PERA SIM PreCFD 洁净室流场网格划分.pdf

PERA SIM PreCFD 洁净室流场网格划分 安世亚太自主研发的流体前处理软件 PERA SIM PreCFD 具有强大的前处理功能，对于复杂模型采 用了一系列高级功能实现 CFD 网格的划分。 PERA SIM PreCFD 拥有友好、清晰简洁的用户界面，功能区采用 Ribbon 形式，快速找到所需功 能的按钮，模型树结构清晰明了的显示模型包含的几何拓扑，在图形窗口中设有导航工具栏，快速切换 图形的显示状态，这些都使得网格前处理工作高效方便。软件有丰富的CAD 模型修复功能，如去特征、 补洞、线面体删除等，自动识别内外流体域、标识共享面等操作，可以高效的获得高质量的流场网格。 本文以洁净室内流场网格划分为例，介绍采用 PERA SIM PreCFD 进行模型简化并划分网格的流 程。 1. 几何导入 PreCFD 的前处理接口可以导入多种 CAD 模型，本案例导入的是 step 格式的几何文件。 图 1. PreCFD 几何导入接口 导入的几何模型包含六个实体几何和一个零厚度面体，不同的几何体使用不同的颜色区分，图像颜 色与名称颜色保持一致方便查看，如图2 所示。软件在导入几何的过程中进行自动检查，当前模型在 Edge 目录树下显示有Double Edge 和 Single Edge，即六个实体几何是各自封闭的，一个面体具有开放的 边。 图 2. PreCFD 导入的几何模型显示 2. 几何修复 PreCFD 具有多种工具可以对几何进行简化、修复，本案例的模型六个实体几何完全封闭，一个面 体作为流场中的零厚度薄壁边界也不需要进行封闭操作。下面使用自动快速修复功能，创建各个几何体 之间的连接关系。选择 Quick Repair ，勾选Stitch （stitch point/edge/surface）和 Intersect （trim the intersection of two faces），默认容差数值。从图3 可以看到，修复之后出现了黄色的 Multiple Edges， 表示多个几何体共享一个面的边，如此便建立了多个几何体之间的拓扑关系。 图 3. 自动修复后的模型 3. 创建边界组 读入的几何模型默认将一个封闭体的面作为一个面组，在划分网格之前，需要将计算时用到的边界 进行定义。选择边界相关的面，鼠标右键选择 Move to Group，更改边界名称，定义好的边界如图4 所示。 图4. 定义边界 4. 寻找封闭体积 PreCFD 的 Find Volumes 功能，可以基于建立的几何拓扑关系，自动寻找封闭的体积空间，用于 体网格划分。 本案例中寻找到封闭体有 16 个，图 5 所示的为固体部分，需要在流场网格中去掉，选择对应的 Volume ，直接删除，将保留的封闭几何体重新命名，如图6。 图 5. 需要删除的封闭体积 图 6. 重命名保留的封闭体积 5. 设置网格参数 PreCFD 可以对网格参数进行全局设置、局部设置，具有密度盒、边界层设置功能。本例中的全局 尺寸函数设置面网格最大尺寸为 80mm，增长率保持默认1.2，自动曲率加密角度18°，间隙加密 2 层； 人体外表面添加局部尺寸加密，设置曲率加密角度为 10°；面网格全部为三角形，如图 7。 图 7. 网格参数设置 可以点击 Setting Check 功能，以表格的形式更加直观的查看、确认和修改全局、局部以及边界层 相关设置。 图8. 网格参数设置表 6. 划分网格 首先划分表面网格，选择 Ribbon 功能菜单中的 Surface Mesh，软件基于几何拓扑和网格参数生 成三角形网格。 网格划分完成后，检查面网格质量，本案例中划分的面网格数量为 26000 ，网格质量最小值大于 0.2 ，网格生成时间为234s。 图9. 全局面网格和局部面