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1、Elective Course for Graduate Students8 GAMBIT 建模孙晓颖Harbin Institute of Technology8.1概述GAMBIT的GUI界面Mai n Menu barOperati on toolpadGraphics/Wi ndowscon trol2 Command line Description windowOperati on工具栏Geomelry1VertexBoun dary -Solver specificCoordi nateEdgeLayerBoun dary TypessystemsFaceEdge(Bo un d
2、ary En tity)VolumeFaceCon ti nuum TypesGroupVolume(Group)(Continuum En tity)Operati on工具栏主要内容:8.2创建几何结构Creat ing the Geometry 创建几何结构 Meshi ng the Model模型的网格划分 Specify ing Zone Types 设定区域类型Using the Modeling Tools 使用建模工具当用户点击Operation工具栏中的Geometry命令按 钮时，GAMBIT 将打开Geometry子工具栏。Geometry子工具栏包括的命令按钮允许用户生
3、 成、移动、复制、调整、合并和删除点、面和体 积。Geometry子工具栏提供另外一个命令按钮允许用 户执行合并一组拓扑实体的操作。21 与每个Geometry子工具栏命令设置相关的符号Verin 京EdviSp0|gm薛BlGroup移动、复制和校准实体用户可以通过Move/Copy窗口移动或复制实体7移动一个实体GAMBIT提供了一下四个关于移动一个实体的 选项：Translate过设定与当前位置的相对数值来移动实体Rotate绕一个指定的轴旋转实体Reflect将实体反射到一个指定的反射平面上Scale 根据设定的尺寸因子放大或者缩小实 体的尺寸Move/Copy Volumes,Tra
4、 nslate操作示例?当用户移动一个实 体时，GAMBIT将重 新定位该实体但是并 不改变它相对于参考 坐标系的方向。?要移动实体，用户 必须生定如下信息：1）参考坐标系；2）确定 新的位置相对于实体 当前位置的移动参数Move/Copy Volumes, Rotate操作示例?当用旋转一个实体 时，GAMBIT将通过 围绕一个指定的轴旋 转它的顶点和边来重 新定位和定向一个实 体。?要旋转一个实体， 用户必须设定如下信 息：1）实体要旋转的 轴；2）旋转的角度104Move/Copy Volumes, Scale操作示例?当用户缩放一个实体时， GAMBIT将根据设定的尺 寸因数改变实体的
5、尺寸。 如果用户在尺寸因数之外 还设定了移动参数，则 GAMBIT 也将重新定位缩 放后的实体。?要缩放一个实体，用户必 须设定如下信息：1)参考点；2)尺寸因数。参考点 作为缩放操作的中心点。尺寸因数设定了改变实体尺寸的大小。121?当用尸缩放一个实体 时，GAMBIT沿着从参 考点画出的一条线将与 实体有关的每个点投IMIS*- £4:影。例如，如左图所示H/进行缩放，它将从参考 点投影与该面相关的每#-=- |!jT个点，包括它的边和顶点。?要设定参考点，用户 必须设定参考坐标系GAMBIT面缩放操作(Global 或 Local)和用来确定参考点位置的三个空间坐标Vertex
6、命令Create Vertex生成顶点Create Vertex 生成顶点dSlide Virtual Vertex 平滑虚拟顶点Connect Vertices连接顶点Disc onn ect Vertices分离顶点Modify Vertex Color改变顶点颜色Modify Vertex Label改变顶点标签14_ Move/Copy Vertices移动 / 复制顶点.Alig n Vertices 校准顶点Create Real Vertex|生成一个实际的顶点并设定其位置Create Vertex on Edge|在现有的实边上生成一个实际的或者虚拟的顶点Create Vert
7、ex on Face在一个现有的实面上生成一个实际的或者虚拟的顶点Create Virtual Vertex on Volume生成一个与某现有实际体积相关的虚拟顶点Create Vertices At Edge In tersecti ons在两条边的交叉点生成一个实际或者虚拟的顶点1517生咸整限质点Create Real Vertu伽 al VfflrtgtifCuTin防T沪"*1亡-I IGUMbKHl打开 Create Real Vertex窗口，需点击 Geometry/Vertex 子工具框 中的Create Real Vertex命令按钮即可。设定位置参数u :当用
