быть добавлены
вручную, если требуется. Характерные кривые, которые будут использоваться для
процесса сшивания (zipping process), могут принадлежать тому же самому узлу или
различным узлам, но должны иметь принадлежность к той же самой области (region).
Дополнительные характерные кривые, не принадлежащие свободным ребрам (free edges),
также могут быть включены, но они не будут влиять на процесс сшивания.
Пример геометрии с плохим сочетанием (несоответствием, mismatched)
поверхностей и соответствующим набором характерных кривых показан ниже:
430
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Чтобы запустить сшиватель ребер (edge zipper), выберите имя узла характерной
кривой или имена (используя множественный выбор) и щелкните правой кнопкой мыши.
Во всплывающем меню выберете опцию Сшить Ребра (Zip Edges):
431
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Появится диалог Опции Сшивания Ребер (Edge Zipping Options):
Точность Сшивания (Zip tolerance) может быть установлена, чтобы определить
точность для положения узлов, чтобы сформировать соединение. Нажмите кнопку OK,
чтобы выполнить операцию по сшиванию ребер (edge zipping operation). Если требуется
создать новые грани с тем, чтобы сшить две поверхности, тогда они будут добавлены к
соответствующему граничному узлу на поверхности. Характерные кривые могут также
быть удалены в зависимости от триангуляции сшивания. Пример сшитой поверхности
показан здесь.
Вывод для успешной операции сшивания ребер будет выглядеть подобно этому:
432
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Использование сшивателя ребер (edge zipper) обычно приводит к треугольникам
низкого качества, произведенным вдоль длины поверхностного несоответствия. В связи с
этим рекомендуется, чтобы вы применяли генератор поверхностной сетки (surface
remesher) к замкнутой поверхности для того, чтобы улучшить качество триангуляции
перед генерированием объемной сетки.
433
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
4-4. Работа с Поверхностями Простой Формы
(Working with Simple Shape Surfaces)
Поверхности простой формы могут быть добавлены к представлению типа
поверхности (surface type representation) на любой стадии, предшествующей построению
объемной сетки. Как правило, добавление таких форм осуществляется для анализов
внешнего обтекания (external flow analyses), где требуется течение вокруг объекта, в
отличие от течения по внутренностям. Для того, чтобы создать объемную сетку вне
объекта, замкнутая поверхность должна располагаться вокруг него, чтобы задавать
границы объема, на которых необходимо построить сетку. Создание поверхности простой
формы позволяет удовлетворить этому требованию, если внешняя область (domain) не
была включена во время процесса генерации изначального CAD.
Поддерживаются три типа создания простой формы:
• Блок (Block)
• Цилиндр/конус (Cylinder/cone)
• Сфера (Sphere)
Каждая поверхность простой формы создается на основе либо глобального, либо
локального ввода координат (coordinate inputs), который может быть добавлен либо
вручную (используя значения данных), либо графически, используя инструмент точек
(point tool). В случае цилиндров, конусов или сфер, также может быть задана плотность
поверхностной сетки (surface mesh density). В дополнение для блоков, цилиндров и
конусов вы можете решать, должна ли полученная в результате форма быть составлена из
одной границы (по умолчанию) или одной границы на каждую грань (one boundary per
face).
Как правило, требуется, чтобы генератор поверхностной сетки (surface remesher) был
использован для того, чтобы улучшать разрешение поверхностной сетки (surface mesh
resolution), как только форма была создана, перед тем, как создавать объемную сетку. По
этой причине рекомендуется, чтобы вы включали поверхность простой формы
заблаговременно до процесса построения сетки.
Что Такое Поверхности Простой Формы? (What are Simple Shape
Surfaces?)
Поверхность простой формы является замкнутой триангулированной поверхностью,
которая может быть использована для заключения в оболочку (encapsulate) геометрии с
тем, чтобы создалась объемная сетка снаружи объекта. Также возможно включить
поверхности простой формы внутри геометрии для того, чтобы создать пустоту (void), где
не будет создаваться объемная сетка так, что другой сеточный регион может быть
образован для представления собой другого материала.
На данный момент разрешено три различных поверхности простой формы:
• Блок (Block)
• Цилиндр/конус (Cylinder/cone)
• Сфера (Sphere)
Более одной формы может быть создано для отдельно взятой геометрии, если
требуется. Если любые формы пересекаются с другими или с начальной геометрией, тогда
вам потребуется использовать замыкатель поверхности (surface wrapper) для того, чтобы
434
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
перед тем, как продолжить, извлечь валидную поверхность типа manifold (valid manifold
type surface).
