CN111222210B - 一种微通道单元cfd流固耦合非结构体网格自动生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微通道单元CFD流固耦合非结构体网格自动生成方法，其步骤包括：建立基于横截面为矩形且流程上带90°拐角的微通道单元的三维几何模型，定义面的Part；在拐角外侧的相交线建立创建点、创建点与拐角内侧相交线交点的连线；基于所述连线对连线所在的面进行面分割；重新生成表征面相交的交线以及面分割线；定义线的Part、分割面的Part；定义固体、流体计算域的Part；设置全局网格参数和Part的网格参数，自动生成流固耦合的体网格。本发明解决了上述微通道单元CFD流固耦合非结构体网格的生成问题，生成效率高，解决网格质量差的问题，实现不同区域的网格尺寸的灵活控制，以适应不同流速的模拟需求。

Description

一种微通道单元CFD流固耦合非结构体网格自动生成方法

技术领域

本发明属于计算流体动力学(CFD)网格生成技术领域，具体是涉及一种基于横截面为矩形且流程上带90°拐角的微通道单元CFD流固耦合非结构体网格自动生成方法。

背景技术

随着的电子技术的发展，电子元件发热量不断增加，高功率电子器件不断涌现，相应的冷却方式也发生了变化与改进，为了满足在有限空间内的高热流密度冷却，微通道换热技术已逐步成为重要手段。

目前基于横截面为矩形的流道已成为微通道结构形式的首选，微通道换热器一般由多个微通道单元并联组成，当散热面积较大时，微通道单元在一个平面内表现出多次迂回的管道流程，在迂回处，微通道单元存在拐角，大部分拐角呈90°。

计算流体动力学(CFD)已成为微通道换热技术研究的重要手段，网格生成技术是CFD能够顺利进行的关键前提。为了减少网格生成操作和网格数量，缩短CFD求解时间，往往简化计算模型，即通过采用对某一微通道单元的仿真模拟来研究整个微通道换热器的换热性能。

在微通道的换热过程中，热源的热量经固体材料(如钢、铜等金属材料)导热传递给流道内的冷却液，因此为了深入研究换热机理，需对流固耦合的传热过程进行CFD整体研究，而生成相关的流固耦合网格成为CFD研究的前提。

Ansys ICEM中生成的非结构体网格是指设定网格类型和生成方法等参数后，由软件自动求解的体网格，一般也称为自动体网格，该方法在网格生成过程中，人工参与的工作量和负担较小，灵活性高，且对几何模型的自适应性好，然而目前基于横截面为矩形和带90°拐角流程的微通道单元的流固耦合CFD非结构体网格的具体生成方法属于空白阶段。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明结合Ansys ICEM软件创建一种基于横截面为矩形且流程上带90°拐角的微通道单元CFD流固耦合的非结构体网格自动生成方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种微通道单元CFD流固耦合非结构体网格自动生成方法，包括如下步骤：

步骤(1)：建立基于横截面为矩形且流程上带90°拐角的微通道单元的三维几何模型，对三维几何模型的所有面分别定义面Part，其中，微通道单元中流体通道的横截面也为矩形，所述横截面与流体流动方向呈垂直关系，所述三维几何模型中固体几何域、流体几何域之间的接触面重合为一个面；

步骤(2)：针对步骤(1)的所述三维几何模型中固体几何域、流体几何域的所有拐角，以拐角内侧相交的两条线的交点为参考点，基于参考点在拐角外侧相交的两条线上各建立一个对应的创建点，其中，所述拐角内侧相交的两条线与所述拐角外侧相交的两条线位于同一平面，所述参考点与创建点之间的连线与创建点所在的线垂直；

步骤(3)：基于步骤(2)中所有参考点与创建点，在固体几何域、流体几何域的每一个拐角分别建立参考点与两个对应的创建点之间的连线；同时建立创建点与创建点之间的连线，其中，用于建立连线的两个创建点分别对应于同一拐角的两处参考点，且所述创建点与创建点之间的连线与流体流动方向垂直；之后将所述连线作为面的分割线，对所述连线所在的三维几何模型的面进行面分割，再重新生成表征三维几何模型的所有面相交所必须的交线以及面分割的分割线；

