Imprint (接触面の分割)

概要

Imprintは 、ソリッド-ソリッド、ソリッド-流体の界面を認識するためのCAD操作です。これらの界面は、後に Conjugate heat transfer v2.0 (共役熱伝達 v2.0)や構造解析で接点として割り当てられます。これらの領域は部品間の熱や荷重の伝達を担うため、Imprintの定義は非常に重要です。

Imprintの操作

形状をインプリントする効果を説明する前に、まずSimScaleでこの操作を実行する方法を説明します。インプリント操作は CADモード 環境内で実行できます:

図1: SimScaleのCADモードには、Imprintを含むいくつかのCAD操作が含まれています。

CADモードでは、図2のようにImprint操作を直接作成して実行できます:

1. 上部のバーから Imprint をクリック
2. Imprint を適用したいパーツ/ボディを選択
3. Apply をクリック

図2: Imprintを実行するには、 MODELに 移動し、ImprintをクリックしてApplyをクリックします。

操作を実行した後、右上のFinishを クリックすると、更新されたCADモデルをWorkbenchにエクスポートすることができます。

モデルをImprintする場所がわかったので、ジオメトリに何をするのか見てみましょう。次の図は、接触する2つのソリッドパーツからなるアセンブリを表しています。

図3: Imprintがない場合、底面が青いパーツとの接触領域よりもはるかに広がっていることに注意してください。

Imprint操作を行わないと、ソリッドボディ間の界面が正しく認識されず、Partial interface (部分的な境界)としてグループ化されないことがあります。例えば、2つの部品を包む囲いがある場合、このようなことが起こります。

図4では、ハイライトされた面(図3の赤い面)は、流体領域とソリッドボディの両方と接触しています。シミュレーションツリーでは 2 partial interfaces  (2つの部分的な境界)として認識されます。部分的な接触を防ぐには、面を2つの界面(固体と接する面、流体領域と接する面)に分割する必要があります。

図4: 部分的な界面を避けるには、ジオメトリをImprintすることで問題が解決します。

正確な接触検出ができるように面を分割します。図3のハイライトされた面を比較すると、Imprint操作によって2面(固体と接する面、流体領域と接する面)に分割されていることがわかります:

図5: Imprintにより面間の接触を効果的に検出