Определение Блока (Defining a Block)
Поверхность простой формы блок является прямоугольным объемом, выровненным
вдоль глобальной или локальной оси координатной системы. Он определяется, используя
любые координаты двух противоположных угловых точек.
Блок может быть создан либо вручную, либо графически, используя инструмент
точек (point tool). Пример определения блока показан ниже:
Определение Цилиндра/Конуса (Defining a Cylinder/Cone)
Поверхности формы цилиндра (cylinder) и конуса (cone) определяются, используя
два радиуса и центральные точки двух цилиндрических концов (краев). Центральная ось
(center axis) может быть выровнена в любом направлении, как в глобальной, так и в
локальной координатной системе.
Формы цилиндра (cylinder) и конуса (cone) могут быть созданы либо вручную, либо
графически, используя инструмент точек (point tool). Пример определения цилиндра
показан ниже:
435
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Определение Сферы (Defining a Sphere)
Поверхность сферической (spherical) формы определяется радиусом и центральной
точкой сферы как в глобальной, так и в локальной координатной системе.
Форма сферы может быть создана либо вручную, либо графически, используя
инструмент точек (point tool). Пример определения сферы показан ниже:
436
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Создание Поверхности Простой Формы (Creating a Simple Shape
Surface)
Поверхности простой формы могут быть созданы в любой момент после того, как
поверхностная сетка была импортирована. Они могут быть добавлены к любому
представлению поверхностной сетки (surface mesh representation), но, как правило, вы
будете добавлять их вскоре после импортирования с тем, чтобы замыкатель поверхности
(surface wrapper) и/или генератор поверхностной сетки (surface remesher) могли улучшить
триангуляцию поверхности, если необходимо. Добавление поверхности простой формы
обычно требуется для анализа внешнего обтекания (external flow type analysis) там, где
поверхность простой формы выступает в роли ограниченной области (bounding box) для
объемной сетки.
В дереве задачи щелкните правой кнопкой мыши по желаемому узлу представления
поверхности (surface representation node) в пределах Представления (Representations) и
выберите Создать Поверхность (Create Surface). В появившемся всплывающем меню
будут доступны три различных выбора:
• Блок (Block)
• Цилиндр (Cylinder) (включая конусы (cones))
• Сфера (Sphere)
Выберите опцию, которая соответствует форме, которую вы хотите создать. Эти
различные выборы показаны ниже:
437
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Если открыта валидная сцена, тогда появится встроенный диалог, позволяющий
ввести свойства формы вместе с другими подходящими (applicable) опциями. Также будет
показан графический инструмент точек (point tool), позволяющий вам устанавливать
значения координат графически, если требуется.
Регион, к которому добавляются новые поверхности, может быть указан через
опцию Выбрать Регион (Select a Region). По умолчанию только одна граничная
поверхность создается для всей формы. Если вам требуются отдельные границы для
каждой грани, тогда должна быть активирована опция Одна граница на грань (One
boundary per face), где это разрешается.
В диалогах создания поверхности цилиндра/конуса и сферы, Плотность Сетки
(Mesh Density), полученной в результате поверхности, может быть указана в диапазоне от
очень грубой до очень мелкой.
Для поверхностей блока, никакого выбора для плотности поверхности не
предоставляется. Всегда используется 2 треугольника на грань (2 triangles per face).
В большинстве случаев рекомендуется, чтобы поверхность простой формы была
перестроенной (remeshed) поверхностью для того, чтобы улучшить качество ее
триангуляции.
Раз все свойства поверхности были заданы, кнопка Создать (Create) должна быть
нажата, что сгенерировать поверхность. Подходящая граница или границы будут созданы,
и новый отображатель (displayer) будет добавлен к текущей сцене, чтобы отобразить
результат.
Заметьте, что если валидная сцена не открыта, тогда появится обычный диалог (в
противоположность встроенному), спрашивающий о свойствах и выборе, описанных
выше. Однако при нажатии кнопки Создать (Create), новый отображатель (displayer) для
формы не будет создан.
