簡介
Gridgen軟體有近30年的套用歷史,在F-16, F-15, F-18, F-22, F-35, F-117, B-2, E-2C, P-3C, X-15,x-43、Space Shuttle, Space Station、高性能渦輪和高性能潛艇等的研製中都使用了gridgen軟體。Gridgen軟體的發展很大一部分是由和美國空軍、NASA、洛克希德馬丁等單位的合作成果轉化過來的,比如重疊格線和T-Rex格線技術等。
Pointwise是Gridgen軟體的後續版本,在2008年推出第一個版本,在2012年4月份發布Pointwise 17,該版本集成了Gridgen軟體的所有功能。Pointwise最新的版本是18.0 R3。
Pointwise的定位是所有從事CFD研究和套用的人員,這比Gridgen要求具有一定CFD經驗的定位要低很多,所以Pointwise軟體具有方便靈活的易用性。Pointwise在保證Gridgen對結構格線提供最好控制的同時最大化地減少人工操作,具有很好的易用性和高度自動化,是目前市場上最受歡迎的前處理軟體。
功能介紹
Gridgen/pointwise軟體是Pointwise公司的兩款軟體,其主要功能是格線劃分,也即空間離散。生成的格線可以做CFD/FEA分析,但是由於對結構格線提供最好的控制,所以常被用於做CFD分析,由於支持的接口比較多,所以在自編程式用戶非常流行。
Gridgen可以生成多塊結構格線、非結構格線和混合格線,可以引進CAD的輸出檔案作為格線生成基礎。生成的
格線可以輸出十幾種常用商業流體軟體的數據格式,直接讓商業流體軟體使用。對用戶自編的CFD軟體,可選用公開格式(Generic),如結構格線的 PLOT3D格式和結構
格線數據格式。
Gridgen/Pointwise主要基於點、線、面、體的格線思想,易於學習和理解,同時在使用的過程中又可以對這些要求簡化,通過拉伸、移動、縮放等操作,可以快速構建輔助線,比如通過線拉伸為面,面拉伸為體。軟體的使用是靈活方便的。對於非結構格線,主要使用基於表面變形的T-Rex格線技術,該技術可以對非常複雜的幾何模型快速生成具有邊界層的體格線,而且在邊界層向主流區的格線是均勻過渡。
軟體的主要優勢:
1.易於學習、使用靈活、接口豐富;
由於軟體的主要基於點線面體的思想,所以易於學習和理解,生成格線的過程中可以採用一些快速的方式:直接利用已有幾何模型的特徵線生成面格線(Domain on database),由一個或多個線可以拉伸成面,由一個或多個面可拉伸成體。
2.手動和自動來提高格線質量,可控性強
可以通過橢圓PDE方程來提高格線的正交性、光順性等,也可以把空間中的線限定在2D空間中進行修改。
3.自動裝配面或體格線,也可拉伸創建格線
可以通過已經定義好8條線直接生成體格線,通過代數或者雙曲拉伸的方式可以生成高質量的格線。
4.直接讀取CAD檔案,高效清理不完善模型
直接讀取UG、CAITIA、PRO、SOLidworks等CAD自身的格式,避免轉化為IGES等中間格式而產生的信息丟失,即使幾何模型有間隙、重疊等,也可以通過solid meshing進行快速清理。
5.適用於非常複雜幾何模型的T-Rex技術
·T-Rex(anisotropic tetrahedral extrusion)是一項格線自動生成技術,其快速,高效地生成包括邊界層在內的所有格線。T-Rex格線技術為尾跡區和其它脫體流動現象提供高品質的格線。
參考:Anisotropic Tetrahedral Meshing Based on Surface Deformation Techniques AIAA paper no. 2007-0554
6.可實現格線劃分參數化功能的Glyph腳本
·以TCL/TK為基礎
·可以自動生成所有的格線
·批處理
·重複性工作和最佳化設計
7.重疊格線技術
重疊格線是和美國空軍合作而開發的,主要是為了降低生成格線的時間消耗。目前正在研發非結構的重疊格線
軟體區別
總體上是pointwise生成格線更加直觀,使用更加方便。 Pointwise軟體的定位是在保證gridgen對結構最好控制的同時最大化地減少手工操作,具體有以下區別:
1、 更加易學易用的GUI
a) 標準圖形界面
b) 前進和撤銷功能
c) 工具條自定義,可根據使用習慣定義
d) 面板提供一些常用信息,可供選擇和參考
2、Pointwise獨有的功能
a) windows下64位
b) 自動裝配面或者體格線
c) 完全的日誌檔案
d) tweak 適合於調整某個格線節點的位置
e) 開放求解器API
f) 顯示格線質量的自定義
g) 依據正交性要求,結構block之間面的浮動,(類似於domain之間邊的浮動)
h) 撤銷和前進
i) 支持UG、CATIA、proe等CAD格式的直接導入,不需要額外license
j) 對於由拉伸生成的格線可以重拉伸
k) 抽取面上的U V
l) GLYPH腳本更加簡潔
m) group,可以對connector、domain、spacing進行分組
n) 可以複製spacing
o) 可以直接生成一個整圓(360),gridgen中只能生成半圓
p) Openfoam、SU2等求解器
具體對比:
比如生成一個結構面格線,gridgen中需要選擇各個connector,而在pointwise中只需要一個選擇框就可以直接生成一個domain。
生成結構block,gridgen中需要選擇至少6個domain,而在pointwise中只需要一個選擇框即可。
Pointwise Pointwise 於2008年1月正式發布,它的發布代表著CFD
格線技術一個新時代的到來,它凝聚了
Gridgen幾十年發展的精華,同時又加入了現代格線技術的最新功能。
1、 新的用戶界面:新的界面給用戶嶄新的視覺享受,同時也充分考慮了用戶的使用習慣,增添了許多的操作功能。
2、可靠性:無論是結構、非結構、混合格線,Pointwise使用其高質量的
格線技術配合其強大的格線生成控制功能,使用戶在最小的計算機資源的情況下,可以得到最精確,最可靠的格線。
3、 靈活性:首先是生成
格線技術自動化技術,可以生成和人工干預及控制生成的同樣高質量的格線技術。其次是可以從不太完美的CAD數據生成符合你的求解器要求的高質量格線的技術。
4、 技術服務:Pointwise授權僅僅是我們幫助客戶成功的承諾的開始。不論客戶是遇到技術問題,還是僅僅需要獲得Pointwise建議,我們經過專業訓練的工程師都隨時準備伸出援手。我們不僅生成格線——我們還將建立長期的合作關係。