面网格生成器控制和值
本节将详细介绍所有面网格生成器的控制和值。
定位位置
此控制相对于全局笛卡尔坐标系定位包面网格线。即，可以沿 x、y 和/或 z 方向定向移动网格线。
此工具可用于对多个区域执行包面操作。为进行合并和连接，每个包面网格与其相邻网格的定位很重要。
定位位置属性
- 位置
- 指定用于定位包面网格线的位置。当前场景用一个圆球高亮显示了网格定位点的当前位置。
自动修复最小接近值
| 注 | 默认值为 0.01，适用于大多数情况。这意味着，任何两个面之间的距离都不能接近于初始面平均边长的 1%。 |
自动修复最小接近值属性
- 最小接近值
- 在 Simcenter STAR-CCM+ 调用自动表面修复之前，两个面之间的最小允许距离。值为零时停用此属性。
基础尺寸
基础尺寸是在使用任何相对值之前设置的模型的特征尺寸。例如，通常可以将基础尺寸设为入口直径、流体体积长度或有助于比例缩放其他值的尺寸。CAD 投影
通过使用此控制，网格生成器可在包面或表面重构过程中将节点投影回导入的 CAD 表面。此功能将生成更接近 CAD 几何的表面定义。
CAD 投影仅适用于以下 CAD 文件类型：
- 本地 CAD 格式
- Parasolid 格式
- IGES
- STEP
- VDA
投影回基础 CAD 边仅适用于表面导入过程定义的特征边。
对于包面，可为 CAD 投影预期 20% 或更多的 CPU 时间。对于重构，可预期 300% 或更多的 CPU 时间。
与非并发网格化（串行或并行）相比，在使用并发网格化时使用 CAD 投影可能会导致表面网格的节点位置存在细微差异。这些差异非常小，但在某些敏感情况下可以注意到。
| 注 | 包面不能投影某些节点，如间隙封闭或非 CAD 数据区域。输出窗口将总结在包面过程结束时投影的节点。 |
CAD 投影属性
- 映射至 CAD
- 激活时，将网格节点投影到原始 CAD 表面。大多数情况下，这会使网格保真度更高，但是，网格生成器执行时间会增加。对于表面网格化质量较差的情况，建议使用此属性。
曲线曲率 - 自动网格（壳体）
仅当对相关表面网格生成器节点激活执行曲率细化时，才可用于自动网格（壳体）操作。
类似于表面曲率控制（请参见表面曲率），曲线曲率可通过指定每个圆的最小点数（点数/圆）和曲率偏差距离来细化弯曲表面周围的网格。具体而言，曲线曲率控制可以细化壳单元网格情况中自由边处的网格，因为表面曲率控制无法解析壳的自由边。
曲线曲率控制的属性与表面曲率控制的属性相似。有关详细信息，请参见表面曲率属性。
以下示例依次显示了停用以及激活曲线曲率时安装托架的网格。
曲线曲率默认控制适用于大多数情况。在特殊情况下，可以使用自定义控制来定制特定边的曲线曲率（请参见自定义网格控制）。
边接近值
边接近值可用于指定重构的部件表面上相对周长边之间要求的目标最小网格面数。
此控制包含对表面重构的网格单元细化。有关边接近值与最小表面尺寸之间相互作用的信息，请参见最小表面尺寸。要应用边接近值细化，Simcenter STAR-CCM+ 首先计算沿输入部件表面的相对周边之间行进路径的距离。使用指定的目标面数除以此距离。然后将结果设为部件表面上各面的目标尺寸。假设此目标尺寸大于最小尺寸，并且小于当前的目标网格尺寸，那么部件表面上的三角形化将显示重构后的加密。
如果一个部件表面定义一个完整几何部件，那么应用边接近值没有影响，因为不存在表面边。可以：
- 适当地分割部件表面，并将边接近值应用于所需的部件表面。
- 使用“包括特征边”选项。
