-
4.
燃烧室模型的建立（
< br>3
－
D
）
在这份指导书中，你可以通过运
GAMBIT
中的
top-down
几何结构法来
为燃烧
室生成几何模型（用实体来生成容积）。你可以通过非结构化六面体网格法来为画
出的燃烧室几何体划分网格。
在这份指导书中你可以学习到如何去：
●
移动一个体积；
●
从一个体积中扣除另一个；
●
把一个体积阴影化；
●
交叉两个体积；
●
混合一个体积的边；
●
通过对面进行扫描来生成体积；
●
为读入
FLUENT/UNS
来准备网格。
4.1
前提
这份指导书假定读者已经掌握了
指导书
1
并且已对
GAMBIT
界面相当熟悉。
4.2
问题描述
这个问题在图
4
－
1
中以图解的形式表示
出来。此几何体包括一个简化的向燃
烧腔加料的燃料喷嘴，在这个指导书中由于几何结构
对称你可以仅作出燃烧室几何
体的
1/4
模型。喷嘴包括两个同心管，其直径分别是
4
个单位和
10
个单位，燃烧
室的边缘与喷嘴下的壁面融
合在一起。
4.3
策略
在这份指导书中，你可以运用
top-down
几何结构法来生成燃烧室几何体，你
可以生成体积（在本例中为方体和圆体）
并用布尔运算把它们结合起来，交叉、扣
除这些体积以生成基本体积，最后，通过
“
融和
”
命令，你可
以舍掉一些边界以完成
几何体生成。
在这个模型例子中，简单的选择捡起几何体并用六面体单元对整个区域进行网
格划分是不
可能的，由于
Cooper
工具（在本向导中要应用）需要两
组面，一组平
行于扫描路径，另一组垂直于扫描路径，不管怎样，融和边界不适合于任一
组。对
cooper
工具更详细的描述见
GAMBIT Modeling
Guide
。你需要把几何体分成许能
用
cooper
来划分网格的部分。在
GAMBIT
中有许多分解几何体的方法。在这个例
子中，你可以采用把那些挨着
弯面的体积部分从主体积中分开的方法。对这个燃烧
室进行分解的详细步骤在下面给出。
注意到几何体中有许多面，其默认的网格划分方案是
pave
方案。这些面中的
大部分与
Z
方向垂直。在
Z
方向有许多几何突起，因此在
cooper
< br>网格方案中应被
选为主方向。为使其可能，
X
、
Y
方向的铺砌面（图
4
－
2
中的两个对称面）必
须
改变以去用
Submap
或
Map
网格划分方案。
默认的，
GAMBIT
对这两个面选择
Pave
网格划分方
案，是因为它们每一个都
在融合处都有一个圆边。如果你把每个面圆角分裂出来并通过一
个体积把它们连接
起来，你可以在剩余面上用
Submap
网格划分方案，并且对这个体积用
Cooper
网
格划分法。
你可以在两个融合边的连接处生成一个面（图
4
－
3
中的面
A
）来替代在
每个
对称两上生成个面。这个面将会从两个方向扫描到对称面上（生成图
4
－
3
中的面
B
和
C
），来把体积分成三部分。这三个体积可以用
Cooper
分别进行网格划分。
这个指导书也展
示了一些控制网格密度和单独面上的网格划分方法。你可以用
Tri
Primitive
方案和一个更细网格尺寸对形成第二个入口的
1/4
圆面进行网格化。
类似的，你可以用一个细化的
mapped
网格对初入口的环面进行网格化。为达到
Cooper
的要求，你还需要在这两个面之间的面上生成一个表格化网格。最后，你
可以用自动
Cooper
工具去网格化剩余的面和体。
图
4
－
2
：燃烧室几
何结构的两个对称面
4.4
步骤
启动
GAMBIT
。
第
1
步：选择一个解算器
< br>
1
．通过从主菜单中进行下面的选择以选定一个解算器
去运行你的
CFD
计算。
Solver -> FLUENT/UNS
解算器的选择指
定了不通窗口可供应用的变量（如：这个边界类型在
Specify
Boundary Types
窗口适用），当前选择的解算器显示在
GAMBIT
GUI
的顶部。
第
< br>2
步：设定网格划分的默认间隔尺寸
Edit -
> Defaults
…
在这个指导书中，你可以改变网格划分的默认间隔大小。默
认的网格步长基于
间隔参数，你可以在
Edit Defaul
ts
窗口中对它进行修改，你键入的这个值应是模型
中网格单元
的估计平均值。这个值将作为所有网格形式的默认
Interval size
出现。
如果需要的话，你可以在网格划分窗口中改变它。
1.
在窗口的顶部选择
MESH
标签。
2.
在窗口排列表的顶部选择
INTERVAL
单选框。
3.
在变量列表中选
SIZE
。
SIZE
将出现在列表的底部并且默认值也将在
Value
文本键入框中出现。
图
4
－
3
：在对称面的融和边
界处生成的平面
4.
在
Value
文本键入框中键入值<
/p>
2
。
5.
点击
SIZE
左边的
Modify
钮。
变量
SIZE
的
Value
值将会被更新。
6.
关闭
Edit
Defaults
窗口。
第
3
步：生成两个圆柱体
1.
生成一个柱体以形成燃烧室
GEOMETRY
-> CREATE VOLUME
打开
Create Real
Cylinder
窗口
a
在柱体的
Height
中键入值
12
。
b
在柱体的
Radius 1
中键入值
4
。
Radius
2
的文本键入框可留为空白，
GAMBIT
将默认设定为
Radius
1
值相等。
c
选择
Positive
Z
（默认）作为
Axis
Location
。
d
点击
Apply
按钮。
2
．些步骤以生成一个
Height
=20
，
Radius 1
=10
并以
positive
z
为轴的柱体。
3
．点击在
Global
Control
工具栏左上部的
FIT TO
WINDOW
命令按钮
打右签
VOLUME
图
4
－
4
：两个圆柱
GAMBIT TUTORIAL
GUIDE
：
4.
