3D Cavity

* 형상 파일

개요

  • 본 예제는 3차원 천음속 Cavity 유동 해석을 위한 격자 생성 예제이다.

  • 풍동 내부에 Cavity 모델이 있으며 다음 논문에 있는 형상이다.

    Numerical Simulation of High-Speed Turbulent Cavity Flows, G.N.Barakos, S.J.Lawson, R.Steijil, P.Nayyar, Flow Turbulence Combust, 2009

  • baramMesh를 실행하고 3D_Cavity라는 이름으로 project를 생성한다.

1. 형상정의 (Geometry)

형상은 주어진 7개의 stl 파일을 사용한다. 하단 탭에서 Import - Select를 선택하고 7개의 stl 파일을 선택한다.


import stl files

cavity 모델과 원방 경계면의 6개 면으로 구성된다. 전체와 각 면들의 이름을 다음 그림과 같이 바꾸어 준다.


형상

격자를 조밀하게 생성할 영역에 육면체를 만든다. Cavity 부분과 모델의 벽면 근처에 다음과 같이 2개의 Hex 형상을 만들고, 모든 속성을 None으로 설정한다.

  • Hex_1 : cavity 주변
    • min (1.75 1.1 -0.2), max (2.5 1.3 0.1)
  • Hex_2 : 모델 벽면 주변
    • min (1 1 0), max (3 1.5 0.05)


Refine 영역 생성

2. 영역정의(Region)

Region에서는 Fluid의 영역을 지정한다.

상단 (+)버튼을 클릭하면 아래 그림과 같이 변경된다. 디스플레이 창에서 마우스를 움직여 중앙점을 계산영역 내부에 위치시킨다. Add Region에서 Type을 Fluid로 그대로 두고 Add 버튼을 누르면 설정이 완료된다.


Region 설정

Next 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.

3. 배경격자(Base Grid)

Number of Cells per Direction에 36, 24, 26을 사용해서 격자 크기를 0.1 정도로 만든다. Generate 버튼을 누르면 Display Control에 boundary들이 생성되고 격자 모양을 확인할 수 있다.


Region 설정

Next 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.

4. 격자세분화(Castellation)

surface/Feature Refinement

(+)를 눌러 항목을 추가한다. cavity 모델인 wall에 대해 다음과 같이 설정한다.


Surface/Feature Refinement 설정

Volume Refinement

(+)를 눌러 항목을 추가한다. Hex_1은 레벨 5로, Hex_2는 레벨 4로 설정한다.


Volume Refinement of Hex_1


Volume Refinement of Hex_2

나머지 설정은 디폴트를 사용하고 Refine 버튼을 누른다. 완료되면 아래 그림과 같이 Display Control을 통해 격자를 확인할 수 있다.

|include surface's own gap|

Refinement 격자

작업이 완료되면 Next 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.

5. 형상구현(Snap)

Feature Snapping의 Feature Snap Type을 implicit으로 설정한다. 나머지 설정은 디폴트를 사용하고 Snap 버튼을 누른다.

6. 경계층격자(Boundary Layer)

Configurations의 (+) 버튼을 눌러 다음과 같이 설정한다.

  • Number of Layers : 5
  • Thickness Model Specification : First and Expansion
  • Size Specification : relative
  • First Layer Thickness : 0.1
  • Expansion Rate : 1.2
  • Min.Total Thickness : 0.3
  • Boundary : wall

나머지 설정은 디폴트를 사용하고 Start 버튼을 누른다. 완료되면 아래 그림과 같이 Display Control을 통해 격자를 확인할 수 있다.


layer 설정

완료되면 아래 그림과 같이 Display Control을 통해 격자를 확인할 수 있다.

|include surface's own gap|

최종 격자

Apply - Next 버튼을 눌러 다음 단계로 넘어간다.

7. 내보내기(Export)

마지막으로 cavityFlow이라는 이름으로 Export 하면 baramFlow v23에서 열 수 있는 Project 폴더, polyMesh 폴더 등이 생성된다.