步骤(4)：针对基于步骤(3)中重新生成的面相交的交线以及面分割的分割线，按照所述交线以及所述分割线在三维几何模型中的位置分别定义线Part，基于步骤(3)分割后形成的面定义面Part；

步骤(5)：分别定义固体计算域Part以及流体计算域Part；

步骤(6)：设置全局网格参数和上述已定义的面Part、线Part、固体计算域Part以及流体计算域Part的网格参数，自动生成固体计算域、流体计算域耦合的CFD非结构体网格。

进一步的技术方案，所述步骤(4)的具体操作包括：

步骤(4.1)：a、将位于流体通道入口面所在平面的所有线定义线Part；b、将位于流体通道出口面所在平面的所有线定义线Part；c、针对各个拐角处的所有线定义线Part，所述各个拐角处的所有线包括面分割线、拐角内侧面相交的交线、拐角外侧面相交的交线以及拐角外侧两处相交的两条线的交点与创建点之间的连线；d、将与流体通道入口面或流体通道出口面呈垂直关系的所有线定义线Part，其中，不包括a、b、c中定义Part所基于的线；e、将与流体通道入口面或流体通道出口面呈平行关系的所有线定义线Part，其中，不包括a、b、c中定义Part所基于的线；

步骤(4.2)：基于拐角外侧两处相交的两条线的交点与创建点之间的连线、面分割线、拐角外侧面相交的交线所围成的分割面定义一个整体面Part。

本发明的有益效果在于：

(1)解决了现有技术中不能生成基于横截面为矩形和带90°拐角流程的微通道单元CFD流固耦合非结构体网格生成的技术问题，提出了从几何结构到体网格自动生成的流程化方法，花费人工操作少，实现具有拐角的微通道单元固体计算域、流体计算域耦合的整体网格生成，保证网格具有较好的精度，易于在微通道传热仿真研究中应用。

(2)可以实现固体计算域、流体计算域的重合面网格节点的一致性，实现固体计算域、流体计算域耦合网格的一次性整体生成，提高网格的生成效率。

(3)微通道单元沿流体流向长度相对于横截面各方向尺寸的比例巨大，体网格生成时难以捕捉几何尺寸比例的大幅变化，尤其是需要分割的面，不仅各方向的尺寸差异巨大，而且形状的不规则性突出，造成生成的网格质量很差；通过面分割将拐角处的面分割成多个规则的矩形面，实现在规则矩形面的基础上生成质量较高的壳网格和体网格，保证整个计算域网格的高质量生成；

(4)拐角处的流体流动状态变化剧烈，因此相应的网格应该更加密集，基于面分割和线分割，重新生成表达拐角处必要的几何特征，并对不同位置的面、线尤其是拐角处的面、线分别定义Part，能够直接对不同面Part、线Part进行网格尺寸设置，实现不同区域的网格密度的灵活控制；针对不同流速条件下的网格尺寸需求，直接对不同区域的Part输入网格参数即可自动生成，人工操作简单便捷，网格修改方便，以增强网格尺寸控制力度。

