HyperMesh与Fluent协同:重叠网格技术实践

本文讲述如何使用HyperMesh进行Fluent求解器的前处理工作,使用Fluent重叠网格技术实现齿轮啮合过程的空气动力学响应。


本文将使用一对均为12齿的标准直齿轮作为模型,使用2D分析方法,进行进行啮合过程空气动力学响应分析。



01—HyperMesh:齿轮网格处理


齿轮component结构,用于插值的overset插值区域网格大小应与相应的背景网格相当。

由于齿轮啮合过程间隙非常小,所以需要特别细密的齿轮边界层。

边界层详情





02—HyperMesh:构建整体模型及各边界


在使用HyperMesh构建2D的Fluent模型时,应创建存储1D单元的component来表征各类边界区域。在创建完成齿轮流体域后,可以使用find edge功能快捷创建所有边界,然后进行分组即可。组件的命名应遵循规则:

  • 入口边界命名为以inlet_开头的字符串
  • 出口边界命名为以outlet_开头的字符串
  • overset边界命名为以overset开头的字符串



导出时切换为CFD通用模板,使用2D导出:



对于3D的Fluent前处理思路与2D基本一致,使用find face功能找出所有表面,然后创建存储2D单元的component用来存储边界单元。




03—Fluent设置

开启Fluent solution模块,选择2D求解模式,求解精度为double precision。在file菜单栏下选择read case,导入由HyperMesh生成的网格数据。


1.setup:general:设置求解类型为瞬态,并使用scale将模型所放置国际单位制:

2.models:使用默认的viscous模型,由于这仅是一个测试重叠网格的案例,不具备物理意义,所以仅考虑湍流模型即可。
3.materials:材料使用默认的空气。



4.boundary conditions:

  1. 左键双击boundary conditions,将设置的overset边界类型调整为overset,导入后默认为wall类型。
  2. 将出口边界条件设置为pressure-outlet,默认为outflow。overset功能与outflow不兼容。
  3. 其余边界条件采用默认
  4. overset interfaces:当模型中存在一个overset边界时,流程树中将出现该选项。双击流程树中的overset interfaces,创建overset interface
  5. cell zone conditions:双击齿轮域,为每个齿轮指定转速与转动中心
  6. solution:initialization选择hybrid并初始化,初始化完成后查看重叠单元状态,可见即使细化网格,网格在齿轮啮合区域依然略显粗糙。
  7. result:graphics:contours:创建一个速度响应,用于生成动画
  8. 设置求解时间以及步长
  9. 提交求解



04—求解结果:流速动画



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