整车/机舱 CFD 前处理：从脏数模到可算网格（数模验收·删简·包面·计算域抽取）

课程大纲

• 能按 CAD 侧质检清单逐条验收交来的数模（接收状态、几何缺陷、单位与精度、坐标系与装车姿态），并给出「照收／带条件收（本方修补留痕）／退回重提」三档判定与一份可追责的回执
• 能判断某个几何特征该不该删——先定本次响应量，再用尺度筛与最小流通面积判据说明删除的影响量级，而不是凭手感删
• 能把破面按真破面／假缝隙／自交三类分别处置，缝合到通过水密性检查（自由边为零、法向一致、无自交），并从水密外壳抽出机舱内域或整车外域
• 能按必须保住的最小间隙反算包面（wrap）目标尺度，并识别包面三类失效征兆（格栅细缝被桥接、护风罩间隙被抹平、腔体错误连通或错误封断）
• 能对机舱孔洞与密封间隙做建模决策——封死／保留真实孔／等效开口／等效阻力四选一，说清等效参数来源，并说明选错对热风回流结论的影响方向
• 能用网格量级的量纲感判断一版网格能不能进求解，并填出可随网格一起交付的前处理自检表

1. 数模接收：验收口径、三档判定与回执
   • 接收状态的检查先于几何质量：A 面（外观曲面）／B 面（工程面、加强筋与安装结构）齐不齐、装配件有无缺失、版本号是否对上本次仿真任务约定的冻结点——这三项决定「有没有东西可算」，不先查就会在一份缺件数模上白修半天破面
   • 质检清单第一类·几何缺陷：缝隙与破面、面自交、拓扑错误（法向不一致、重合面、悬边）。这三类是前处理返工的主因，检查放在导入后第一步，不要等包面失败才回头查
   • 质检清单第二类·单位与建模精度：模型单位是 mm 还是 m、缝合/合并容差取多大。单位错会让计算域尺寸差三个量级；容差比本模型必须保留的最小间隙还大，密封条缝在导入那一刻就已被合掉
   • 质检清单第三类·坐标系与装车姿态：整车坐标系原点与轴向、零件坐标系与定位基准是否为约定口径。姿态错则计算域方位与重力方向全错，浮升力主导的怠速与热浸工况（见 J2-05）尤其致命
   • 三档判定的分界线是两问：缺陷是否影响本次要交的响应量、修补是否需要设计意图。需要设计意图的（缺件、A 面缺失、姿态存疑）一律退回重提，本方不代设计做几何决策；只需机械修补的走「带条件收」并全程留痕
   • 回执写法：附缺陷位置截图与坐标、逐条判定档位；带条件收的须列出本方修补清单及其对结果的可能影响。这份回执是后续偏差归因与结果复现的唯一依据，也是与 I1-01 设计门控共用同一套冻结点标识的落地凭据
   • 中性格式的丢失清单里真正会把前处理打回重来的只有几类：装配结构丢失致零件散落无层级、PMI 与公差属性丢失致间隙口径不明、参数与关联丢失致无法回改。中性格式选型本身（STEP AP242／JT 的装配结构与语义 PMI 承载能力、转换后必然丢失的特征语义）承接 I1-02，本课只判「这份丢了什么会让我算不下去」
   • 边界：发件人侧的数模交付清单、冻结点与 PLM 检入检出见 I1-01、I1-02，本课只讲收件人视角的验收与回退；整车/零件坐标系与定位基准的传递规则本身属发件人侧 CAD 交付规范（全库尚无课承载，待 I 板块数模交付质量补课落位），本课不建体系，只验交来的数模是否已按约定口径摆放
2. 删简判据：多小可删、删了动哪个响应量
   • 删简的第一原则是先定响应量再定判据：同一个圆角对整机流阻可忽略、对局部壁温可能不可忽略。不写清本次要交的响应量就动手删，等于赌
   • 通用尺度筛：看特征尺寸与该处局部网格尺度之比。比值小于 1 表示特征已被网格抹平，保留它只增加包面失败与网格畸变风险；比值大于 1 不等于必须保留，还要过下一条判据
   • 第二道判据是最小流通面积：螺栓孔、小圆角、卡扣、logo 对整机压降与迎面风速通常是可忽略量级，但位于主流最窄断面（格栅细缝、护风罩与风扇间隙、换热器前后腔）的同尺寸特征不可按同一档处理——判据是它是否改变最小流通面积
   • 量级判断存疑时做一次「删／不删」对照算例，而不是靠会上讨论定；对照要一次只动一个变量（口径同 J2-01 的 V&V 纪律）
   • 删了必须留痕：删简清单进前处理自检表，逐条写明删了什么、影响哪个响应量、量级依据是尺度筛还是对照算例
   • 边界：座舱对象（座椅、乘员、仪表台、内饰）的几何简化取舍原则承接 J4-01；换热器扁管加翅片芯体的等效简化承接 J3-01（CFD 多孔介质侧）与 J5-01（结构侧），两处顺带论述的网格量级也归它们。本课只补外流与机舱的通用判据
   • 边界：结构侧的小特征清理准则与抽中面（圆角删掉正好把应力集中变成应力奇异）见 J5-06。两课响应量不同——结构侧看应力与刚度，本课看流阻与换热——判据来源随之不同，互为对照而不重讲
3. 破面缝合、水密性检查与内外域抽取