8、户在一条边上生成一个顶点时，GAMBIT设定一个位置参数 u与顶点生成位置关联。该位置参数提供了 从该边的起始端点算起相对于该边整个长度的比例6当用户在一个面上生成顶点时，GAMBIT将设定两个位置参数u和v与生成点的位置相关。这两个位置参数代表了生成 点在二维平面内的坐标。u和v的默认值依赖于指定生成顶点所在平面使用的方法。无论用户通过Volume列表框或者用鼠标指定体积，GAMBIT 默认设置将该生成点放置在体积的中心。要重新定位生成 点，用户必须输入它的位置坐标。7#181920? Connect/Disconnect Vertices 连接 /分离点Conn ect Vertices
9、“连接顶点?指定要连接的顶点：要连接的顶点可以是实际的或者虚拟的，但是 它们受到连接类型所施加的限制的支配。?指定连接类型：1）实际的；2）虚拟的（强制）；3）虚拟的（容差）；4）实 际的和虚拟的（容差）Ahk121Connect/Disconnect Vertices 连接 /分离点出 > I Disconnect About Real Vertex*" I I分离共用公共顶点的拓扑实体当用户关于一个公共顶点分离边、面和/或者体积时，GAMBIT将在指定的连接顶点处为每个实体生成一个独立的顶点。结果，实 体被分开并且可以相互单独进行处理22Edge命 令Split Edges
10、 分割边Merge Edges 融合边Move/Copy Edge 移动/复制边Alig n Edge 校准边Create Edge 生成边 |Con vert Edges转换边Conn ect Real Edge 连接实边 Disco nn ect Real Edge分离实边Summarize Edges显示边摘要信息Check Edges检查边信息Query Edges查询边信息Total En tities显示实体总数Modify Edge Color改变边颜色Modify Edge Label改变边标签Delete Edge 删除边238? Create Edge 生成边| Creat
11、e Straight EdgeCreate Real Circular ArcCreate Real Full CircleCreate Real Elliptical ArcCreate Real Co nic ArcCreate Real Fillet ArcCreate Real Edge From VerticesRevolve Vertices通过旋转顶点生成一个或者多个圆弧边Project Edge On Face将现有的一条边投影到一个现有面上生成一个Create Straight Edge命令要求输入以下参数： 1）组成 将要生成的边的端点的两个或者多个顶点；2）边的几何类型（
12、实际的或者虚拟的）；3）寄主实体（可选）9#2425#StEiteCcirtcrhd 1Srae生成整个圆形边的两种方法：1）指定作为圆心的一个点和圆上的两个点2）指定圆上的三个点bi22829三种生成圆弧边的方法：1）输入作为圆弧所在圆的圆心的一个点和确定圆弧端点的 两个点2）圆弧上的三个点3）圆弧半径；起始和终止角度；圆弧的中心；圆弧所在坐 标平面26#HlirtUH?Center圆心点一一定位椭圆圆心Acrtux:Cifeiiljrr f <hii Ldqr用户必须设定以下参数:?Major点一一确定长轴长度?On Edge点一一确定椭圆的维度?边Start角度和Stop角度确定沿
13、椭圆弧的边的长度和位置103031*1Conn ect/Disc onn ect Edges 连接/分离边,J>R«M,JVkfjal& VlftJlJ 冊亦 Hl询_And VNftjJIiwwce-卜 CHLiMrli Hk|e % inJ1r 11 edge shipe 1- JiWcterfla- VW&wi AJI II*j卉LAW 申曲 jM呻 4> 申、32Split/Merge Edges 分割/融合边11T |-JVirfeei 伯：昭却 H衽*叭聲和IrHIKWd1TwaForm Face 构造面Create Face 生成面Conn
