fluent網(wǎng)格質(zhì)量檢查

1、網(wǎng)格劃分策略與網(wǎng)格質(zhì)量檢查判斷網(wǎng)格質(zhì)量的方面有：Area 單元面積，適用于2D 單元，較為根本的單元質(zhì)量特征。Aspect Ratio 長(zhǎng)寬比，不同的網(wǎng)格單元有不同的計(jì)算方法，等于1 是最好的單元，如正三角形，正四邊形，正四面體，正六面體等；一般情況下不要超過5： 1.Diagonal Ratio 對(duì)角線之比，僅適用于四邊形和六面體單元，默認(rèn)是大于或等于1 的，該值越高，說明單元越不規(guī)那么，最好等于1，也就是正四邊形或正六面體。Edge Ratio 長(zhǎng)邊與最短邊長(zhǎng)度之比，大于或等于1 ，最好等于1，解釋同上。EquiAngle Skew 通過單元夾角計(jì)算的歪斜度，在0 到 1 之間， 0 為質(zhì)

2、量最好，1 為質(zhì)量最差。最好是要控制在0 到 0.4 之間。EquiSize Skew 通過單元大小計(jì)算的歪斜度，在0 到 1 之間， 0 為質(zhì)量最好，1 為質(zhì)量最差。2D 質(zhì)量好的單元該值最好在0.1 以內(nèi)，3D 單元在 0.4 以內(nèi)。MidAngle Skew 通過單元邊中點(diǎn)連線夾角計(jì)算的歪斜度，僅適用于四邊形和六面體單元，在 0 到 1 之間， 0 為質(zhì)量最好， 1 為質(zhì)量最差。Size Chang e 相鄰單元大小之比，僅適用于3D 單元，最好控制在 2 以內(nèi)。Stretch 伸展度。通過單元的對(duì)角線長(zhǎng)度與邊長(zhǎng)計(jì)算出來的，僅適用于四邊形和六面體單元，在 0 到 1 之間， 0 為質(zhì)量最

3、好， 1 為質(zhì)量最差。Taper 錐度。僅適用于四邊形和六面體單元，在0 到 1 之間， 0 為質(zhì)量最好，1 為質(zhì)量最差。Volume 單元體積，僅適用于 3D 單元，劃分網(wǎng)格時(shí)應(yīng)防止出現(xiàn)負(fù)體積。Warpage 翹曲。僅適用于四邊形和六面體單元，在0 到 1 之間， 0 為質(zhì)量最好，1 為質(zhì)量最差。以上只是針對(duì)Gambit 幫助文件的簡(jiǎn)單歸納，不同的軟件有不同的評(píng)價(jià)單元質(zhì)量的指標(biāo)，使用時(shí)最好仔細(xì)閱讀幫助文件。另外，在Fluent 中的窗口鍵入： grid quality 然后回車，F(xiàn)luent 能檢查網(wǎng)格的質(zhì)量，主要有以下三個(gè)指標(biāo)：1.Maxium cell squish:如果該值等于1，表示

4、得到了很壞的單元；3.Maxium aspect-ratio: 1表示最好 o 關(guān)于網(wǎng)格劃分在數(shù)值仿真中的重要性，在此就不多說了，相信做這個(gè)的版友都了解。下面我就說說 GAMBIT 學(xué)習(xí)和使用的一點(diǎn)感受吧。歡送批評(píng)指正和補(bǔ)充，謝謝！首先，在網(wǎng)格劃分之前，你最好從數(shù)值仿真的全局出發(fā)，比方精度要求，計(jì)算時(shí)間要求， 機(jī)子配置等等，思考一下是使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，還是非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，抑或是混合網(wǎng)格；因?yàn)檫@關(guān) 系到接下來的網(wǎng)格劃分布置和劃分策略。然后，在確定了網(wǎng)格類型之后，就是根據(jù)模型情 況，構(gòu)思一下網(wǎng)格拓?fù)?，就是自己要明確最終想得到什么樣的網(wǎng)格，比方翼型網(wǎng)格，是C型，還是。型；一個(gè)圓面是想得到“內(nèi)方外圓的銅錢幣類