附图说明

图1为微通道单元三维几何模型图。

图2为基于拐角处的面分割示意图。

图3为基于拐角处的表征三维几何模型的所有面相交所必须的交线以及面分割的分割线示意图。

图4为与流体通道入口面(流体通道出口面)呈平行或垂直关系的线示意图。

图5为流体入口处截取的网格示意图。

图6为拐角处截取的流固耦合体网格示意图。

附图中标记的含义如下：

11a—流体入口处固体几何域的第一交点；11b—流体入口处固体几何域的第二交点；11c—流体入口处固体几何域的第三交点；11d—流体入口处固体几何域的第四交点；

12a—拐角内侧第一组相交线交点；13a—第一创建点；14a—拐角外侧第一组相交线交点；15a—第二创建点；

12b—拐角内侧第二组相交线交点；13b—第三创建点；14b—拐角外侧第二组相交线交点；15b—第四创建点；

21a—流体入口处固体几何域的第一边线；21b—流体入口处固体几何域的第二边线；21c—流体入口处固体几何域的第三边线；21d—流体入口处固体几何域的第四边线；

22a—流体通道入口面的第一边线；22b—流体通道入口面的第二边线；22c—流体通道入口面的第三边线；22d—流体通道入口面的第四边线；

23a—流体通道出口面的第一边线；23b—流体通道出口面的第二边线；23c—流体通道出口面的第三边线；23d—流体通道出口面的第四边线；

24—拐角内侧面相交的交线；24a—固体几何域拐角内侧面相交的交线；24b—流体几何域拐角内侧面相交的交线；

25—拐角外侧面相交的交线；25a—固体几何域拐角外侧面相交的交线；25b—流体几何域拐角外侧面相交的交线；

26a—拐角外侧第一组相交线中的第一线；27a—拐角外侧第一组相交线中的第二线；28a—第一连线；29a—第二连线；

26b—拐角外侧第二组相交线中的第一线；27b—拐角外侧第二组相交线中的第二线；28b—第三连线；29b—第四连线；

210—与流体通道入口面或流体通道出口面呈垂直关系的线；210a—拐角内侧第一组相交线中的第一线；210b—拐角内侧第二组相交线中的第一线；210c—拐角外侧第一组相交线中的第一线分割后形成的分割线；210d—拐角外侧第二组相交线中的第一线分割后形成的分割线；

211—与流体通道入口面或流体通道出口面呈平行关系的线；211a—拐角内侧第一组相交线中的第二线；211b—拐角内侧第二组相交线中的第二线；211c—拐角外侧第一组相交线中的第二线分割后形成的分割线；211d—拐角外侧第二组相交线中的第二线分割后形成的分割线；

212—第五连线；213—第六连线；

214a—第一创建点与拐角外侧第一组相交线交点之间的连线；214b—第三创建点与拐角外侧第二组相交线交点之间的连线；

215a—第二创建点与拐角外侧第一组相交线交点之间的连线；215b—第四创建点与拐角外侧第二组相交线交点之间的连线；

31—流体通道入口面；32—流体通道出口面；33—网格剖面；

41—流体通道入口面的壳网格；42—流体入口处固体几何域外壁面的壳网格；43—流体紧贴壁面的边界层壳网格；

51—固体计算域的体网格；52—流体计算域的体网格；53—流体边界层体网格。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案做出更为具体的说明：

步骤(1)：利用商业三维软件(如Solidworks)创建带90°拐角流程的微通道单元的三维实体几何模型，并将三维实体模型以igs或stp格式导入Ansys ICEM软件，在AnsysICEM中生成带有点、线、面特征的几何模型，如图1所示，其中，微通道单元和流体通道的横截面均为矩形，所述横截面与流体流动方向呈垂直关系，固体几何域、流体几何域之间的接触面重合为一个面；基于Ansys ICEM的几何创建功能，在实体几何模型的基础上，基于流体通道入口面的第一边线22a、流体通道入口面的第二边线22b、流体通道入口面的第三边线22c、流体通道入口面的第四边线22d，建立流体通道入口面31；基于流体通道出口面的第一边线23a、流体通道出口面的第二边线23b、流体通道出口面的第三边线23c、流体通道出口面的第四边线23d，建立流体通道出口面32；对几何模型的所有面分别定义Part，其中，根据计算域类型、边界条件类型和不同位置，将几何模型的面分别定义Part，具体的，在AnsysICEM模型树窗口操作“Model→Part→Create Part→Create Part selection”，按需求在“Entities”栏选择几何模型的一个或多个面分别定义Part，并在“Part”栏输入Part名称，面的Part名称将在CFD求解器(如Ansys Fluent)的边界条件设置窗口中显示；