燃烧室模型的建立（
3
－
D
）
这将打开
Move / Copy
Volumes
窗口
a
shift+
左键选中视图窗中的小柱体
在
Move / Copy
Volumes
窗口的
Volumes
下将被键入
volume.1
。
b
在
Move / Copy
Volumes
窗口中的
Volumes
下选择
Move
（默认）。
c
在
Operation
下选择
Translate
（默认）。
d
键入
Global
移动矢量点为（<
/p>
0
，
0
，
8
）以把小柱体沿
z
方向移动
8
个单位。
你可以看到
GAMBIT
在你向
Global
键入值时会自动在
Local
下填入值。
e
点击
Apply
。
这两个柱体如图
< br>4
－
5
所示。可以看到小柱体已
被从大柱体的后部移到前部。
第四步：从大柱体中扣除小柱体
图
4
－
5
：移动小柱体后的两个柱体
1.
通过由一个柱体中扣除另一个的方法来生成一个体积
选
定体积的顺序很重要，例如，图<
/p>
4
－
6
显示了从
A
中扣除
B
和从
B
中扣除
A
的不同。
GEOMETRY -> BOOLEAN
OPERATIONS
打开
Subtract Real
Volumes
窗口
a
在图形窗口中
shift+
左键选中大柱体。
b
左键击
Subtract Volume
右边的列表框接受
volume.2
，并激活
Subtract
Volume
框。
！你可以在视图窗中持续按下鼠标
左键并点击右键来接受选择大柱体并把焦点
移到
Subtrac
t Volume
条框中。
c
选中小柱体。
这个选择顺序将会保证小柱体被从大柱体中扣除而不是反之。
第五步：阴影化和旋转视图
图
4
－
6
：扣除体积<
/p>
1.
在
Global
Control
工具条的中下部点击
RENDER
MODEL
命令按钮
，并
从弹出条框中选
括直当
CREATE VOLUME
打开
Create Real
Brick
窗口。
a
为方体的
Width
键入值
21
。
Depth
和
Height
可以被留为空白，
GAMBIT
将默认它们和
Width
相等生成一
个正方体。
b
Direction
为
+X +Y
+Z
（默认）。
c
点击
Apply
。
图
4
－
8
显示了柱体和方体
图
4
－
7
：显示大圆柱的洞的阴影几何结构
2.
交叉方体和柱体
GEOMETRY
-> BOOLEAN OPERATIONS
打
开
Intersect Real
Volumes
窗口。
a
shift+
左键在图形窗口中选中方体。
b
在图形窗口中选定柱体。
c
点击
Apply
来接受选择。
当你交叉两个体积的时
候选定它们的顺序是无关紧要的。柱体会被修正以使方
形内的体积保留下来，如图
4
－
9
所示。
图
4
－
8
：圆柱体和方体
第
7<
/p>
步：生成燃烧室的腔体
1.
为腔体生成一个方体。
GEOMETRY -> CREATE VOLUME
来观察生成的方体。
3.
合并方体和柱体为一个整体。
图
4
－
9
：柱形剩下
的
1/4
GEOMETRY
-> BOOLEAN
OPERATIONS
11
打开
Unite Real
Volumes
窗口。
a
shift+
左键在图形窗口选中柱体。
b
选中方体并点击
Apply
来接受选择。
当你合并两个体积的时
候选定它们的顺序是无关紧要的。方体会和柱体如图
4
－
10
一样的合并在一起。
第八步：融合腔体的边
1.
融合腔体的两个边以形成一个更光滑的形状。
GEOMETRY
->
BLEND VOLUMES
12a
在
Define Blend
Types
下点击
Edge
钮
打开
Edge Blend Type
窗口
ⅰ
shift+
< br>左键选中要融合的两个边，如图
4
－
11
所示。
ⅱ在
Edge Blend
Type
窗口中
Options
下选择
Constant radius
round
（默认）。
ⅲ在
Radius
中键入值
5
。
ⅳ在
Edge Blend
Type
中点击
Apply
后关闭窗口。
b
在图形窗口中
< br>shift+
左键选中体积。
c
在
Blend
Volumes
窗口中点击
Apply
。
具有光滑边界的燃烧室的几何结构
如图
4
－
12
所示。
图
4
－
11
：要融合的边
PDF
文件使用
试用版本创建
?
13
第九步：几何结构的分解
在这个模型
中，简单的选中它并用六面体网格法进行网格化是不可能的。
Cooper
要求的所有
“
源
”
面是拓扑平行的，并且其余的面也可以用
map
或
submap
来
< br>进行网格化。但由融和连接操作产生的曲面不适合
cooper
标准。因此，你需要把
几何体分解成适合
cooper
的几个部分，在
GAMBIT
中有许
多分解几何体的方法。
在这个例子中，你可以采用把那些挨着弯面的体积部分从主体积中
分开的方法。要
这样做，你需要在两个融合边的连接处生成一个点，那么你就可以利用这
个点来生
成一个直边，并用这些边来生成一个面。这个面将会被从两个方向扫描以生成两
个
体积，这两个体积将会被用来把燃烧室分为三部分。这样就可以用
cooper
来对他
们分别进行网格化。
1.
在容积中生成一个点
GEOMETRY
-> MOVE /COPY
/ALIGN VERTICES
14
2.
用这个新点生成两个直边。
GEOMETRY
-> CREATE EDGE
15
a
shift+
左键选中图
4
－
14
中的点
A
。
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