5、型的網(wǎng)格，還是一般的網(wǎng)格， 等等。這一步有時(shí)可能不太清楚，自己有時(shí)都不知道什么樣的網(wǎng)格拓?fù)涫沁m宜的，那就需 要平時(shí)多看看這方面的帖子，收集一些劃分比擬好的網(wǎng)格圖片，體會(huì)體會(huì)。確定了網(wǎng)格拓 撲之后，對(duì)模型進(jìn)行劃分網(wǎng)格前的準(zhǔn)備，比方分割啊，對(duì)尺度小對(duì)計(jì)算結(jié)果影響不大的次 要幾何進(jìn)行簡(jiǎn)化，等等。接著，劃分網(wǎng)格。劃分網(wǎng)格都是從線網(wǎng)格，面網(wǎng)格，到體網(wǎng)格的；線網(wǎng)格的劃分，也就是 網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的布置，對(duì)網(wǎng)格的質(zhì)量影響比擬大，比方歪斜，長(zhǎng)寬比，等等，節(jié)點(diǎn)密度在GAMBIT 中可以通過很多的方法進(jìn)行控制調(diào)整，大家可以看相關(guān)的資料。面網(wǎng)格的劃分， 非結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格咱就不說了，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格可能有時(shí)比擬麻煩，這就要求大家最好對(duì)那

6、幾種網(wǎng)格 策略比擬了解，比方Quad-Map 劃分方法所適用的模型形狀，在劃分的時(shí)候?qū)旤c(diǎn)類型及 網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)的要求Quad-Map,適用于邊數(shù)大于或等于 4 的面，頂點(diǎn)要求為 4 個(gè) End 類 型，其他為 Side 類型，對(duì)應(yīng)邊的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)必須相等，以此類推，其他的劃分方法也有 這方面的要求以及適合的形狀。當(dāng)出現(xiàn)了不能劃分的時(shí)候，可以根據(jù)GAMBIT 給的提示進(jìn)行修改頂點(diǎn)類型或網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)來滿足劃分方法的要求。如果實(shí)在不能劃分，那么退而求其 次，改用其他方法進(jìn)行劃分或者對(duì)面進(jìn)行分割；等等。關(guān)于體網(wǎng)格的劃分，與面網(wǎng)格劃分 所要注意的東西類似。另外，根據(jù)我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，如果模型比擬簡(jiǎn)單規(guī)那么，大家最

7、好盡量 使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，比擬容易劃分，計(jì)算結(jié)果也比擬好，計(jì)算時(shí)間也相對(duì)較短；對(duì)于復(fù)雜的幾 何，在盡量少的損失精度的前提下，盡量使用分塊混合網(wǎng)格。在使用分塊混合網(wǎng)格時(shí)注意 兩點(diǎn)：1近壁使用邊界層網(wǎng)格，這對(duì)于近壁區(qū)的計(jì)算精度很有幫助，盡管使用足夠多的非 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格可以得到相同的結(jié)果倘假設(shè)在近壁區(qū)使用網(wǎng)格不當(dāng)，那個(gè)湍流粘性比超過限定值 的警告就可能出現(xiàn)；2分塊網(wǎng)格在分塊相鄰的地方一定要注意網(wǎng)格的銜接要平滑，相鄰 網(wǎng)格的尺寸不能相差太大，盡量控制在1.2 左右。否那么在計(jì)算時(shí)容易出現(xiàn)不收斂或者高連續(xù)方程殘差的問題。 最后，一定要記得預(yù)覽檢查網(wǎng)格的質(zhì)量。如果網(wǎng)格的質(zhì)量不好，你就 不要抱著僥幸的心理交給 Fl

