SolidWorks. Построение геометрии расчетной области задачи внешней аэродинамики автомобиля

Для расчета внешней аэродинамики автомобиля необходимо построить лишь "воздушную" часть, то есть расчетной областью будет тот объем, в который может и попадает среда. Задача симметричная, поэтому берется лишь половина  Для этого строится сначала модель автомобиля, затем модель расчетной области - в данном примере - параллелепипед. Конечной операцией будет операция комбинирования твердых тел. Модель автомобиля вырезается из модели параллелепипеда, таким образом получаем геометрию расчетной области.

Модель расчетной области в SolidWorks можно построить разными способами. В данном примере модель будет строится лишь с одно плоскости с одного эскиза. Так как сама модель достаточно просто, данный подход может быть интересен и показывает как используя лишь один эскиз построить пространственную модель в SolidWorks.

Готовую геомтрию можно скачать здесь: "SoidWorks. Модель расчетной области автомобиля".

Построение геометрии автомобиля

Соpдайте новую деталь в SolidWorks: File->New... В диалоговом окне выбирете "Part".

В плоскости Front (Спереди) постройте эскиз подобный рисунку 1. Для этого используйте инструменты эскиза на вкладке Scеtch (Эскиз)

Рисунок 1. - Эскиз расчетной области

Как видно из рисунка все необходимые эскизы строятся в рамках одного эскиза на одной плоскости. Желательно совместить начало эскиза прямоугольника расчетной области совместить с началом координат (с исходной точкой), для этого в конце построения просто передвиньте экиз. Обратите внимание на эскиз в районе колеса и "пола" рачсетной области, см. рис.2:

Рисунок 2. - Сопряжение колеса и пола

Как видно из рисунка эскиз колеса пересекает линию контура "пола". Этот сделано для того, чтобы избежать геометрии нулевой толщины и элементов сетки плохого качества.

Далее  выбираем построенный эскиз и переходим на вкладку Features, выбериаем интсрумент Extruded Boss/Base

Теперь необходимо выбрать только те замкнутые регионы, которые определяют кузов автомобиля. Для этого перейдите в меню "Selected Contours", подводите мышь к регионам, замкнутые регионы подсвечиваются красным, после их выбора строится фантом геометрии желтого цвета (см. рис. 3). Задайте толщину вытяжки равной 1000 мм. Нажмите на галку. Задайте имя полученной фиче: "Body"

Рисунок 3. - Фантом геометрии.

Таким образом построится геометрия кузова автомобиля (см. рис. 4).

Рисунок 4. - Кузов автомобиля.

Теперь вырежим арки колес. Раскройте фичу "Body", выделите эскиз внутри (cм. рис. 5).

Рисунок 5. - Эскиз фичи.

Далее нажмите на инструмент Extrude Cut на вкладке Features.

Вы увидете все тот же первоначальный эскиз. Выберите теперь только те регионы, которые ограничиывают арки колес. Далее выберите в поле "From" пункт "Surface/Face/Plane". Выберите противоположную плоскости эскиза грань кузова. Введите глубину выреза равной 350 мм. См. рис. 6. Нажмите галку. Назовите фичу: "Arcs"

Рисунок 6. "Вырезание" арок.

Теперь создадим колеса. Выберите эскиз в фиче Body и нажмите на инструмент Extruded Boss/Base. В поле "From" выберите "Vertex" и укажите точку на грани противоположной плоскости эскизу. Выберите регионы колес, введите глубину 250 мм. Нажмите галку. Назовите фичу: "Wheels". Обратите внимания, что колеса создадутся отдельными твердыми телами.

Построение параллелепипеда.

Выберите все тот же эскиз в фиче "Body", но теперь укажите не на область, а на контур прямоугольника. Введите глубину равной 3000 мм. Объязательно снимите галку с пункта Merge Result, необходимо получить еще одно твердое тело. Нажмие на галку. Назовите фичу "Domain". См. рис. 7

Рисунок 7. Построение паралелипепеда.

Из рисунка видно, что параллелепипед "поглатил" модель машины, но модели не слились - это два разных твердых тела.

Комбинирование тел.

Теперь необходимо выреpать модель автомобиля из параллелепипеда, таким образом получим расчетную область. Для этого скомбинируем твердые тела. Выберите инструмент Combine:  Insert->Features->Combine... Выберите в меню Operation Type метода Subtract (вычитание). В поле Main Body выберите тело Domain в поле Bodies to Combine - все остальные. Нажмите на галку. Таким образом была получена расчетная область для расчета внешней аэродинамики автомобиля (см. рис. 8).

Рисунок 8. Комбинирование твердых тел в SolidWorks

Рисунок 9. - Расчетная область

Сохраните модель в формате SolidWorks и в формате Parasolid. Файл в формате Parasolid будет передан в Ansys ICEM CFD для дальнейшего построение сетки.