   • 缝合前先分类：真破面（面缺失，需补面）／假破面（容差造成的缝隙，缝合即可）／自交与重叠面（须先切除再重建）。三类处置手段不同，用一个容差一把梭会把该保留的小间隙一起合掉
   • 缝合容差的取法有上下界：必须小于本模型需要保留的最小间隙（密封条缝、护风罩间隙），且大于导入产生的假缝宽度。这两个数拿不到就先在原数模上量取再动手，量取要回精确 B-rep 件，不能用轻量化可视化数模（同口径见 I1-02）
   • 水密性（watertight）是抽域的准入条件，判据是三条同时成立：自由边为零、法向一致、无自交。通过才谈抽域，否则抽出来的域会漏进本不该连通的腔
   • 内域与外域的抽取方式不同：机舱／座舱／流道内腔靠封闭壳体加种子点抽负体积，整车外流靠大域减去车身。两者对水密性的要求都落在「面」上而不在体上
   • 抽域后必做三项自检：域体积与几何量纲对不对、有没有多出孤立腔、密封面处该断开的地方断了没有
   • 边界：计算域尺寸与边界条件本身不归本课——机舱内域与极限工况定义归 J2-02，外流域尺寸/阻塞比/动地面与转动车轮归 J2-03，电池包内液冷流道边界归 J3-02。本课只负责把域抽出来且水密，不定边界条件
   • 边界：阀体与集成壳体的负体积生成、多端口与端口对矩阵、密封面处几何愈合与微间隙留封决策见 J3-05；本课的通用判据自限于外流与机舱
4. 包面（wrap）尺度与失效征兆
   • 包面的本质是「用一层新面重建外壳」，代价是分辨率：凡是小于 wrap 目标尺度的缝隙都会被桥接掉，而且模型照样算得动、彩图照样漂亮
   • 尺度选取的判据是保护对象而不是模型总尺寸：先列出必须保住的最小间隙（格栅细缝、护风罩与风扇间隙、密封条缝、换热器前后腔），wrap 尺度按该最小间隙除以间隙内要求的网格层数反算，再谈全局粗化
   • 失效征兆一·格栅细缝在包面后消失或变成实体面：通流面积被吃掉，过芯风量与冷却阻力同时偏乐观，且从结果云图上看不出异常
   • 失效征兆二·护风罩与散热器之间的间隙被抹平：本该存在的回流通路被封死，热风回流结论直接反向（回流物理见 J2-02）
   • 失效征兆三·腔体错误连通或错误封断：本该断开的两腔被桥接成一腔，或本该连通的被封断。检查方式是包面后重做水密与连通性核查，并把关键间隙逐个量回来与原数模对照——这一步是包面唯一可靠的验收手段
   • 局部加密与包面的分工要分清：局部加密解决「算得准」，包面解决「算得动」；一个已被 wrap 糊死的几何，靠加密救不回来，只能回去重设尺度
   • 边界：J2-01 的「局部加密、面重构(wrap)与脏几何处理」与 J2-03 的「面重构(wrap)、边界层与尾流加密」都只在已可算几何上讲 wrap 的用法取舍与外流加密区布置，不给尺度参数与失效判据；边界层棱柱层的层数、增长率、首层高度与 y+ 反算，以及偏斜度／纵横比／正交质量／体积突变这套质量判据，全部归 J2-01，本课只调用不重讲
5. 孔洞与密封间隙的建模决策矩阵：封死／真孔／等效开口／等效阻力四选一
   • 决策矩阵四选一：封死／保留真实孔／等效开口（按面积加流量系数给的压力出口或内部面）／等效阻力（分布阻力面或多孔介质）。选择变量是孔的尺度、数量、是否可测，以及本次响应量是否依赖穿过它的流量
   • 判据主线：机舱泄漏流量表达错则回流结论全错——泄漏分走的风量与热风回流是同一笔账。把该留的缝全封死会系统性高估过芯风量、低估进风温升，是偏乐观也就是偏危险的一侧，不是「保守」
   • 分档经验：大量小孔（散热孔阵、格栅蜂窝）优先等效阻力，不逐孔建模也不逐孔包面；单条长缝（密封条缝、护风罩间隙）优先保留真实几何或按等效开口给，因为它的流量对位置敏感、影响回流路径而不只影响总量
   • 等效参数从哪来：优先用实测漏量或本车型历史标定反算，其次用手册孔口流量系数。参数无来源时必须把它登记为显式假设并做敏感性扫描，不得当定值交付
   • 边界：热风回流的物理整改本身（封堵、导流板、密封条）归 J2-02 第 4 节，密封件材料与压缩率归其指向的课；本课只讲这些整改在模型里怎么表达这一段
6. 网格量级的量纲感与前处理交付自检表
   • 网格量级的量纲感：整车外流、机舱内域、部件级三档的面／体网格量级彼此差一到两个数量级。判断一版网格能不能进求解，先看量级是否落在本问题的常规带内；量级不对多半是全局尺度或 wrap 尺度设错，而不是机器不够
   • 前处理交付自检表的固定条目：数模版本与验收回执、删简清单、缝合容差及其与最小间隙的关系、水密三项结果、wrap 尺度与关键间隙回量对照、抽域体积核对、孔洞决策表、网格量级与质量指标。这张表连同网格一起交，下游才可复现
   • 边界：算力与许可证占用、排期作为真约束进计划，以及把 CAD 几何版本、网格与求解设置绑成一次仿真的最小可复现集，归 J7-07。本课只负责交出自检表本身，不做资源核算与模型资产治理