步骤(2)：针对步骤(1)的所述三维几何模型中固体几何域、流体几何域的所有拐角，以拐角内侧相交的两条线的交点为参考点，基于参考点在拐角外侧相交的两条线上各建立一个对应的创建点，其中，所述拐角内侧相交的两条线与所述拐角外侧相交的两条线位于同一平面，所述参考点与创建点之间的连线与创建点所在的线垂直，具体操作如下：图2所示为基于拐角处的面分割示意图，图2的三维几何模型中与流体流动方向平行的外表面既可以代表拐角位置的固体几何域外壁面，也可以代表固体几何域、流体几何域之间的接触面。基于Ansys ICEM的“Geometry→Create Point→Project Point to Curve”功能，在“Point”栏选择拐角内侧第一组相交线交点12a为参考点，在“Curve”栏，分别选择拐角外侧第一组相交线中的第一线26a、拐角外侧第一组相交线中的第二线27a为目标线，分别创建第一创建点13a、第二创建点15a，其中，拐角内侧第一组相交线中的第一线210a、拐角内侧第一组相交线中的第二线211a、拐角外侧第一组相交线中的第一线26a、拐角外侧第一组相交线中的第二线27a位于同一平面，拐角内侧第一组相交线交点12a与第一创建点13a之间的连线、拐角内侧第一组相交线交点12a与第二创建点15a之间的连线分别与拐角外侧第一组相交线中的第一线26a、拐角外侧第一组相交线中的第二线27a呈垂直关系；类似的，在拐角外侧第二组相交线中的第一线26b、拐角外侧第二组相交线中的第二线27b上分别创建第三创建点13b、第四创建点15b；重复上述步骤，对几何模型中固体几何域、流体几何域的所有拐角外侧相交线建立创建点；在上述步骤中，勾选Ansys ICEM软件的模型树窗口的“Model→Geometry→Points”和“Model→Geometry→Curves”的复选框，不勾选模型树窗口的“Model→Geometry→Surface”的复选框，Ansys ICEM仅显示几何模型的点、线特征，方便进行创建点的操作。

步骤(3)：基于步骤(2)中所有参考点与创建点，在固体几何域、流体几何域的每一个拐角分别建立参考点与两个对应的创建点之间的连线；同时建立创建点与创建点之间的连线，其中，用于建立连线的两个创建点分别对应于同一拐角的两处参考点，且所述创建点与创建点之间的连线与流体流动方向垂直；之后将所述连线作为面的分割线，对所述连线所在的三维几何模型的面进行面分割，再重新生成表征三维几何模型的所有面相交所必须的交线以及面分割的分割线：

步骤(3.1)：以图2所示，基于Ansys ICEM的“Geometry→Create/Modify Curve→From Points”操作，在“Points”栏选择拐角内侧第一组相交线交点12a、第一创建点13a为参考点，连接成第一连线28a；类似的，以拐角内侧第一组相交线交点12a与第二创建点15a为参考点，连接成第二连线29a；以拐角内侧第二组相交线交点12b与第三创建点13b为参考点，连接成第三连线28b；以拐角内侧第二组相交线交点12b与第四创建点15b为参考点，连接成第四连线29b；以第一创建点13a、第三创建点13b为参考点，连接成第五连线212；以第二创建点15a、第四创建点15b为参考点，连接成第六连线213；其中，用于建立第五连线212的第一创建点13a、第三创建点13b分别对应基于步骤(2)的拐角内侧第一组相交线交点12a、拐角内侧第二组相交线交点12b，第五连线212与流体流动方向垂直，第五连线212与拐角外侧第一组相交线中的第一线26a、拐角外侧第二组相交线中的第一线26b位于同一平面；用于建立第六连线213的第二创建点15a、第四创建点15b分别对应基于步骤(2)的拐角内侧第一组相交线交点12a、拐角内侧第二组相交线交点12b，第六连线213与流体流动方向垂直，第六连线213与拐角外侧第一组相交线中的第二线27a、拐角外侧第二组相交线中的第二线27b位于同一平面；

