【2021新品速递】HyperWorks CFD:CFD建模新纪元

Altair 从 2019 年底开始推出全新的 HyperWorks 用户界面,新的 UI 风格简洁、明快,非常符合用户使用习惯。

对于 CFD 仿真工程师,有一款容易上手、专用、功能又强大的建模工具可以极大的提高工作效率。

HyperWorks CFD 正是这样一款工具,它集成了 HyperMesh 的原有的几何编辑功能和网格生成算法,同时针对 CFD 建模的特点进行了深度定制。

下面就来给大家介绍一下相关的功能~




软件安装


首先,用户需要安装桌面工具,这都集成在 hwDesktop 一个安装包,求解器是另外一个独立的安装包 hwCFDSolvers。


HyperWorks CFD 向下兼容老版本 Altair HyperMesh™ 格式。


不同于 HyperMesh 原先的 components 组织方式,新界面采用 CAD 风格树状菜单,读入几何数据的时候可以保存 CAD 部件名称和装配关系,方便复杂模型的建模。




新老界面对比


【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图1


HyperMesh

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图2


HyperWorks CFD



CFD 建模功能





Plug 工具自动抽取出流体域

内流场 CFD 仿真,通常需要去掉固体壁厚,提取流体域。

即使是复杂模型,HyperWorks CFD 的 Plug 工具也可以通过边界线/面定义和内腔表面的定义自动抽取出流体域。

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图3



  • 阀门模型的流体域提取

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图4




  • 水泵模型的流体域提取

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Wrap 工具快速生成封闭的表面网格


对于复杂的装配体,比如机舱热分析的发动机模型,采用 Wrap 可以快速生成封闭的表面网格。

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  • Wrap 包面流程

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图7



  • 发动机包面模型

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原始 CAD

封闭的表面网格



一键检查工具 Validate

在老版本的 HyperMesh 中检查网格的问题需要运用不同的工具,HyperWorks CFD 把所有的检查功能集中到一个按钮 Validate:错误会根据类型分量,比如自由边、穿透、碎面等等,用户点击相应的的错误类型可以自动定位显示错误位置,再使用向导工具修复错误。

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  • 相似特征查找

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图11




  • 右键也可以查找模型错误,并修复:

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图12




  • 批量补洞功能

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图13




  • 根据几何表面特征角度清理多余特征线 (绿色变为蓝色)

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  • 根据面网格尺寸清理多余特征线 (绿色变为蓝色)
  • 【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图15

↑ 演示动图



  • Baffle(零厚度内部挡板)自动查找
  • 【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图16

↑ 演示动图



  • 薄壁件、钣金件内/外侧表面的提取 (去厚度)
  • 【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图17

↑ 演示动图



  • 网格质量检查和定位

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图18


  • 不同网格部件之间的共节点

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图19




  • 网格编辑工具

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stitch

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【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图22

Splitsmooth

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【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图24


流程自动化


  • 使用 Template manager 可以将原先的手动操作批量执行
  • 可以将设置保存为模板文件,重复使用
  • 结合 HyperStudy 可以用于参数优化
  • 【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图25

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图26




后处理功能


HyperWorks CFD 集成的后处理功能,可以支持  AcuSolve 的 *Log 和 EnSight 格式结果导入。


  • 显示表面云图

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图27

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图28



  • 切面图
  • 【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图29
  • 【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图30


  • 等值面

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【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图32



  • 三维流线

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图33

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图34



  • 表面流线

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【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图36



  • 监测点

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【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图38



  • 积分工具

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【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图40



  • 自定义表达式

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图41

【2021新版本】强大的CFD建模工具 - HyperWorks CFD的图42




总结


1仿真工作大部分人工时间都是花在建模上,HyperWorks CFD 提供了便捷、强大的建模功能,前后处理功能集成在同一个 GUI 下面,可以提高工作效率;


2HyperMesh 的老用户能感觉到一些和老版本的类似的功能,在新版本中菜单的设计更加合理


3本文主要介绍了 Geometry 的功能,其实也是工程师需要和模型大量互动的步骤。接下来 CFD 物理模型的设定,比如传热、两相流等等都在 Flow 菜单工具箱,以后会陆续分别介绍,敬请期待~


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