CAESES中元表面如何设置？

CAESES中“元表面（MetaSurface）”的设置步骤与逻辑

“元表面（MetaSurface）”是CAESES中用于参数化生成光滑曲面的核心工具，尤其适用于蜗壳、螺旋桨叶片等旋转机械部件的曲面建模。其本质是通过二维截面定义与径向/周向函数分布，自动生成三维曲面，确保模型在参数变化时的稳定性与灵活性。以下是具体设置流程及关键要点：

1. 准备二维截面模板

元表面的基础是二维截面曲线，需先定义截面上的关键参数（如叶片剖面的弦长、厚度、拱度，蜗壳截面的进/出口宽度、型心位置等）。这些参数可通过内置翼型（如NACA4DS、NACA66）、自定义generic curve（方程曲线）或导入外部曲线实现。例如，螺旋桨叶片的二维剖面可通过NACA4DS翼型定义，参数包括弦长（Chord）、最大厚度（Thickness）、拱度（Camber）等。

2. 定义径向参数分布函数

为控制二维截面沿径向（r/R，从根部到顶部）的变化，需为每个截面参数创建函数曲线（如线性、多项式、样条曲线）。函数的X轴通常对应相对半径（0~1），Y轴对应参数的具体数值。例如，螺旋桨叶片的弦长可能从根部的0.2r逐渐增大到顶部的1.0r，可通过函数曲线定义这一变化规律。


3. 创建元表面（MetaSurface）

在CAESES中，通过“Insert→MetaSurface”命令生成元表面。操作时需关联以下要素：

二维截面模板：选择预先定义的二维截面曲线；

径向函数：关联步骤2中创建的参数分布函数；

周向分布：若需生成圆周曲面（如蜗壳），需定义周向参数（如φ）的分布函数，将二维截面绕轴线旋转生成完整曲面。

4. 参数化控制与优化

元表面的核心优势是参数联动：调整二维截面的参数（如弦长、厚度）或径向函数的系数，元表面会自动更新。这种特性适用于设计优化——通过耦合CAESES与CFD软件（如STAR-CCM+），可实现“参数变化→模型更新→仿真计算→结果反馈”的闭环流程。例如，蜗壳的A/R比（面积比）可通过调整元表面的径向函数实现快速优化。

5. 验证与调试

生成元表面后，需通过截面检查（查看不同径向位置的截面形状是否符合预期）、曲面连续性分析（确保曲面无破损或缝隙）验证模型的正确性。若发现问题，可调整二维截面参数或径向函数，重新生成元表面。

关键注意事项

截面模板的通用性：二维截面需设计为“可参数化”的，避免固定数值，确保能适应不同工况；

函数分布的合理性：径向函数需符合部件的实际几何规律（如叶片弦长从根部到顶部逐渐减小），避免突变；

与其他工具的配合：元表面可与“Lofted Surface（放样曲面）”“Subsurface（子曲面）”等工具结合，实现更复杂的几何造型（如蜗壳的过渡段裁剪）。

通过以上步骤，可在CAESES中高效创建并控制元表面，为旋转机械的参数化设计与优化提供基础。