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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：本发明公开了一种热管方孔丝网式吸液芯网格划分方法，该方法步骤如下：1、确定方孔丝网式吸液芯的几何参数；2、构建经丝和纬丝的基本结构；3、构建方孔丝网的三维结构；4、消除丝网三维结构中存在的奇点；5、建立方孔丝网式吸液芯固体域和流体域的总体三维结构；6、进行网格划分。本发明针对热管方孔丝网式吸液芯的复杂几何，简化构建方孔丝网经丝和纬丝的三维结构，再将经丝和纬丝旋转、复制、交错排布，构成方孔丝网的三维结构，根据吸液芯内的工质流动特性消除丝网三维结构中存在的奇点，然后分别建立方孔丝网式吸液芯固体域和流体域的总体三维结构，采用六面体网格划分方法对固体域和流体域进行划分网格，形成热管方孔丝网式吸液芯网格模型。本发明解决了热管中丝网式吸液芯网格划分困难，导致无法进行数值模拟计算的问题，为热管吸液芯内流动传热传质过程的计算分析提供方法支撑。

主权项：1.一种热管方孔丝网式吸液芯网格划分方法，其特征在于：针对热管方孔丝网式吸液芯的复杂几何，简化构建方孔丝网经丝和纬丝的三维结构，再将经丝和纬丝旋转、复制、交错排布，构成方孔丝网的三维结构，根据吸液芯内的工质流动特性消除丝网三维结构中存在的奇点，然后分别建立方孔丝网式吸液芯固体域和流体域的总体三维结构，采用六面体网格划分方法对固体域和流体域进行划分网格，形成热管方孔丝网式吸液芯网格模型；具体包括如下步骤：步骤1：确定方孔丝网式吸液芯的几何参数：确定丝网中经丝和纬丝的丝径，经丝和纬丝的栅距；确定丝网的层数和层间距；确定建模区域的宽度、长度和高度；步骤2：构建经丝和纬丝的基本结构：根据步骤1所述的方孔丝网式吸液芯的几何参数，构建方孔丝网的基础拓扑结构，进而构建经丝和纬丝的基本结构；具体分为以下步骤：步骤2-1：使用Solidworks软件建立方孔丝网基础拓扑结构的扫掠路径平面草图；以扫掠路径为圆心，丝径为直径，垂直于扫掠路径平面的方向建立圆形草图，以该圆形沿扫掠路径进行扫掠建模，得到方孔丝网的基础拓扑结构；步骤2-2：根据建模区域的宽度，确定经丝所需的基础拓扑结构个数，将基础拓扑结构按该数量复制为偶数个，间隔一个将其中半数的基础拓扑结构绕扫掠圆形中轴线旋转180°，再将所有基础拓扑结构按照两侧截面重合首尾相连，形成经丝的基本结构；步骤2-3：根据建模区域的长度，确定纬丝所需的基础拓扑结构个数，将基础拓扑结构按该数量复制为偶数个，间隔一个将其中半数的基础拓扑结构绕扫掠圆形中轴线旋转180°，再将所有基础拓扑结构按照两侧截面重合首尾相连，形成纬丝的基本结构；步骤3：构建方孔丝网三维结构：将步骤2所建立的经丝、纬丝基本结构进行旋转、复制、交错排布，构建方孔丝网三维结构；具体分为以下步骤：步骤3-1：将纬丝的基本结构旋转90°，使其与经丝呈垂直关系；再将纬丝绕其一端的圆形截面中轴线旋转180°；将经丝的第一个基础拓扑结构相连处与纬丝的第一个基础拓扑结构相连处进行相切连接；步骤3-2：将经丝沿纬丝一端的圆形截面中轴线方向进行复制，其间距为栅距，使径丝总个数为纬丝基础拓扑结构个数的一半；再将纬丝沿经丝一端的圆形截面中轴线方向进行复制，其间距为栅距，使纬丝总个数为经丝基础拓扑结构个数的一半；然后将所有径丝和纬丝进行相切连接，使其几何结构锚定，形成单层丝网结构；步骤3-3：将单层丝网结构沿着垂直于丝网平面的方向进行复制，其间距为丝径×2+层间距，个数为层数，形成方孔丝网三维结构；步骤4：消除方孔丝网三维结构中存在的奇点，获得方孔丝网的改进三维结构：在方孔丝网三维结构中所有径丝和纬丝相切位置，由于切点两侧距离无限接近于0但几何边缘结构非线性，因此形成奇点，导致流体域网格无法在此处生成；此处经线截面和纬线截面相切且在空间位置垂直，连接经线截面中点和纬线截面中点形成扫掠路径直线，在垂直于扫掠路径直线的平面上建立圆形草图，其圆心与扫掠路径重合，直径为丝径，以该圆形沿扫掠路径进行扫掠建模，将生成的圆柱体与方孔丝网三维结构进行合并操作，消除所有奇点，在长度方向和宽度方向各切除丝径×0.5的距离，获得方孔丝网的改进三维结构；步骤5：建立方孔丝网式吸液芯固体域和流体域的总体三维结构：将步骤4中获得的方孔丝网的改进三维结构保存为STEP格式文件，将该文件导入SpaceClaim软件中，建立一个与方孔丝网的改进三维结构长度和宽度完全相同、高度为建模区域高度的三维实心长方体；首先利用SpaceClaim的布尔运算功能在长方体中切除方孔丝网的改进三维结构，获得流体域的总体三维结构；再在长方体中切除流体域的总体三维结构，获得固体域的总体三位结构，将流体域与固体域拼接，则建立了方孔丝网式吸液芯固体域和流体域的总体三维结构；步骤6：进行网格划分：将步骤5中建立的方孔丝网式吸液芯固体域和流体域的总体三维结构保存为scdoc格式文件，将该文件导入ANSYS-FLUENT中并进行网格参数设置；通过ANSYS-FLUENT中的六面体非结构化网格自动划分功能对固体域和流体域进行划分网格，形成热管方孔丝网式吸液芯网格模型。

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