步骤(3.2)：基于Ansys ICEM的“Geometry→Create/Modify Surface→Segment/Trim Surface”操作，在“Method”栏选择“By Curve”选项，在“Curve”栏选择第一连线28a、第二连线29a作为分割线，在“Surface”栏选择第一连线28a、第二连线29a所在的面为目标面，进行面分割，分割后形成三个分割面，如图2所示；类似的，以第三连线28b、第四连线29b为分割线，以第三连线28b、第四连线29b所在的面为目标面，进行面分割，分割后形成三个分割面；以第五连线212为分割线，以拐角外侧第一组相交线中的第一线26a、第五连线212所在面为目标面，进行面分割，分割后形成两个分割面；以第六连线213为分割线，以拐角外侧第一组相交线中的第二线27a、第六连线213所在面为目标面，进行面分割，分割后形成两个分割面，其中，分割后形成的分割面均为矩形面；在上述步骤中，对于待分割的目标面，勾选Ansys ICEM的模型树窗口“Model→Part”中基于步骤(1)所建立的该目标面Part的复选框和“Model→Geometry→Surface”、“Model→Geometry→Curves”的复选框，不勾选模型树窗口“Model→Part”中其它面Part的复选框，Ansys ICEM仅显示待分割的目标面和所有线，方便对该目标面进行面分割，以避免其它面对操作的视觉干扰。

步骤(3.3)：重复步骤(3.1)～步骤(3.2)，对所有基于步骤(2)的创建点与参考点，建立创建点与参考点之间连线、两个创建点之间的连线，对所有连线所在的面进行面分割；

步骤(3.4)：在面分割的操作中，会生成多余的线，首先删除基于步骤(1)的几何模型的所有线和基于步骤(3.1)～步骤(3.3)所创建的所有连线，再基于Ansys ICEM的“Geometry→Repair Geometry→Build Diagnostic Topology”操作，重新生成表征三维几何模型的所有面相交所必须的交线以及上述面分割的分割线，如图3所示；其中，在上述操作结束后，创建点对创建点所在的线完成线分割，具体的，拐角外侧第一组相交线中的第一线26a，以第一创建点13a为断点，被分割成两条线段；拐角外侧第一组相交线中的第二线27a，以第二创建点15a为断点，被分割成两条线段；拐角外侧第二组相交线中的第一线26b，以第三创建点13b为断点，被分割成两条线段；拐角外侧第二组相交线中的第二线27b，以第四创建点15b为断点，被分割成两条线段；

步骤(4)：针对基于步骤(3)中重新生成的面相交的交线以及面分割的分割线，按照所述交线以及所述分割线在三维几何模型中的位置分别定义线Part，基于步骤(3)分割后形成的面定义面Part，具体如下：

步骤(4.1)：a、将位于流体通道入口面所在平面的所有线分别定义Part，具体的，如图1所示，选择流体入口处固体几何域的第一边线21a、流体入口处固体几何域的第二边线21b、流体入口处固体几何域的第三边线21c、流体入口处固体几何域的第四边线21d定义一个整体Part；选择流体通道入口面的第一边线22a、流体通道入口面的第二边线22b、流体通道入口面的第三边线22c、流体通道入口面的第四边线22d定义一个整体线Part，并分别定义线Part的名称，定义Part的操作步骤类似步骤(1)；

b、将位于流体通道出口面所在平面的所有线分别定义线Part，具体操作类似操作a；

c、针对各个拐角处的所有线定义线Part，所述各个拐角处的所有线包括面分割线、拐角内侧面相交的交线、拐角外侧面相交的交线以及拐角外侧两处相交的两条线的交点与创建点之间的连线，具体的，以图3为例，选择拐角内侧面相交的交线24、拐角外侧面相交的交线25、第一连线28a、第二连线29a、第一创建点与拐角外侧第一组相交线交点之间的连线214a、第二创建点与拐角外侧第一组相交线交点之间的连线215a、第三连线28b、第四连线29b、第三创建点与拐角外侧第二组相交线交点之间的连线214b、第四创建点与拐角外侧第二组相交线交点之间的连线215b、第五连线212、第六连线213定义一个整体线Part，并定义Part的名称；进一步的，将所有拐角处的固体几何域外壁面上所有线定义一个整体线Part，将所有拐角处的固体几何域、流体几何域之间接触面上的所有线定义一个整体线Part，或者，基于某一处拐角，将固体几何域外壁面上所有线定义一个整体线Part、将固体几何域、流体几何域之间接触面上所有线定义一个整体线Part，其中，不同拐角处分别对应定义一个整体线Part，或者，针对全部拐角处的固体几何域外壁面、固体几何域、流体几何域之间接触面上所有线，定义一个整体线Part；