14、ect Face连接面Disc onnect Face分离面Modify Face ColorModify Face LabelFace命令Summarize Face显示面摘要信息Check Face检查面信息Query Face 查询面信息Total En tities显示面总数Boolean Operatio ns合并，相交和去除面Delete Face 删除面34改变面颜色改变面标签Move/Copy Face移动/复制面Alig n Face 校准面Split Faces 分割面Merge Faces 融合面Collapse Faces将面缩成边3511? Form Face构造面C
15、reate Face From WireframeCreate Real Skin Surface Face/ICreate Real Parallelogram FaceCreate Real Net Surface FaceCreate Real Polyg on FaceCreate Real Circular FaceFrom VerticesCreate Real Face From VertexRowsRevolve EdgesCreate Real Elliptical FaceFrom VerticesSweep EdgesM亿：4电43637.*IM-Origin指定作为平行
16、四边形中底边和一条斜边公共端点的一 个顶点。Base指定作为平行四边形底边另外一个端点的点。 Incline指定作为平行四边形一条斜边另外一个端点的点。38rupiu £9 怙an(hi叶ff SW1 »QbCk要生成椭圆面，必须指定一下参数： ?Center点位于整个椭圆的中心 ?Major点确定了主轴长度?0n Edge点确定整个椭圆的维度 ? Start角度和Stop角度确定了作为面 边界的椭圆部分的大小和位置4113Boolean Operations 布尔操作合并实面 Unite Real Faces删除实面 Subtract Real Faces相交时面 In
17、tersect Real Faces4243Volume命令Form Volume 构造体Create Volume 生成体 |Summarize Volumes Check Volumes Query Volumes Total En tities显示体摘要信息检查体信息 查询体信息 显示体总数回 Boolean Operatio ns合并，相交和去除体Blend Volumes 弄圆和/修整体积边Move/Copy Volume 移动 /复制体 Align Volume 校准体Split Volumes 分割体 Merge Volumes 融合体Modify Volumes Color 改
18、变体颜色Modify Volumes Label 改变体标签Heal Real Volumes修复体Con vert Volumes转换体Delete Volumes 删除体? Form Volume形成体积Stitch Faces 从现有的一组面生成体积Sweep Real Faces通过沿着指定的路径扫描一个面生成一个体积Revolve Real Faces通过把一个面旋转一个指定的角度生成一个体积Form Real Volume From Wireframe通过一组现有的边生成一个体积4445Blend Volumes弄圆和/修整体积边pUnite Real Volumes广11LISu
19、btract Real Volumes |1*3'4 f c 1 >Subtract Real Volumes叫-八产：/?1 ”心'1 咼46? Boolean Operations布尔操作47158.3模型的网格划分当用户点击Operation工具栏中的Mesh命令按 钮时，GAMBIT将打开Mesh子工具栏。To be continualGeometry子工具栏包括的命令按钮允许用户对 于包括边界层、边、面、体积和组进行网格划分 操作。16#4849#与每个Mesh子工 具栏命令设置相关 的符号边界层命令边界层边界层确定在与边和/或者面紧邻的区域的网格 节点的步长。
20、它们用于初步控制网格密度从而控制 相交区域计算模型中有效信息的数量。要确定一个边界层，用户必须设定以下信息：?边界层附着的边或者面?确定边界层方向的面或者体积?第一列网格单元的高度?确定接下来每一列单元高度的扩大因子?确定边界层厚度的总列数51? Create Boundary Layer 命令 府 |#C.WM- hMWV F界Id 屮LatariJJ轟吕中申生第aJ?允许用户在一条边或一个面附近定义网格节点步长。 ?用户必须设定以下参数：1）定义（尺寸；内部连续性；角形状）2）过渡特性（过渡类型；过渡列数）3）附着实体和方向17#5253#?尺寸特征1）第一列高度2）增长因子3）列数4）总