边接近值只能用作自动网格操作的自定义控制，并且默认处于停用状态。
边接近值属性
- 面数
- 每个给定边界之间表面上的目标网格面数。
- 启用搜索上限
- 可用于指定“搜索上限”距离。其接近值距离大于此值的表面将从处理中排除以避免不必要的加密。默认情况下停用。
- 搜索下限
- 其接近值距离小于此值的表面将从处理中排除。因此，可避免跨极薄块或部件表面以及尖角或锥形角进行不必要的加密。默认设为 0.0（停用）。
- 包括特征边
- 确定特征边是否添加到用于计算边接近值的边集合。默认情况下，停用此选项并且使用部件表面边来计算边接近值。有两个选项可供选择：
- 激活 - 特征边将添加到用于计算边接近值的边集合。
- 停用 - 特征边不会添加到用于计算边接近值的边集合。
- 包括块周长
- 确定块周长边是否添加到用于计算边接近值的边集合。默认情况下，停用此选项并且使用部件表面边来计算边接近值。有两个选项可供选择：
- 激活 - 块周长边将添加到用于计算边接近值的边集合。
- 停用 - 块周长边不会添加到用于计算边接近值的边集合。
特征角
此值确定表面夹角，包面根据此夹角生成特征边。使用此特征规范而不是在输入表面中生成部件曲线。
包面会生成部件曲线 (PBM)（称为包面边），其中包含开始导入表面中任何不存在的边。在基于部件的网格化中，包面在 Edges from Wrapping(包面边) 部件曲线上创建一个标签（称为 XYZ）以区分包面根据预先存在的部件曲线创建的部件曲线。
| 注 | 包面将保留之前定义的任何现有部件曲线 (PBM)。但是，可以根据新的包面修改这些部件曲线/特征线。 |
特征角属性
- 角度
- 指定包面将其定义为特征的面之间的最小角度。
间隙封闭
- 尺寸
- 种子点
- 两者
有关更多信息，请参见间隙封闭。
几何灵敏度
此控件定义计算偏置值所需的灵敏度参数和步长。Simcenter STAR-CCM+ 使用导数的有限差分逼近计算几何的灵敏度。
| 注 | 几何灵敏度网格生成器与并发网格生成器执行模式不兼容（请参见并发网格化）。如果在网格生成器执行模式设为并发时激活几何灵敏度，则 Simcenter STAR-CCM+ 会自动将网格生成器执行模式更改为串行。 |
几何灵敏度属性
- 参数
- 定义几何灵敏度分析的参数。几何灵敏度网格生成器计算几何对指定参数值变化的灵敏度。
- 相对步长
- 指定应用于参数的偏置的大小。此值为非量纲值并指定为参数总体大小的分数。
- 最小步长
- 指定应用于参数的偏置的最小绝对尺寸。如果最小步长大于相对步长的绝对值，则在灵敏度计算中使用最小步长。
几何灵敏度右键单击操作
- 打印步长
- 对于每个参数，在输出窗口中报告绝对步长、正偏置和负偏置的值。这可用于在运行网格生成器之前预览步长效果。
最小表面尺寸
对于受表面曲率、表面接近值、边接近值或尾流细化影响的网格区域，此值可指定这些区域中允许的最小网格单元尺寸。此设置不会显式控制表面尺寸，但提供了限制，以防止在受接近值和曲率属性影响的区域过度细化。可以将最小表面尺寸指定为相对或绝对值。
通过减小最小表面尺寸可对网格生成器尝试捕捉复杂特征的区域进行更多加密。但是，此加密会增加 CPU 时间和面网格的尺寸。
表面曲率、表面接近值或尾流加密与最小表面尺寸之间的相互作用略微不同于包面和表面重构：
包面：使用最小表面尺寸和曲率、接近值或细化控制的计算表面尺寸中的最小值。
表面重构：最小表面尺寸始终优先于曲率、接近值或细化控制。
部件优先级
- 网格生成器执行模式属性设为并发或并发-并行，请参见自动网格属性。
