[STAR-CCM+] Badge for 2D Meshing

 STAR-CCM+에서 2D Mesh 생성하는 방법을 살펴보겠습니다.

1. STAR-CCM+를 실행하고 File > New를 선택합니다.

2. 파일 이름을 backwardFacingStep.sim로 저장합니다.

3. 형상을 만들 때, step height에 대한 파라미터를 만듭니다.

    a. Automation > Parameters 우 클릭하고 New > Scalar를 선택합니다.

    b. 이름을 StepHeight으로 변경합니다.

    c. StepHeight 노드를 선택하고 아래 특성을 설정합니다.

4. 3D-CAD 모델을 생성합니다.

    a. Geometry > 3D-CAD Models 노드를 우 클릭하고 New를 선택합니다.

    b. 3D-CAD Model 1 노드를 선택하고 이름을 Fluid Domain으로 변경합니다.

5. Backward facing step 형상을 만듭니다.

    a. Fluid Domain > Feature > XY 노드를 우 클릭하고 Create Sketch를 선택합니다.

    b. Display Options에서, (Set Sketch Grid Spacing)을 클릭하고 Grid Spacong을 0.25m로 

        변경합니다.

    c. (View Normal to Sketch Plane)을 클릭하여 스케치 평면을 화면에 정렬합니다.

    d. Create Sketch Entities에서,    (Create Line)을 클릭하고 길이 1.0m 선을 그린다. 이 선분은

        원점(0, 0)에서 시작해서 +y 방향으로 확장한다. 끝점을 지정한 후 [eac]를 클릭하여 종료합니다.

6. 라인에 구속 조건을 부여합니다.

    a. 원점에 놓여 있는 vertex를 우 클릭하고 Apply Fixation Constraint를 선택합니다.

    b. Line을 우 클릭하고 Apply Length Dimension을 선택한다. 대화 상자에서 $StepHeight를 

        입력합니다.

    c. OK

7. Step Height에 관련된 다른 line을 그립니다.

    a. Step height의 top에서 –X 방향으로 약 4.0m 확장하는 line을 그립니다.

    b. Line을 우 클릭하고 Apply Length Dimension을 선택하고 대화 상자에서  

        3.8*$StepHeight를 입력합니다. 그리고 OK를 누릅니다.

    c. 동일한 방법으로 다른 선을 그립니다.

    d. 스케치에서 OK를 누릅니다.

8. 스케치 프로파일을 돌출시켜 솔리드 바디를 만듭니다.

    a. Fluid Domain > Features > Sketch 1 노드를 우 클릭하고 Extrude를 선택합니다.

    b. 돌출 대화 상자에서 Distance를 0.5m 그리고 OK를 누릅니다. 새로운 바디 Body 1이 

        Body Groups 노드 아래에 더해집니다.

9. Geometry faces 이름을 바꿉니다.

    a. 툴바에서 (Views)를 누릅니다. Views > -X +Y +Z > Up +Y를 선택합니다. 

    b. 아래에 보이는 면을 우 클릭하고 Rename을 선택합니다. 면 이름을 Inlet으로 변경하고
        OK를 누릅니다.

    c. 아래 그림처럼 형상에 있는 다른 면의 이름을 변경합니다.

    d. 툴바에서 (Views)를 누르고  Views > -X +Y -Z > Up +Y.를 선택합니다.

    e. Z=0 평면(plane)에 있는 서피스 이름을 Surface for 2D Mesh로 변형합니다. 이 서피스는 

        나중에 2D mesh를 생성하는데 사용합니다.

10. 체적 세분화(Volumetric refinement area)로 사용할 형상을 만듭니다.

    a. Surface for 2D Mesh 서피스를 우 클릭하고 Create Sketch > On Face를 선택합니다.

    b. Sketch Mode에서, <T> 키를 눌러서 사이드 뷰로 변경합니다.

    c. (Create Rectangle)를 클릭하고 아래 그림처럼 대략적인 박스를 그립니다.

11. 스케치에 구속 조건을 부여합니다.

    a. 사각형의 바닥 모서리와 솔리드 파트의 바닥 모서리를 선택하고, 우 클릭한 다음 Apply

        Collinear Constraint를 선택합니다.

    b. 왼쪽과 오른쪽 모서리에 동일하게 적용합니다.

12. 치수를 부여합니다.

    a. 스케치의 왼쪽 모서리를 우 클릭하고 Apply Length Dimension을 선택합니다.

    b. 대화 상자에서, 2 * $StepHeight를 입력하고 OK를 누릅니다.