21、高度'Ft . ivwlierd » d J#ALi|E-VLlicq* «c wEt hTii " I i*«r !«>- J5455I ?内部连续性如果用户将边界层附着于作为体积一部分的面时，GAMBIT将边界层印在所有作为该体积一部分的相邻面上（如图a）。如果用户将边界层附着于一个体积的两个或者多个相邻面上 时，边界层将在边界层附着边公共相邻面上印记必要的搭结 部分（如图b）。18#?角形状?过渡特征#如果两条边在一个Corner或者Reversal点相交，并且每条边 有一个独立的边界层，则要在角位置生成一个楔形边界层， 用
22、户在生成每个独立的边界层时必须选择Wedge corner shape边界层过渡特征包括过渡类型和过渡列数过渡类型：确定边界层靠近最外部区域列上的网格节点布 置。以一个比例A: B来确定选项ciarni r ihapt _56目, A是紧邻前面一个完整列重网格间隔数目四种过渡类型-1:1，4:2，3:1其中B是给定列中网格间隔数MBIT 有#过渡列数：当用户设定除了 1:1之外的任意过渡类型时，用 户也必须设定过渡列数 一一也就是说，过渡类型应用的最外 面的列数。GAMBIT对于除了过渡列之外的所有列应用1:1类型。下图显示了过渡列数对于具有4:2过渡类型的三列边界层的影响。?附着实体和方向用
23、户必须指定边界层附着的边或者面。如果该边或者面分 别被两个或者多个面或者体积共用，用户必须设定该面或者 体积来确定边界层的方向。例如，立方体的每条边都被两个矩形面共用。如果用户要在 该体积的一条边上附着边界层，用户必须设定相应的面来确 定边界层方向。19#5859#边划分网格命令画41芋p冋KP aLhM Urid±1V : TLZ < L-驕* 1 m fl MU R 臼Mesh Edge 叵允许用户对模型中的任意边或所有边分级或划分网 格。当用户分级一条边时，GAMBIT应用网格节点步 长设定而不是在边上生成网格节点。当用户划分一条边 时，GAMBIT将根据设定生成网格节点
24、。当用户为分级或者网格化分操作指定一条或者多条 边时，用户必须设定以下选项：Soft-link ； Reverse当用户软连接两条或者多条边时，GAMBIT为了划分网格的目的连接这些边，因此任何分级或者划分网格 的设定用于一条边也可以同时应用于另外的边。当用户 反向一条边时，GAMBIT反转该边的方向；因此任何与 该边相关的方向性分级方案也被反转。206061#实施第一条边分级和空间参数Use first edge settings当用户为分级和/或网格划分设定一组边时，用户 也可以决定是否将对于列表中指定的第一条边的分 级参数应用于该列表中的所有其它边。分级参数Grading空间参数spac
25、ing?边分级示例：边具有15个单位长度(L = 15)，并且 已经进行分级，使得他包含四个间隔 (n = 4)，每个 间隔都是前一个间隔的两倍(R = 2)。L-J5Numiw 由 rtdurvJti 4-e ILX.亠P -«#6263面划分网格命令fS式It廣 RatoFist Length1Last LpnglhiFirsl Last RaUoOJ25Lsst F*?t RaM»ElLpcfienl0.6B43分级参数设置pF曾址的亘寻M 1 *F鹰剛甲节亡zzi曉琳:耳声础沾审心.1幻阿嘗马亠也霍响1bwaih Fkv IhrahaaMilIE4646521皤 F
26、m*Tn*mlhl Fin BmwIM址应川1 十鼻科Lrih Fio ibdva4 *送崗比科冲弭警IM电H到5fAWnMF«t睥呻匏N拈外韭1 *1豐蠱H鶴勺椚住电:呻 伞!*JJMesh Faces 鶴允许用户对于模型中的一个或者多个面生成网格。 当用户网格划分一个面时，GAMBIT将根据当前网格化分参数的设定在面上生成面网格节点。对一个面进行网格化分，用户必须设定以下参数：1）要网格划分的面；2）网格划分格式；3）网格节点间距；4）面网格划分选项22#6667#?指定网格划分格式指定面网格划分格式，用户必须设定两个参数：Elements；Type。 Eleme nts参数确定
27、了用户划分面网格的单元的形状。Type参数确定了面上网格单元的形式。单元类型QudCtjuHft C（值匹許网七恳艸帘Tn址立:M用和慨超应打三诺能M鶴单无绘山円诃斛M略®斤爼战何星舟吋戶缗宣垃賈也井三騎举卅悟单元 （巴卜韵的-融程门熨即）68格式类型iF童jyi "一 m冋站 IMt乌Hl kXHIftMiiriRpW - -f 4rHI<iinM1MlTA KtKttl 刑押腹啊 XH驰rttitsFjithhr .ihId PllHllM一牛三*|苗分出三忸迥幣国册住杯牛何城乍鱼可禺斎的円辭IMfrt护扁如玄岷虐_1也生毙fl69#Elements和Type选项