Создание Блока (Creating a Block)
438
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Щелкните правой кнопкой мыши по представлению поверхности, к которому вы
желаете добавить поверхность и выберите Создать Поверхность > Создать Поверхность
Блока (Create Surface > Create Block Surface):
При выборе опции Создать Поверхность Блока (Create Block Surface) во
всплывающем меню Создать Поверхность (Create Surface) появится встроенный диалог
Создать Поверхность Блока (Create Block Surface):
Два различных положения, представленные максимальными и минимальными X, Y и
Z (или эквивалентами) координатами в текущей Координатной Системе (Coordinate
System), необходимо предложить, чтобы определить противоположные углы блока. Они
могут быть введены вручную в диалоге, или используя графический инструмент точек,
439
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
который автоматически отображается, когда встроенный диалог открыт. Шарики
(spherical balls) в центре каждой грани блока могут быть перетянуты мышкой для того,
чтобы расширить блок до подходящих размеров, как показано ниже:
Заметьте, что, щелкнув правой кнопкой мыши где-либо по пурпурно окрашенному
блоку и передвинув вертикально, изменяются размеры всех размерностей блока. Щелкнув
по блоку, используя среднюю кнопку мыши, блок будет перемещаться (translate) в любом
направлении, сохраняя свой текущий размер.
Как только координаты были установлены, выберите регион, к которому добавить
поверхность блока и также включите опцию Одна Граница на Грань (One Boundary Per
Face) для создания одной границы на грань блока (итого 6).Нажмите кнопку Создать
(Create), чтобы сгенерировать поверхность. Новая поверхность будет автоматически
добавлена к текущей сцене в качестве нового отображателя (displayer) и показана на
дисплее. Соответствующие (appropriate) границы с именем на основе Грани Блока (Block
Faces) будут добавлены к указанному региону, как показано ниже:
440
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Дополнительные поверхности блока могут быть созданы повторением процесса
выше. Нажмите в диалоге кнопку Закрыть (Close), когда закончите.
Создание Цилиндра/Конуса (Creating a Cylinder/Cone)
Щелкните правой кнопкой мыши по представлению поверхности, к которому вы
желаете добавить поверхность и выберите Создать Поверхность > Создать Поверхность
Цилиндра (Create Surface > Create Cylinder Surface):
441
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
При выборе опции Создать Поверхность Цилиндра (Create Cylinder Surface) во
всплывающем меню Создать Поверхность (Create Surface) появится встроенный диалог
Создать Поверхность Цилиндра/Конуса (Create Cylinder/Cone Surface):
Для того чтобы определить цилиндр или конус, требуется задать два различных
положения для начальных и конечных координат X, Y и Z (или эквивалентов) центра
круга в указанной Координатной Системе (Coordinate System). Это можно сделать в
диалоге вручную, или используя графический инструмент точек, который автоматически
отображается, когда встроенный диалог открыт. Также требуется ввести Начальный
(Start) и Конечный Радиусы (End Radius). Чтобы увидеть представление цилиндра или
конуса, введите значения радиусов. Пример показан ниже:
442
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Как только координаты и радиусы были заданы, выберите регион, к которому
добавить поверхность цилиндра/конуса, а также включите опцию Одна Граница на
Грань (One Boundary Per Face) для создания одной границы на грань цилиндра/конуса
(итого 3). Поверхностная Плотность Сетки (Mesh Density) может быть указана в
диапазоне от очень грубой до очень мелкой.
Нажмите кнопку Создать (Create), чтобы сгенерировать поверхность. Новая
поверхность будет автоматически добавлена к текущей сцене в качестве нового
отображателя (displayer) и показана на дисплее. Соответствующие (appropriate) границы с
именем на основе Грани Цилиндра (Cylinder Faces) будут добавлены к указанному
региону, как показано ниже:
443
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Дополнительные поверхности цилиндра или конуса могут быть созданы
повторением процесса выше. Нажмите в диалоге кнопку Закрыть (Close), когда
закончите.
Создание Сферы (Creating a Sphere)
Щелкните правой кнопкой мыши по представлению поверхности, к которому вы
желаете добавить поверхность и выберите Создать Поверхность > Создать Поверхность
Сферы (Create Surface > Create Sphere Surface):
444
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
При выборе опции Создать Поверхность Сферы (Create Sphere Surface) во
всплывающем меню Создать Поверхность (Create Surface) появится встроенный диалог
Создать Поверхность Сферы (Create Sphere Surface):
Необходимо определить Начало Координат (Origin) и Радиус (Radius) на основе
определенной Координатной Системы (Coordinate System). Это можно сделать в диалоге
вручную, или используя графический инструмент точек, который автоматически
отображается, когда встроенный диалог открыт. Чтобы увидеть представление сферы,
введите значение Радиуса (Radius). Пример показан ниже:
445
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Как только координаты и радиус были заданы, выберите регион, к которому
добавить поверхность сферы. Поверхностная Плотность Сетки (Mesh Density) может
быть указана в диапазоне от очень грубой до очень мелкой.
