在这个练习中，需要为一个方管的流动分析生成网格。

本练习将应用以下技术：

●计算网格。

●模型精度。

●高级狭长通道细化。

●局部初始网格。

项目描述

如图2-26所示的方管包含两个间隔板，将方管分隔成三个部分。该模型已经被简化，而且在入口处已经建好了封盖。

因为只需要研究网格控制，所以定义好了一个只用于网格划分的仿真，而不用于分析。

图2-26 方管

操作步骤

步骤1 打开装配体文件

在Lesson02\Exercises\Square Ducting文件夹下打开文件“Meshexercise”。

步骤2 激活正确的配置

激活配置Mesh1。当激活这个配置时，用户应该可以看到Flow Simulation分析树的选项卡，而且算例Mesh1已经通过【向导】定义完毕，如图2-27所示。

其实还可以对之前的分析设置做必要的修改，然而在本算例中，只需要划分模型的网格。

图2-27 激活配置

提示

当激活项目Mesh1时，会得到下面的警告：“Flow Simulation已检测到该模型已修改。是否要重置网格设置？”单击【否】并继续。

步骤3 查看几何体内的小缝隙

使用【测量】工具来检测模型中小缝隙的尺寸。在稍后定义网格设置时，将用到这个测量数值。

选择组成小缝隙的两个表面，可以看到获得的缝隙大小为0.15in，如图2-28所示。预计在这个缝隙处会发生压力降低、速度升高的现象，因此这是流动模型中非常关键的一个特征。

步骤4 查看几何体中的薄壁

另一个重要的特征是薄壁，通过所选边线，得到的厚度为0.10in，如图2-29所示。

同样，在稍后定义网格设置时，也将用到这个测量数值。

图2-28 测量最小缝隙

步骤5 改变初始网格设置

在Flow Simulation分析树中，右键单击【输入数据】并选择【初始网格】。在【初始网格的级别】设置中，选择级别3。

步骤6 设置最小缝隙尺寸

勾选【手动定义最小缝隙尺寸】复选框。

在【最小缝隙尺寸】框中，输入数值0.15in。

提示

当然，用户也可以借助SOLIDWORKS特征来指定这个数值，此内容将在讲解【最小壁面厚度】参数时进行介绍。

步骤7 设置最小壁面厚度

勾选【手动定义最小壁面厚度】和【最小壁面厚度属于特征尺寸】复选框。

选择代表壁厚的尺寸0.10in，如图2-30所示。

图2-29 测量薄壁

图2-30 选择尺寸0.10

确保已经勾选【优化薄壁面求解】复选框。

确保没有勾选【高级狭长通道细化】复选框，如图2-31所示。单击【确定】。

图2-31 设置最小壁面厚度

提示

要显示尺寸，需要在Feature Manager设计树中展开Gaps and ThinWalls零件。右键单击Annotations并选择【显示特征尺寸】。

步骤8 不求解只划分网格（1）

在Flow Simulation分析树中，右键单击Mesh1并选择【运行】，不勾选【求解】复选框。

默认情况下已经勾选了【加载结果】复选框，再次确认该选项已被选中。

单击【运行】。

提示

结果将被自动加载。

步骤9 生成切面图

在Flow Simulation分析树中，右键单击结果下方的切面图，然后选择【插入】。请确认在【剖面或平面】域中选择了Front平面。

在【显示】选项组中单击【网格】，如图2-32所示。

单击【确定】。

(www.daowen.com)

图2-32 生成的切面图（1）

图解生成后，请缩放至包含小缝隙和薄壁的区域。注意，穿过缝隙的方向只存在两个网格，但是对这样小的缝隙，如果要捕捉这里的流动梯度，则至少需要划分三个网格（推荐至少要四个网格）。