28、之间的关系体划分网格命令EhtfHvritST沪QwdQwai'TiiMnXXSulrapXPh«XXXTn Ftan torexWtpePnnnwK曲杯»40tt嘴創Nm4 ftAn*f 弭無 pafiinw* <Mamt Mtihttta ws* EtarWM. hi"护.牛攝1!的*舉早:Ml.1Luk 佃MtthuUM*it - 4 x*r 平円建|c717023桁料格过毬杷期常卄询2JiirTwnn圖 wmA阳厲曹U中卑胪何擀用卑恥三肃阿略眉«締IlHhChech Vtikiiw fcilm&參1从忡松中雄谟有斟比nxiM
29、esh Volumes允许用户对模型中的一个或者多个体积生成一套网 格。当用户对一个体积划分网格时，GAMBIT将根据当前指定的网格划分参数在整个体积上生成网格节点。要对一个体积划分网格，用户必须设定以下参数：1）要进行网格划分的体积2）网格划分格式3）网格节点步长4）网格划分选项24#7273#?指定网格划分格式指定体网格划分格式，用户必须设定两个参数：Elements；Type。 Eleme nts参数确定了用户划分体网格的单元的形状。Type参数确定了体上网格单元的形式。因此也确定了整个体积中的 网格单元类型单元类型Hu他疋期用也怛邑兽貞底11料ll?i甲広启逼鹏韓1鼻仃几去侔网崎申反切
30、边加址世d职业吗勺地位萤的佚剋网舟岱進FI冷1亡|网氈悴网略杓由讯壘再i£r弟垃迎可U四吿人沏札StiR-174格式类型1 3詞lit霍MapT曬一MHli常沖H帼电;甲.lUnui*Q 1 h町 ii> lt|4!VHliai|l*1t It和 t * It »ML ifeilIIIK!ttiRrtfcw杠It llMH 礎 is 申LI K 主凯1 圍*此吗CwwrF !4tKI but；IS：*蛊闻川曲加梢山$叮A由耳Afri博气、门矗醉耳书草科lj frssm-ah|l ffltMli&Bft4b»rrinpTtfffBAtillfllll
31、+h0YfHR伸和75#Elements和Type选项之间的关系EHrmntt 血HtnWedge顶H0WKTXX旳 PWftwXCwfMTxXTGndX5<wi4mX7625? Submap网格划分格式8126#? Cooper网格划分格式当用户将Cooper网格划分格式应用于一个体积时, GAMBIT将该体积作为包含一个或者多个有两个端面和 一个柱体构成的逻辑圆柱体的体积来处理。作为这些圆柱体端面的面被称为源面；作为这些圆柱体 柱体的面被称为非源面。Cooper网格划分的操作步骤 “> - 1H ”韦曦驻hl.工4逊臨4'i ll4町社申黔性：黛片环Tl町JEiL#83
32、#4毎1时耳划寸耳科|2睥Hm盯訓：也K ICJ'-UJ 的印id3曲甘弭岭114Wit V? |84? Tgrid网格划分格式当用户将Cooper网格划分格式应用于一个体积时, GAMBIT将该体积作为包含一个或者多个有两个端面和 一个柱体构成的逻辑圆柱体的体积来处理。作为这些圆柱体端面的面被称为源面；作为这些圆柱体 柱体的面被称为非源面。861IM£ Z/ £ 1/AB878.4设定区域类型区域类型设定确定了该区域截面和指定区域内 的模型的实体和操作特征。有两种典型的区域类型设定：边界类型；连续 介质类型。边界类型设定，例如 WALL或者VENT，确定 了模型的
33、外部或者内部边界的特点。连续介质类型，例如 FLUID或者SOLID，确定 了模型内部指定区域的特点。888928Acs 1WALL愉思?边界inflow边畀0U1HW/冥曲me JFLUID流体流动问题区域类型设定91Zone区域命令29导热问题区域类型设定实沐区城罡叨边界WALLwiume. 1SOLID越1Tkftn nr户# v. umunm佗r Hl户业"J豐曲卅無離!*tfiSpecify Boun dary Types 设定边界类型 Specify Boundary Types命令允许用户对于代表模型边界 的拓扑实体指定边界类型设定。要建立边界类型设定，用户必须设定以下
34、参数：Name； Type ； Entity Name参数是一个用来指定该设定的总体标签。Type参数是一个代表物理或者操作特征的解算器特有关键字，例如WALL或者INFLOW。Entity集由一个或者多个拓扑实 体组成，Type设定将应用于其上。黑與#309293#进深: 高度:低矮房屋B0.5BI8.5算例以低矮房屋为例，尺寸如下，计算域尺寸的选取如下： 宽度B仁12Ly，上游边界距建筑物距离 L1=(78)Lz,下游边 界距建筑物距离L2=(1112)Lz，计算域高度H=10Lz，阻塞 率不超过3%,其中Lz为建筑物的高度。宽度：B#94B=80m95#To be continual9731