Нажмите кнопку Создать (Create), чтобы сгенерировать поверхность. Новая
поверхность будет автоматически добавлена к текущей сцене в качестве нового
отображателя (displayer) и показана на дисплее. Соответствующие (appropriate) границы с
именем на основе Грани Сферы (Sphere Faces) будут добавлены к указанному региону,
как показано ниже:
Дополнительные поверхности сферы могут быть созданы повторением процесса
выше. Нажмите в диалоге кнопку Закрыть (Close), когда закончите.
446
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
4-5. Выполнение Логических (Булевых) Операций над
Поверхностью
(Performing Surface Boolean Operations)
Логические (Булевы) операции над поверхностью (Surface Boolean operations) могут
быть выполнены между двумя или более замкнутыми, manifold регионами поверхностного
типа (surface type regions), которые пересекаются для того, чтобы создать отдельный
регион, представляющий собой измененную поверхность на основе логического (Булева)
типа. Новая поверхность также замкнута и manifold и может быть использована как часть
процесса построения сетки или как стартовая точка для дополнительных логических
(Булевых) операций.
Эта особенность полезна, когда были импортированы несколько отдельных
компонент, но их требуется соединить вместе без потери определения. Такое может
произойти, если был использован замыкатель поверхности (surface wrapper), чтобы
«обернуть» (wrap) поверхности в одну. Однако заметьте, что эту особенность не следует
использовать вместо Логических операций CAD (CAD Boolean operations), которым
всегда нужно отдавать предпочтение при разбиении (tessellated) поверхности.
Тремя типами логических (Булевых) операций над поверхностью являются:
• объединить (unite);
• пересечь (intersect); и
• вычесть (subtract)
Каждый исходный регион (input region) может содержать одну или более границ, но
в зависимости от выбранного логического (Булева) типа и формы геометрии,
существующие границы могут быть удалены в получившейся в результате поверхности.
Также автоматически будут создаваться характерные кривые (feature curves) для того,
чтобы представлять собой какие-либо новые особенности, которые генерятся как часть
процесса. До этого существующие характерные кривые, полностью принадлежащие
удаляемым поверхностям, также удаляются.
Качество исходных поверхностей некритично до тех пор, пока отдельные регионы
замкнуты и manifold. Разбитые (tessellated) поверхности, сгенеренные во время импорта
нейтральных (neutral) или родных (native) файлов с CAD данными, являются в этом
отношении достаточными (adequate) изначальными точками. Треугольники новых границ,
добавленных как часть процесса, обычно относительно плохого качества, поэтому
рекомендуется использовать генератор поверхностной сетки (surface remesher) для
улучшения качества целиком до выполнения построения объемной сетки.
Заметьте, что логические (Булевы) операции над поверхностью возможны только,
когда представлено единственное представление поверхностной сетки (single surface mesh
representation). Если существуют дополнительные представления, тогда перед
выполнением операции их сначала необходимо удалить.
Что Такое Логические (Булевы) Операции над Поверхностью? (What
are Surface Boolean Operations?)
Логическая (Булева) операция позволяет отдельные замкнутые объемы поверхности
(surface volumes), которые не связаны, но пересекают каким-то образом один другой,
соединять в одну замкнутую объемную поверхность. Если исходные поверхности (input
surfaces) не пересечены (например, прямоугольник в прямоугольнике), тогда не следует
447
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
применять логическую (Булеву) операцию, а требуется альтернативный подход для
задания регионов для построения сетки.
Разрешены три различных типа логических (Булевых) операций над поверхностью:
• объединить (unite);
• пересечь (intersect); и
• вычесть (subtract)
Все три логических (Булевых) типа работают подобным образом и создают
замкнутую, manifold поверхность одного региона на выходе. В ситуациях, когда два
замкнутых объема поверхности не пересекаются, но имеют находящиеся в одной
плоскости границы, не следует использовать логические (Булевы) операции над
поверхностью. Если одна или более поверхностей не замкнуты, тогда взамен следует
использовать граничную операцию соединения (сливания, merge), которая позволит
незамкнутым поверхностям пересекаться с другими.