- 每个部件网格化已激活。
| 注 | 并发和并发-并行执行仅当在至少三个处理器上运行时激活。如果在较少的处理器上选择并发或并发-并行执行，仍可以配置优先级、保存项目并将项目发送到另一个系统上执行。 |
- 排序条件
- 对于并发网格执行，可用于指定将输入部件分类为组的准则。这些组确定执行顺序，即首先对哪些部件进行网格划分。
- 默认 - 部件按表面网格三角形的数量进行排序，数量越多的部件优先级越高。
- 表面面积 - 部件按表面面积从大到小的顺序网格化。表面积根据每个部件的根描述计算得出。
- 体积 - 部件按体积从大到小的顺序网格化。体积根据每个部件的根描述计算得出。使用的是体积的绝对值，因此开放体积和负体积部件会影响顺序，并且列出这些部件的“输出”窗口中会输出错误。
- 手动 - 用于在优先级集合中对部件进行分类，优先级集合的索引越低，优先级越高。不在任何优先级集合中的部件的优先级最低。
手动激活后，部件优先级下将显示额外节点优先级索引。要创建优先级集合，右键单击部件优先级节点，然后选择新建。
此选项可用于手动将计算成本高的部件设为优先。输出窗口将显示网格化过程中每个部件的计算时间。
最小断开表面
如果其总面数低于此最小值，此控制将从面网格移除分离的体积。
包面可在面网格中生成许多不需要的断开表面。此控制可用于自动移除这些表面。
最小断开表面属性
- 面数
- 指定将包面体积从面网格中删除之前包面体积可拥有的最小面数。如果断开表面的面数小于此数字，则保留所有表面。值为零时可有效地停用此属性。
最小包面体积
如果其体积小于此最小值，此控制将忽略包面中的体积。对于相关选项的最大内部体积或第 n 个最大体积，这些体积不包含在间隙封闭中。
最小包面体积属性
- 最小包面体积
- 指定将包面体积从面网格中删除之前包面体积可拥有的最小体积。值为零时可有效地停用此属性。
表面曲率
此控制包含对包面和表面重构的网格单元细化，使用围绕圆的最小点数（点数/圆）和曲率偏差距离。
有关最小表面尺寸和表面曲率之间相互作用的信息，请参见最小表面尺寸。
围绕圆的点数将始终可用，但需要手动激活曲率偏差距离。
表面曲率属性
- 启用曲率偏差距离
- 激活时，Simcenter STAR-CCM+ 将执行附加检查，确保局部表面曲率不大于指定的曲率偏差距离（请参见曲率偏差距离）。在此过程中，会调整局部表面尺寸以符合指定的曲率偏差距离。仅在需要精确跟随输入表面的网格的情况下激活此属性。
- 点数/圆
- 指定用于定义 360 度圆柱表面的三角形（对于表面）或网格单元（对于体积）的数量。任何其他类型的圆柱表面使用等效的三角形数。例如，半圆使用此值的一半，而椭圆在更严格的曲率上使用更多的面。
- 最大点数/圆
- 完整圆允许使用点数上限。
- 曲率偏差距离
- 允许在任何网格边的中心与其关联的输入表面之间使用的最大距离。下面提供了此距离的示意图：
面网格增长率
此控制确定面边尺寸从一个面到其相邻面的变化率。仅当从加密区域转换到面网格的其余部分时，才能看到效果。例如，值 1.3 表示从较短边长增长到较长边长时，面边的长度可以是其相邻面边长度的 1.3 倍。表面网格增长率的推荐范围为 1.1 到 1.6。
此选项仅适用于表面重构。
表面网格增长率属性
- 面网格增长率
- 指定面边转换的最大比率。减小此值通常会生成具有更多面的表面网格。
- 默认 - 根据网格化方法计算预先确定的值。
网格化方法 默认值 三角形 1.3 增强质量三角形 1.2 四边形主控 1.15 - 快 - 根据网格化方法，按预先确定的增长率值生成较大的网格单元。表面网格增长率值在输出日志中显示。
