10.3.1. 从CAD源定义几何

CAD数据可用于叶片和主流道的几何定义,也可用于二次流路径。

您可以从以下位置加载CAD数据:

  • Workbench中的BladeEditor几何单元,或

  • 独立模式下的Parasolid或其他CAD文件。


Note:如果TurboGrid在加载CAD几何时崩溃,可能是创建用于网格划分的CAD叶片曲面内部表示时出现故障。一种可行的解决方法是使用Command Editor对话框进行CCL更改,并执行以下一个或多个步骤:

  • 在加载几何之前,将Stop Before Blade Approximate Surface Generation中的BLADE SET设置为true.

  • 加载几何。

  • 增加Surface Parameterization Tolerance Multiplier in BLADE SET to 10.0.

  • Increase Surface Parameterization Number Of Splits in BLADE SET to 200.

  • 更改Parametric Surface Generation Smoother在Blade对象中的Angle-based.

  • Change Display Trimmed Surfacesfalse.

  • 重置Stop Before Blade Approximate Surface Generation in BLADE SET to false.


10.3.1.1. 从BladeEditor加载CAD数据

要从BladeEditor几何单元加载CAD数据:

  1. 在Ansys Workbench中,将包含BladeEditor几何的几何单元连接到Turbo Mesh单元的上游。

  2. 通过编辑Turbo Mesh单元属性,指定要加载到TurboGrid中的导出叶片。详细信息请参见TurboGrid Turbo Mesh Cell Properties in the TurboSystem 用户指南


Note:
  • 此方法仅适用于原生BladeEditor叶片(不适用于导入DesignModeler的通用CAD几何)。如果要从BladeEditor导入的几何体适合边长为10厘米的立方体,则DesignModeler会话单位(参见Units Menu in the Ansys DesignModeler 用户指南)应设置为Micrometer以获得更好的几何精度。详情请参阅Export to Ansys TurboGrid in the TurboSystem User's Guide.

  • 当叶片从 BladeEditor 传递到 TurboGrid(以便 TurboGrid 生成 CFD 网格)时,会传递两个版本的几何体:

    • "显示几何体",即 BladeEditor 中设计的真实几何体;

    • "网格生成几何体",供 TurboGrid 构建网格时使用。

      网格生成几何体与显示几何体略有不同,因为它必须满足 TurboGrid 的网格生成要求。例如,网格生成几何体具有重叠的延伸曲面,以便 TurboGrid 能够可靠地定位曲面相交。

    Mesh工作区中,可以将显示几何体与网格进行视觉对比。在Geometry工作区中,您可以通过开启树中列出的对应 CAD 对象的可见性,同时查看显示几何体和网格生成几何体。

    特别是对于 BladeEditor 中带有混合(圆角)的叶片,在Mesh工作区中,网格与显示几何体之间通常存在明显差异;而在Geometry工作区中,网格生成几何体与显示几何体之间也存在明显差异。圆角几何体的整体差异(例如流动阻塞量)可通过在 BladeEditor 中更改圆角相关参数来调整。


10.3.1.1.1. BladeEditor 中混合(圆角)的故障排除

如果您拥有由轮廓点定义的几何体,并希望使用 BladeEditor 通过恒定半径的滚球工艺添加混合,请考虑使用CAD From Profile Points输入模式Mesh工作区中添加叶片混合对象。详情请参阅Defining Geometry from Generated CAD: CAD From Profile PointsBlade CAD Features.

对于 BladeEditor 中创建的其他类型叶片混合,以下故障排除说明适用:

  • 如果在切割边缘(前缘或尾缘)附近及叶片圆角附近遇到网格质量问题,调整以下 CCL 参数可能有所帮助:

    • Number Of Hub To Shroud Constant Span Splits

    • Mesh Curves Tesselation Number Of Power Samples = 8

    • Mesh Curves Tesselation Number Of Power Samples Override = true

  • 如果叶片圆角在与轮毂/轮盖连接处呈现波浪状(在轮毂/轮盖曲率较大的情况下更易出现),增加以下 CCL 参数可能有所帮助:

    • Turbo Transform Background Mesh Size

    • Turbo Transform Background Mesh Size For Topology

10.3.1.2. 从 CAD 输入文件加载 CAD 数据

要从 CAD 输入文件(例如 Parasolid 文件)加载 CAD 数据:

  • 在独立模式下的 TurboGrid 中,在Geometry工作区中,打开几何浏览器,设置Input Mode to CAD(或Profile Points With Secondary CAD)并在几何浏览器中配置适用的设置。


Note:当从文件将CAD叶片加载到TurboGrid时,可能会显示两个版本的几何体:

  • 如果可用,"显示几何体"(真实几何体的最佳表示)会显示在Geometry工作区中。

  • "网格几何体"(TurboGrid用于构建网格的几何体)会显示在Mesh workspace.