d、将与流体通道入口面或流体通道出口面呈垂直关系的线210定义线Part，其中，不包括a、b、c中定义Part所基于的线，如图4所示，具体的，将所有与流体通道入口面或流体通道出口面呈垂直关系的线210定义一个整体线Part，进一步的，将流体通道入口面(或流体通道出口面)与拐角之间的线以及不同拐角之间的线分别定义线Part；

e、将与流体通道入口面或流体通道出口面呈平行关系的线211定义线Part，其中，不包括a、b、c中定义Part所基于的线，具体的，将所有与流体通道入口面或流体通道出口面呈平行关系的线211定义一个整体线Part，进一步的，将不同拐角之间的线分别定义线Part；

步骤(4.2)：针对基于步骤(3)分割后形成的面分别定义面Part，具体的，以图3所示，对第一连线28a、第二连线29a、第一创建点与拐角外侧第一组相交线交点之间的连线214a、第二创建点与拐角外侧第一组相交线交点之间的连线215a所围成的分割面，第三连线28b、第四连线29b、第三创建点与拐角外侧第二组相交线交点之间的连线214b、第四创建点与拐角外侧第二组相交线交点之间的连线215b所围成的分割面，拐角外侧面相交的交线25、第一创建点与拐角外侧第一组相交线交点之间的连线214a、第五连线212、第三创建点与拐角外侧第二组相交线交点之间的连线214b所围成的分割面，拐角外侧面相交的交线25、第二创建点与拐角外侧第一组相交线交点之间的连线215a、第六连线213、第四创建点与拐角外侧第二组相交线交点之间的连线215b所围成的分割面，对上述分割面定义一个整体面Part；进一步的，将所有拐角处的固体几何域外壁面上分割面定义一个整体面Part，将所有拐角处的固体几何域、流体几何域之间接触面上的分割面定义一个整体面Part，或者，基于某一处拐角，将固体几何域外壁面上所有分割面定义一个整体面Part，将固体几何域、流体几何域之间接触面上所有分割面定义一个整体面Part，其中，不同拐角处分别对应定义一个整体面Part，或者，针对全部拐角处的固体几何域外壁面、固体几何域、流体几何域之间接触面上所有分割面，定义一个整体面Part；

步骤(5)：基于Ansys ICEM的“Geometry→Create Body→Material Point”操作，在“Part”栏输入固体计算域的Part名称，在“Location”栏选择“Centroid of 2points”选项，在“2screen locations”栏选择固体几何域的任意两个点为参考点，在两个参考点之间的中心位置建立固体计算域材料点，其中，该材料点需位于封闭的固体几何域内，同时定义固体计算域Part；类似的，建立流体计算域材料点，其中，该材料点需位于封闭的流体几何域内，同时定义流体计算域Part；其中，固体计算域Part、流体计算域Part名称在CFD求解器的材料设置窗口中显示；

步骤(6)：基于Ansys ICEM的“Mesh→Global Mesh Setup”操作，设置全局网格参数，具体的，在“Global Mesh Size”栏定义全局网格尺寸,在“Volume MeshingParameters”栏中，定义体网格类型和生成方法，其中，在“Mesh Type”栏选择“Tetra/Mixed”选项，生成以四面体为主的网格类型，在“Mesh Method”栏选择“Robust(Octree)”的网格生成方法,在“Prism Meshing Parameters”栏设置边界层网格全局参数，在流体与壁面紧贴处存在层流底层，层流底层需划分边界层网格，边界层网格参数包括层数、每层网格长度；基于Ansys ICEM的“Mesh→Part Mesh Setup”操作，设置上述已建立的面Part、线Part、固体计算域Part以及流体计算域Part的网格参数，具体的，设置固体计算域、流体计算域的最大网格尺寸、设置流体计算域内生成边界层网格命令、固体几何域、流体几何域之间的接触面生成边界层网格命令和附近的边界层网格参数、面的最大网格尺寸、线的最大网格尺寸，以实现不同区域的网格密度的灵活控制；基于Ansys ICEM的“Mesh→ComputeMesh→Volume Mesh”操作和设置，并勾选“Create Prism Layers”复选框，点击“Compute”按钮，直接自动生成固体计算域、流体计算域耦合的体网格、面上的壳网格和流体边界层网格；流体入口处截取的网格示意图在图5中所示，拐角处截取的固体计算域、流体计算域耦合的体网格在图6中所示。