• 以为几何清理是机器活儿、点几下工具就行，其实缝合容差与 wrap 尺度都是工程决策——容差大于最小间隙、wrap 大于最细缝，模型照样算得动且彩图漂亮，只是通流面积已被悄悄改写
• 以为风量算偏是湍流模型或 y+ 的问题，其实过芯风量对壁面处理并不敏感（口径同 J2-01）；先查前处理有没有糊死细缝、有没有把该留的泄漏缝封死，再去动物理模型
• 以为把机舱所有孔缝都封死是保守做法，其实它系统性高估过芯风量、低估回流温升，偏的是乐观方向也就是危险方向
• 以为水密性检查通过就说明几何对了，其实水密只保证「能抽出域」，不保证抽出来的域是对的——桥接造成的错误连通同样完全水密
• 以为特征保留得越多越准，其实小于局部网格尺度的特征保留下来对结果没有贡献，只增加包面失败与网格畸变的风险
• 以为拿到的数模缺件可以自己补一补赶进度，其实凡是需要设计意图的缺失（缺件、A 面缺失、装车姿态存疑）都必须退回重提；本方代做几何决策会让后续偏差彻底无法归因
• 以为轻量化可视化数模能用来量最小间隙，其实它给的是显示精度不是尺寸依据，量间隙必须回精确 B-rep 件（同口径见 I1-02）
• 以为网格量级越大越准、量级异常就该加算力，其实量级异常通常是全局尺度或 wrap 尺度设错的征兆，先回查设置
• 以为坐标系只是摆放问题、算之前平移旋转一下就好，其实装车姿态错会让计算域方位与重力方向同时错，浮升力主导的怠速与热浸工况结论整体不可用

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