Логическое (Булево) Объединение (Boolean Unite)
Логическая (Булева) операция объединения (Boolean unite operation) соединяет
вместе две или более пересекающиеся замкнутые объемные поверхности (volume surfaces)
в одну замкнутую, manifold поверхность. Операция проиллюстрирована ниже:
Каждая объединяемая поверхность должна принадлежать различным регионам.
После логического (Булева) объединения полученная в результате поверхность будет
сохранена в регионе, выбранным первым во время операции. Границы и характерные
кривые, которые не требуются в полученной поверхности, автоматически удаляются.
Новые характерные кривые включаются для новых особенностей, которые создаются во
время процесса.
Логическое (Булево) Пересечение (Boolean Intersect)
Логическая (Булева) операция пересечения (Boolean intersect operation) извлекает
общий объем, который делится между двумя или более замкнутыми объемными
поверхностями (volume surfaces). Операция проиллюстрирована ниже:
448
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Каждая пересекающаяся поверхность должна принадлежать различным регионам.
После логического (Булева) пересечения полученная в результате поверхность будет
сохранена в регионе, выбранным первым во время операции. Границы и характерные
кривые, которые не требуются в полученной поверхности, автоматически удаляются.
Новые характерные кривые включаются для новых особенностей, которые создаются во
время процесса.
Логическое (Булево) Вычитание (Boolean Subtract)
Логическая (Булева) операция вычитания (Boolean subtract operation) удаляет одну
или более пересекающиеся замкнутые объемные поверхности (volume surfaces) из другой
замкнутой объемной поверхности. В простой ситуации пересекаются два тела, либо тело 1
может быть вычтено из тела 2, либо наоборот. Это приведет к двум различным
результатам. Выбор того, из какого тела вычитать, предоставляется во время процесса.
Иллюстрация обеих ситуаций представлена ниже:
В примере выше второе тело (регион 2) вычитается из первого тела (региона 1), при
этом остаются два больших объема в регионе 1. В примере ниже, первое тело (регион 1)
вычитается из второго тела (региона 2), в результате получается меньший набор объемов,
принадлежащих региону 2.
449
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Каждая вычитаемая поверхность должна принадлежать различным регионам.
Границы и характерные кривые, которые не требуются в полученной поверхности,
автоматически удаляются. Новые характерные кривые включаются для новых
особенностей, которые создаются во время процесса.
Применение Булевой Логики для Поверхности (Applying a Surface
Boolean)
Логические (Булевы) операции могут быть выполнены, как только была
импортирована поверхностная сетка, и, по крайней мере, существуют два региона,
каждый из которых содержит замкнутое, manifold определение поверхности. Регионами
можно управлять с тем, чтобы получить правильное расположение (arrangement,
порядок). Также каким-то образом требуется пересечь поверхности так, чтобы, если
регионы расположены неправильно, то они могли бы быть изменены с тем, чтобы быть
выровненными должным образом (aligned).
Если любые из поверхностей незамкнуты, тогда логический (Булев) процесс не будет
продолжен, и проблемный регион или регионы будет сообщен. Вам следует проверить и
исправить поверхность перед тем, как попытаться снова.
Важно: Поскольку логическая (Булева) операция необратима (not reversible),
рекомендуется сохранять задачу (модель, simulation) перед тем, как преступать к шагам,
описанным ниже.
Три различных логических (Булевых) типа будут продемонстрированы ниже на
простом примере пересечения блока-цилиндра:
450
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
В примере выше были созданы два различных тела в программе STAR-Design и
экспортированы, используя формат Parasolid Transmit. Затем они были импортированы в
STAR-CCM+, используя организационные опции и опции разбиения (tessellation) по
умолчанию. В результате получается два различных региона, каждый с одной границей.
В дереве задачи щелкните по первому региону, нажмите и держите кнопку CTRL, а
затем выберите второй и любые дополнительные регионы, задействованные в операции.
Щелкните правой кнопкой мыши по любому из выбранных регионов и выберите опцию
Булево (Boolean). В подменю доступны три различных выбора:
• объединить регионы (unite regions);
• пересечь регионы (intersect regions); или
• вычесть... (subtract...)
Выберите опцию, соответствующую операции, которую вы желаете выполнить.
