Mixing Pipe

* 형상 파일

1) 개요

  • 본 예제는 Mixing Pipe의 stl파일을 이용해 pipe 내부 격자를 생성하는 예제이다.

  • Pipe 내부의 경계층 생성과 Refinement 조절을 하면서 격자를 생성한다.

  • baramMesh를 실행하면 mixingpipe라는 이름으로 project를 생성한다.


2) 형상 (Geometry)

형상은 주어진 mixingpipe.stl 파일을 사용한다.
하단 탭에서 Import - Select - mixingpipe.stl을 선택한다.
여기서 Split Surface는 형상 파일의 경계면을 분할해주는 기능이다.
Split Surface를 활성화하면 Feature Angle을 기준으로 경계면이 분할된다.


window는 다음과 같다.


Geometry tab에서 surface들의 이름을 다음과 같이 변경한다.

● mixingpipe_surface_0 → wall
● mixingpipe_surface_1 → outlet
● mixingpipe_surface_2 → inlet1
● mixingpipe_surface_3 → inlet2





이후 하단의 Add - Hex를 선택하고 이름은 Box로 한다.
inlet1 근처에 조밀한 격자의 생성 영역을 Box로 지정한다.

● Shape : Hex
● Name : Box
● Type : None
X : -0.5 ~ 0.5
Y : -0.3 ~ 0.3
Z : -1.8 ~ 0



이후 Box_surface를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하여 Edit을 선택하고 아래와 같이 변경한다.


여기까지 진행하고 Next 버튼을 클릭한다.

이 때, Geometry Tab과 Display Control에 대한 설명은 아래와 같다.

2-1) Geometry Tab

Geometry tab에서는 면 혹은 공간의 Type을 변경하거나 삭제할 수 있다.
아래는 변경가능한 면과 공간의 Type이다.
● Surface Type
Boundary : 면을 Inlet, Outlet, Wall의 경계면으로 설정한다.
None : 면이 아무런 Type을 가지지 않는 즉, Internal로 설정한다.
Interface : 면을 Non-Conformal 격자 혹은 Inter-Region간 Interface로 설정한다.


● Volume Type
None : 해당 공간을 아무런 Type을 가지지 않는 공간으로 설정한다.
CellZone : 해당 공간을 유체 혹은 고체의 CellZone으로 설정한다.


2-2) Display Control

Display Control에서는 다음의 기능을 설정할 수 있다.
Cut : 격자를 사용자가 원하는 축 방향으로 잘라주는 기능이다.
Hide & Show : 해당 면을 숨기거나 보여준다.
Opacity : 해당 면을 숨기거나 보여준다.
Color : 해당 면을 숨기거나 보여준다.
Display Mode : 면을 보여주는 방식을 변경한다.
Wireframe, Surface, Surface with WireFrame 총 세 가지 방식으로 변경가능하다.
No Cut : 격자 중에서 사용자 선택에 따라 해당 면에 Cut 기능을 끌 수 있다.



3) 영역 (Region)

Region에서는 Fluid와 Solid 영역을 지정한다.

상단 +버튼을 클릭하면 다음과 같이 화면이 변경된다.


이 때, Point과 위치하는 영역이 Fluid 혹은 Solid가 된다.

본 예제에서는 Fluid 하나의 물질만 정의한다.

Point의 위치는 Pipe 내부 임의의 영역으로 지정하면 된다.

이후 Add 버튼을 누르면 아래 사진과 같이 Fluid 영역이 생성됨을 볼 수 있다.



4) 배경 격자 (Base Grid)

Snappy Hex Mesh는 배경 격자를 생성하고, 형상 Feature Line을 따라 Castellationg하는 방식으로 격자를 생성한다.

BARAM-Snappy 역시 동일한 방식으로 격자를 생성하므로, 배경 격자를 생성해야한다.

배경 격자 즉, Base Grid의 값은 다음과 같이 설정한다.

이 때 되도록 x, y, z축 방향 격자들의 Aspect Ratio가 1이 되도록 만드는 것을 추천한다.

※ 아래 그림에서 Cell의 값이 1이 되도록 Number of Cells per Direction을 조정하면 Aspect Ratio가 1에 가까워진다.

Number of Cells per Direction은 아래와 같이 입력한다.

● Number of Cells per Direction
X : 20
Y : 5
Z : 40

이후 Generate와 Next 버튼을 누른다.


4-1) Use Hex6

  • Use Hex6 기능을 활성화하면, 형상 크기에 맞게 배경 격자의 영역이 조정된다.

5) Castellation

Castellation 단계에서는 형상의 Feature Line을 따라 Base Grid를 삭제하고 Volume Refinement를 진행한다.

Volume Refinement의 +버튼을 누르고 아래와 같이 mixingpipe와 box에 대해 Volume Refinement를 정의한다.

이후 Refine 버튼을 눌러 Refinement를 진행한다.



6) Snap

Snap 단계에서는 형상의 Feature Line과 Surface를 따라 격자를 snap한다.

Default 설정으로 snap 버튼을 누르면 아래와 같이 격자가 생성됨을 알 수 있다.


7) Boundary Layer

마지막으로 벽 주변에 Boundary Layer를 생성한다.

Configuration의 + 버튼을 눌러 다음과 같이 경계층을 생성한다.


아래 그림과 같이 벽 주변에 경계층이 생성됨을 볼 수 있다.



8) Export

마지막으로 mixingpie라는 이름으로 Export 하면 BARAM v23에서 열 수 있는 Project 폴더, polyMesh 폴더 등이 생성된다.