或者，基于Ansys ICEM的“Mesh→Global Mesh Setup”操作，设置全局网格参数，具体的，定义全局网格尺寸、面上的壳网格类型和生成方法、边界层网格全局参数；基于Ansys ICEM的“Mesh→Part Mesh Setup”操作，设置上述已建立的面Part、线Part、固体计算域Part以及流体计算域Part的网格参数；基于Ansys ICEM的“Mesh→Compute Mesh”操作，首先基于“Surface Mesh Only”栏自动生成所有面上的壳网格，之后基于“Prism Mesh”栏，在已生成的面上的壳网格基础上自动生成流体计算域内的边界层体网格，最后基于“Volume Mesh”栏设置体网格类型和生成方法，在已生成的壳网格、边界层体网格的基础上，自动生成固体计算域、流体计算域耦合的体网格。

Claims (2)

1.一种微通道单元CFD流固耦合非结构体网格自动生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：建立基于横截面为矩形且流程上带90°拐角的微通道单元的三维几何模型，对三维几何模型的所有面分别定义面Part，其中，微通道单元中流体通道的横截面也为矩形，所述横截面与流体流动方向呈垂直关系，所述三维几何模型中固体几何域、流体几何域之间的接触面重合为一个面；

步骤(2)：针对步骤(1)的所述三维几何模型中固体几何域、流体几何域的所有拐角，以拐角内侧相交的两条线的交点为参考点，基于参考点在拐角外侧相交的两条线上各建立一个对应的创建点，其中，所述拐角内侧相交的两条线与所述拐角外侧相交的两条线位于同一平面，所述参考点与创建点之间的连线与创建点所在的线垂直；

步骤(3)：基于步骤(2)中所有参考点与创建点，在固体几何域、流体几何域的每一个拐角分别建立参考点与两个对应的创建点之间的连线；同时建立创建点与创建点之间的连线，其中，用于建立连线的两个创建点分别对应于同一拐角的两处参考点，且所述创建点与创建点之间的连线与流体流动方向垂直；之后将所述连线作为面的分割线，对所述连线所在的三维几何模型的面进行面分割，再重新生成表征三维几何模型的所有面相交所必须的交线以及面分割的分割线；

步骤(4)：针对基于步骤(3)中重新生成的面相交的交线以及面分割的分割线，按照所述交线以及所述分割线在三维几何模型中的位置分别定义线Part，基于步骤(3)分割后形成的面定义面Part；

步骤(5)：分别定义固体计算域Part以及流体计算域Part；

步骤(6)：设置全局网格参数和上述已定义的面Part、线Part、固体计算域Part以及流体计算域Part的网格参数，自动生成固体计算域、流体计算域耦合的CFD非结构体网格。

2.根据权利要求1的所述的一种微通道单元CFD流固耦合非结构体网格自动生成方法，其特征在于，所述步骤(4)的具体操作包括：

步骤(4.1)：a、将位于流体通道入口面所在平面的所有线定义线Part；b、将位于流体通道出口面所在平面的所有线定义线Part；c、针对各个拐角处的所有线定义线Part，所述各个拐角处的所有线包括面分割线、拐角内侧面相交的交线、拐角外侧面相交的交线以及拐角外侧两处相交的两条线的交点与创建点之间的连线；d、将与流体通道入口面或流体通道出口面呈垂直关系的所有线定义线Part，其中，不包括a、b、c中定义Part所基于的线；e、将与流体通道入口面或流体通道出口面呈平行关系的所有线定义线Part，其中，不包括a、b、c中定义Part所基于的线；

步骤(4.2)：基于拐角外侧两处相交的两条线的交点与创建点之间的连线、面分割线、拐角外侧面相交的交线所围成的分割面定义一个整体面Part。

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