13. OK를 눌러서 스케치 모드에서 나갑니다.

14. 스케치로부터 솔리드 바디를 만듭니다.

    a. Sketch 2 노드를 우 클릭하고 Extrude를 선택합니다.

    b. Extrude 판넬에서, Method를 Up to face로 설정합니다.

    c. Sketch plane 반대편 서피스를 선택합니다. 미리보기가 보여지고 Target face에 서피스
        이름이 보여집니다.

    d. Extrude 판넬에서 아래처럼 설정합니다.

    e. OK를 누릅니다.

    f. Body Groups > Body 2 노드 이름을 Refinement Box로 변경합니다.

    g. Close 3D-CAD를 누릅니다.

15. 3D-CAD 모델을 이용하여 새로운 지오메트리를 만듭니다.

    a. Geometry > 3D-CAD Models > Fluid Domain 노드를 우 클릭하고 New Geometry Part를

        선택합니다.

    b. Part Creation option 대화상자에서, 기본 설정값을 적용하고 OK를 누릅니다.

    c. Parts > Backward Facing Step > Surfaces을 확장하고 3D-CAD에서 정의한 boundary 

        face를 확인합니다.

16. 시물레이션을 저장합니다. 

    - Part에 배지를 부착하면 STAR-CCM+에서 해당 part가 2D Mesh 생성에 사용된다는 것을
      알립니다. 이 기능을 사용하려면 별도의 서피스 하나가 Z=0 평면에 있어야 합니다. 이전에 Z=0
      평면에 있는 서피스 이름을 Surface for 2D Mesh로 변경했고 요구 사항을 충족합니다. 

17. 파트를 regions에 할당합니다.

    a. Parts > Backward Facing Step 노드를 우 클릭하고 Assign Parts to Regions로 선택합니다.

    b. Assign Parts to Regions 대화 상자에서 Create a Region for Each Part과 Create a

        Boundary for Each Part Surface를 선택합니다.

    c. Apply를 누르고 Close을 클릭합니다.

18. Inlet과 Outlet boundary에 대한 boundary type을 설정합니다.

    a. Regions > Backward facing Step > Boundaries > Inlet 노드를 선택하고 Type을 velocity

        Inlet으로 설정합니다.

    b. Outlet 노드를 선택하고 Type을 Pressure Outlet으로 설정합니다.

19. 2D 메시를 생성하기 위해서 backward facing step에 배지를 부착합니다.

    a. Geometry > Operations 노드를 우 클릭하고 New > Mesh > Badge for 2D Meshing을 

        선택합니다.

    b.  Create Badge for 2D Meshing Operation 대화 상자에서 Backward Facing Step을 

         선택하고 OK를 클릭합니다. 새로운 Operation, Badge for 2D Meshing이 Operations
         노드에 더해집니다.

    c. Badge for 2D Meshing 우 클릭하고 Execute을 선택합니다. Geometry > Parts > Backward

        Facing Step > Surfaces 노드를 펼치고 2D Meshing을 위해 식별된 서피스 옆에 badge가 

        추가된 것을 확인합니다.

        노드 아이콘에 Dark red 태그를 가진 서피스는 2D region이 됩니다. 노란색 태그를 가진 

        서피스는 2D boundary가 됩니다.

20. Trimmed Cells을 이용하여 volume mesh를 만듭니다.

    a. Geometry > Operations 노드를 우 클릭하고 New > Mesh > Automated Mesh를
        선택합니다.

    b. Create Automated Mesh Operation 대화 상자에서 Backward Facing Step을 선택하고 

        아래처럼 Mesher를 선택합니다.

    c. OK를 누릅니다.

21. Mesher 파라미터를 수정합니다.

    a. Automated Mesh > Meshers > Trimmed Cell Mesher를 선택하고 Perform Mesh

        Alignment을 활성화합니다.

    b. Automated Mesh > Default Controls를 아래처럼 편집합니다.

22. Bottom wall 근처 메시를 refine(세분화)하기 위해 volume control을 생성합니다.

    a. Operations > Automated Mesh > Custom Controlsd를 우 클릭하고 New > Volumetric            Control를 선택합니다.

    b. Volumetric Control 노드를 선택하고 Parts 를 Refinement Box로 설정합니다.

    c. Volumetric Control > Controls > Trimmer를 선택하고 Customize Isotropic Size 옵션을            활성화합니다.

    d. Values > Custom Size를 선택하고 Percentage to Base를 50으로 설정합니다.

23. 2D mesh를 생성합니다.

    a. (Generate Volume Mesh)를 누릅니다.

    b. Mesh scene을 만들고 메시를 살펴 봅니다.

24. 시뮬레이션을 저장합니다.