Различные выборы показаны ниже:
451
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Как только логическая (Булева) операция будет выполнена, к дереву задачи
добавятся новые определения региона и границы. В результате успешной логической
(Булевой) операции по пересечению регионов всегда будет отдельное определение
региона с дополнительными создаваемыми новыми характерными кривыми. Как правило,
границы с общими именами в изначальных регионах будут переименованы, используя
пронумерованный по нарастанию цифровой суффикс (ascending numerical suffix):
Если изначальные регионы не пересекаются, тогда будет происходить следующее:
• объединять (unite) – соединяются (combines) регионы в первый выбранный
• пересекать (intersect) – удаляются выбранные регионы и границы
• вычитать (subtract) – остается выбранный регион, из которого вычитают
Выполнение Логического (Булева) Объединения (Performing a
Boolean Unite)
452
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Щелкните правой кнопкой мыши по выбранным регионам, над которыми вы желаете
выполнить операцию логического объединения (unite), и выберите из всплывающего
меню Булево>Объединить Регионы (Boolean>Unite Regions). Это показано ниже:
На основе изначальной поверхностной геометрии логическая (Булева) операция
будет продолжать объединять вместе поверхности и соединять регионы в первый
выбранный регион. Представление поверхности (surface representation) будет
автоматически обновляться новой поверхностью и отображаться в текущей сцене:
453
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
В примере выше и более очевидно на картинке внизу пересекаемые грани
прямоугольного блока были переразбиты (re-tessellated), чтобы присоединиться к
цилиндру при пересечении. Также была удалена часть цилиндра внутри блока.
454
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Характерные кривые с именем узла Ребра от Логического Объединения (Edges
from Boolean unite) будут включены в геометрию при пересечении блока и цилиндра.
Следующее сообщение (feedback) о процессе можно будет увидеть в окне Вывода (Output
window):
Выполнение Логического (Булева) Пересечения (Performing a
Boolean Intersect)
Щелкните правой кнопкой мыши по выбранным регионам, над которыми вы желаете
выполнить операцию логического пересечения (intersect), и выберите из всплывающего
меню Булево>Пересечь Регионы (Boolean>Intersect Regions). Это показано ниже:
455
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
На основе изначальной поверхностной геометрии логическая (Булева) операция
будет продолжать пересекать поверхности и соединять регионы в первый выбранный
регион. Представление поверхности (surface representation) будет автоматически
обновляться новой поверхностью и отображаться в текущей сцене:
456
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Как показано выше, в результате пересечения блока и трубки (tube) остается
внутренняя поверхность трубки с закрытыми (capped off) концами, тем самым образуя
замкнутый объем. Характерные кривые с именем узла Ребра от Логического
Пересечения (Edges from Boolean intersect) будут автоматически включены в геометрию
для концов цилиндра.
Следующее сообщение (feedback) о процессе можно будет увидеть в окне Вывода
(Output window):
Выполнение Логического (Булева) Вычитания (Performing a Boolean
Subtract)
Щелкните правой кнопкой мыши по выбранным регионам, над которыми вы желаете
выполнить операцию логического вычитания (subtract), и выберите из всплывающего
меню Булево>Вычесть... (Boolean>Subtract...). Это показано ниже:
Появится диалог Вычитание Регионов (Subtract Regions), как показано ниже:
457
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Из выпадающего меню выберите подходящий регион для Регион-Источника (Select
Source Region). Это будет регион, из которого будут вычитаться другие регионы. Нажмите
OK, чтобы продолжить.
На основе изначальной поверхностной геометрии логическая (Булева) операция
будет продолжать вычитать подходящий регион или регионы из региона-источника
(source region) и сохранять результат. Представление поверхности (surface representation)
будет автоматически обновляться новой поверхностью и отображаться в текущей сцене:
Как показано выше, результатом вычитания цилиндра из региона блока будет
замкнутая поверхность блока с отверстием, проходящим через него. Характерные кривые
с именем узла Ребра от Логического Вычитания (Edges from Boolean subtract) будут
автоматически включены в геометрию при вычитании цилиндра из блока.
Следующее сообщение (feedback) о процессе можно будет увидеть в окне Вывода
(Output window):
458
СИНЦ
Перевод документации STAR-CCM+
Сеткопостроение. Построение поверхностной сетки.
Версия 5.05
Дата: 15.11.2010
Если Тело 2 (Body 2) было выбрано в качестве региона-источника (source region),
тогда результат будет другой, как показано ниже:
В этом случае в результате вычитания блока из цилиндра будут две замкнутых
поверхности цилиндра, обе из которых принадлежат одному и тому же региону.
459