    网格几何体与显示几何体略有不同,因为它必须满足TurboGrid的网格生成要求。例如,网格几何体具有重叠的延伸曲面,以便TurboGrid能够可靠地定位曲面相交。

In the Mesh workspace, the display geometry can be visually compared with the mesh. In the Geometry工作区中,您可以通过打开树中列出的相应CAD对象的可见性,同时查看显示几何体(如果可用)和网格几何体。


10.3.1.3. 几何工作空间中的对象(CAD模式)

The Geometry工作空间树包含CAD对象,可用于直观检查是否正确导入了CAD几何体。

The main objects in the Geometry工作空间中的主要对象包括:

拓扑实体实例对象

此对象包含拓扑实体,每个实体定义了TurboGrid所需的关键几何特征。拓扑实体直接或通过子对象引用CAD对象。

CAD族对象

此对象包含CAD对象,每个对象定义了从CAD文件导入的几何特征。您可以选择不同的CAD对象在3D Viewer中查看它们。TurboGrid在将CAD对象分配给拓扑实体后,可以使用CAD文件中的特定对象。

某些拓扑实体可以在对象编辑器中进行编辑。要打开对象编辑器,请双击树中的对象,或选择一个对象然后按Enter。具体来说:

  • 每个可以引用CAD对象的拓扑实体在其对象编辑器中都有一个Location设置,用于分配CAD对象。此设置旁边有一个CAD Entity Selector 图标,用于打开CAD Region Entities对话框,您可以使用该对话框选择CAD对象。

    请注意,将CAD对象分配给拓扑实体的另一种方法是从树的CAD Families分支中选择CAD对象,并使用快捷菜单。

  • 叶片拓扑实体有一个对象编辑器,其设置一目了然。Blade Name, Leading Edge TypeTrailing Edge Type.

  • The ComplexBladeEnd拓扑实体具有对象编辑器。详细信息请参见Complex Blade End.

10.3.1.4. 几何浏览器设置(CAD模式)

要访问几何浏览器,请切换到Geometry工作空间,然后如有必要,在对象选择器中双击一个高级对象(可以是Topological Entity Instances对象或CAD Families对象)。

几何浏览器中与CAD相关的设置(适用于CAD and Profile Points With Secondary CAD输入模式)说明如下:

10.3.1.4.1. CAD输入定义

File Name设置为CAD文件的名称(例如,*.x_b从BladeEditor导出的文件)。

可选地选择Named Selection Processing以让TurboGrid为CAD文件中的命名选择创建CAD族。

Optionally select Specify CAD Geometry Units并指定CAD Length Units的单位。如果未指定单位,TurboGrid将尝试从文件内容中确定单位;在这种情况下,您应通过观察3D Viewer.


Note:中的结果几何体来确认单位是否正确。*.dsco要加载类型为


的CAD文件,TurboGrid需要安装Ansys Discovery。
10.3.1.4.2. 几何设置(CAD模式)

10.3.1.4.2.1. 旋转(CAD模式)Rotation这些设置与Machine Data对象的Rotation.

设置类似。详细信息请参见

10.3.1.4.2.2. 叶片组数量(CAD模式)许多旋转机械部件在主叶片之间设有次级和第三级叶片,这些叶片通常称为分流叶片。一个叶片组包含一个主叶片和可选的分流叶片,这些叶片组绕旋转机械部件的轴线周期性重复排列。

对于不含任何分流叶片的旋转机械部件,叶片组数量等于叶片总数。

TurboGrid仅为一个叶片组生成网格。如有需要,可通过CFX-Pre复制并旋转该网格。

10.3.1.5. CAD几何体使用的局限性

TurboGrid使用特定的几何输入集。由于CAD几何体更具通用性,某些CAD特征无法被TurboGrid使用。以下列出部分此类特征:

  • 无法对导入的CAD几何体进行变换操作。

  • 入口和出口的修剪操作由选定的CAD曲线控制。