网格化方法 示例 三角形 面网格增长率值 = 1.6。 
增强质量三角形 面网格增长率值 = 1.4。 
四边形主控 表面网格增长率值 = 1.3。 
- 慢 - 根据网格化方法，按预先确定的增长率值生成较小的网格单元。此值在输出日志中显示。
网格化方法 示例 三角形 面网格增长率值 = 1.1。 
增强质量三角形 面网格增长率值 = 1.1。 
四边形主控 表面网格增长率值 = 1.05。 
- 用户指定 - 允许您指定替代默认表面网格增长率的值。建议使用 1.1 到 1.4（增强质量三角形）和 1.1 到 1.3（四边形主控）范围的表面网格增长率。使用超出建议范围的值可能会导致表面网格质量降低。
- 默认 - 根据网格化方法计算预先确定的值。
表面接近值
对于包面和表面重构，此控制提供相互接近的表面上的网格细化。表面网格中的面数越多，在表面之间生成的体网格单元也越多。
有关最小表面尺寸与表面接近值之间相互作用的信息，请参见最小表面尺寸。
表面接近值属性
- 间隙中的点数
- 通过将从一个面到另一个面的跨间隙距离除以此值来确定局部面尺寸。但是，如果间隙距离小于搜索下限或大于搜索上限，则没有加密。
- 搜索下限
- 指定网格生成器在接近值中使用的最小间隙尺寸，该间隙尺寸可阻止发生不需要的加密。由于复杂的细节或 CAD 假象，此属性在表面包含重叠面或面靠得太近时很有用。
- 搜索上限
- 指定网格生成器在接近值中使用的最大距离，该最大距离可阻止发生不需要的加密。如果组件具有可变厚度且需要使用一个选项来仅局部加密其厚度小于指定值的区域，则此属性很有用。
- 搜索方向
- 指定表面接近值细化的方向。为此有三个选项可供选择：
- 内部 - 表面接近值细化应用于选定部件内部的表面。
- 外部 - 表面接近值细化应用于选定部件外部的表面。
- 两者 - 表面接近值细化应用于选定部件任一侧的表面。
目标表面尺寸
此值指定在没有任何网格加密时，网格生成器需要的边长。可以将目标表面尺寸指定为相对或绝对值。
缩小目标表面尺寸会生成更密且详细的面网格。但是，此加密会增加 CPU 时间和面网格的尺寸。
相关体积
此控制确定从原始几何表面抽取的包面的体积。
相关体积属性
- 方法
- 为此有四个选项可供选择：
- 最大的内部 - 指定包面从输入几何表面提取最大内部独立体积。在以下示例中，因为保留了体积中的内部几何，最大内部体积是红框部分，不含蓝色和绿色部件。
要忽略表面网格中不需要的内部体积，可使用最小包面体积控制。
- 外部 - 外部方法指定包面提取所有部件的外表面，即外部表面。以下示例演示了此方法：
在此示例中，最终包面省略了所有内表面。如果它们是外表面的一部分，将包含相交表面以形成一个体积。
- 种子点 - 指定使用用户自定义位置和坐标系确定包面提取的表面。生成的网格为环绕此位置的表面。在此示例中，两个种子点放在蓝色和绿色体积内。包面的结果是显示在图表右侧的两个闭合表面。
- 第 N 个最大 - 指定包面根据体积尺寸提取特定表面。表面按从大到小的顺序排列，并且用户自定义体积数将确定输出表面。在评估几何的体积尺寸时，会将相交的几何视为单个体积加上各自的体积。以下示例显示了从输入几何抽取的第二大体积，即减去所有其他部件的红框部分。
要忽略表面网格中不需要的内部体积，可使用最小包面体积控制。
- 最大的内部 - 指定包面从输入几何表面提取最大内部独立体积。在以下示例中，因为保留了体积中的内部几何，最大内部体积是红框部分，不含蓝色和绿色部件。