步骤10 查看不同的网格单元

为了方便理解，可以通过颜色的显示来区分不同类型的网格。要做到这一点，右键单击Flow Simulation分析树中结果下方的网格，然后选择【3D视图】。

展开【网格选项】目录，将【流体网格】、【固体网格】和【部分网格】的值从【无】更改为【全部】，用户需要从下拉菜单中选择【全部】，如图2-33所示。

提示

用户可以单击给定的颜色并设置想要的颜色，以更改网格类型的颜色。注意三种网格类型的颜色应不同。

展开【区域】目录，更改Z方向的尺寸，将【Z最小值】指定为-0.25in，【Z最大值】指定为0.25in，只显示这个方向其中某几层的网格，如图2-34所示。

单击【确定】。

绿色显示的部分网格不但分布在小缝隙区域，还分布在薄壁周围。这个视图显示了更多的信息，可以看到网格划分器是如何创建固体网格和流体网格的。

图2-33 更改颜色

图2-34 显示指定区域的网格

（1）高级狭长通道细化 尝试使用其他选项来改善网格质量，即使用【初始网格】选项下的【高级狭长通道细化】。

步骤11 细化网格

在Flow Simulation分析树中右键单击输入数据并选择【初始网格】。

勾选【初始网格】对话框底部的【高级狭长通道细化】复选框。单击【确定】。

步骤12 不求解只划分网格（2）

在Flow Simulation分析树中，右键单击Mesh1并选择【运行】。不勾选【求解】复选框。

确认已经勾选了【加载结果】复选框。勾选【网格】复选框，单击【运行】。

提示

结果将被自动加载。

步骤13 显示切面图并查看网格（1）

在Flow Simulation分析树中，右键单击结果下方的切面图并选择【插入】。

请确认在【剖面或平面】选项组中选择了Front平面。

在【显示】下方单击【网格】。

单击【确定】，如图2-35所示。

再次缩放至小缝隙的区域，壁面附近的网格分布得更加合理，而且在穿过缝隙的方向存在5个网格。这比之前生成的网格质量要好，但是也带来了网格数量增多和运算时间加长等问题。

如果模型不像本例子这样简单的话，使用【高级狭长通道细化】方法可能会导致计算时间激增。网格数量和求解时间并不存在线性关系，然而由于流体动力学的特性，求解时间可能比线性结果更长。

图2-35 显示的网格切面图（1）

（2）局部初始网格 事先在装配体中生成了一个名为“local_initial_mesh”的零件，并以此来定义局部初始网格。当前已经在Flow Simulation算例中通过【组件控制】将此零件隐藏并禁用。

步骤14 显示局部初始网格区域

在Feature Manager设计树中．显示名为“local_initial_mesh”的零件，如图2-36所示。

图2-36 显示局部初始网格区域

提示

在定义【局部初始网格】之前，通常需要在算例中使用【组件控制】来禁用零件。要实现这个操作，右键单击Flow Simulation分析树下的输入数据并选择【组件控制】。然后，取消勾选需要禁用组件的复选框。

步骤15 定义局部初始网格

从【Flow Simulation】菜单中，选择【插入】/【局部初始网格】。

从Feature Manager设计树中选择关联零件“local_initial_mesh”的实体。这将添加该零部件到局部网格【区域】中。

在【局部初始网格】对话框中，单击【自动设置】选项卡。勾选【手动定义最小缝隙尺寸】复选框。在【最小缝隙尺寸】框中，输入数值0.15in。

勾选【手动定义最小壁面厚度】和【最小壁面厚度属于特征尺寸】复选框。

选择代表壁厚的尺寸0.1in。确保已经勾选【高级狭长通道细化】复选框。

步骤16 更改网格设置

右键单击Flow Simulation分析树下的输入数据，选择【初始网格】。

确保没有勾选【手动定义最小缝隙尺寸】、【手动定义最小壁面厚度】和【高级狭长通道细化】复选框。单击【确定】。

步骤17 不求解只划分网格（3）

在Flow Simulation分析树中，右键单击Mesh1并选择【运行】，不勾选【求解】复选框。

确认已经勾选了【加载结果】复选框。勾选【网格】复选框，单击【运行】。

步骤18 显示切面图并查看网格（2）

在Flow Simulation分析树中，右键单击结果下方的切面图并选择【插入】。请确认在【剖面或平面】中选择了Front平面。

在【显示】选项组中单击【网格】，单击【确定】，如图2-37所示。

图2-37 显示的网格切面图（2）

注意到局部初始网格区域的网格已经细化了很多，然而在远离该区域的地方，网格仍然比较稀疏。如果对象是一个包含多个关键区域的复杂模型，则使用该选项将减少计算时间。不重要的区域可以用较粗的设置划分网格，而重点区域可以将网格划分得更精细一些。

步骤19 关闭该模型