8、uent 計(jì)算了，那肯定是算不好的。所以劃分網(wǎng)格要有耐心，不 斷地調(diào)整，直到滿足要求為止。原本我以為這一條大家都很在意，經(jīng)過一段時(shí)間的論壇問題觀察，其實(shí)不然，有很多版友隨便劃分個(gè)網(wǎng)格就急迫地導(dǎo)入到Fluent 中計(jì)算，出問題是理所當(dāng)然的，但提出的很多問題，有時(shí)實(shí)在讓人無能為力，幫不上忙。再說一遍，一定要檢查網(wǎng)格質(zhì)量，如果不滿足要求，就不要導(dǎo)入到Fluent 中計(jì)算了。一點(diǎn)小知識(shí)：1. Fluent 檢查網(wǎng)格質(zhì)量的方法，網(wǎng)格導(dǎo)入Fluent 中之后， grid-check ，可以看看網(wǎng)格大致情況，有無負(fù)體積，等等；在Fluent 窗口輸入， grid quality 然后回車， Fluent 會(huì)

9、顯示最主要的幾個(gè)網(wǎng)格質(zhì)量。在這里我談一下，F(xiàn)luent 計(jì)算對(duì)網(wǎng)格質(zhì)量的幾個(gè)主要要求：2.Maxium cell skewness:該值在。到 1 之間，0 表木最好，1 表不最壞;1網(wǎng)格質(zhì)量參數(shù)：Skewness 不能高于0.95 ，最好在 0.90 以下；越小越好Change in Cell-Size 也是 Growth Rate ，最好在1.20 以內(nèi)，最高不能超過1.40 Aspect Ratio 一般控制在5： 1 以內(nèi)，邊界層網(wǎng)格可以適當(dāng)放寬Alignment with the Flow 就是估計(jì)一下網(wǎng)格線與流動(dòng)方向是否一致，要求盡量一致，以減少假擴(kuò)散2網(wǎng)格質(zhì)量對(duì)于計(jì)算收斂的影響：

10、高 Skewness 的單元對(duì)計(jì)算收斂影響很大，很多時(shí)候計(jì)算發(fā)散的原因就是網(wǎng)格中的僅僅幾個(gè)高 Skewness 的單元。舉個(gè)例子：共有112,000 個(gè)單元，僅有7 個(gè)單元的 Skewness 超過了 0.95 ，在進(jìn)行到73步迭代時(shí)計(jì)算就發(fā)散了！高長(zhǎng)寬比的單元使離散方程剛性增加，使迭代收斂減慢，甚至困難。也就是說，AspectRatio 盡量控制在推薦值之內(nèi)。3網(wǎng)格質(zhì)量對(duì)精度的影響：相鄰網(wǎng)格單元尺寸變化較大，會(huì)大大降低計(jì)算精度，這也是為什么連續(xù)方程高殘差的原因。網(wǎng)格線與流動(dòng)是否一致也會(huì)影響計(jì)算精度。4網(wǎng)格單元形狀的影響：非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格比結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的截?cái)嗾`差大，因此，為提高計(jì)算精度計(jì)，請(qǐng)大家盡量使用

11、結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，對(duì)于復(fù)雜幾何，在近壁這些對(duì)流動(dòng)影響較大的地方盡量使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，在其他次要區(qū)域使用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。2. 不要使用那些書上寫的y+ 與 yp 的計(jì)算公式，那個(gè)公式一般只能提供數(shù)量級(jí)上的參考。推薦大家使用 NASA 的粘性網(wǎng)格間距計(jì)算器，設(shè)定你想要的 y+值，它就能給你計(jì)算出第一層網(wǎng)格高度，與計(jì)算結(jié)果的y+很接近。3. 關(guān)于邊界層網(wǎng)格高度與長(zhǎng)度的比例，有本CFD 書上說，大概在1/sqrtRe 就可以；另外，也有這種說法，在做粘性計(jì)算時(shí)，這個(gè)比值可以在100-1000 之間，無粘有激波計(jì)算時(shí)，這個(gè)比值要相應(yīng)小點(diǎn)兒，在10-100 之間，因?yàn)橐紤]激波捕捉精度問題。4. Gambit 中相關(guān)默認(rèn)設(shè)置的修改，請(qǐng)參考本站帖子，F(xiàn)luent 經(jīng)典文檔White Papaers 中的Gambit Defaults 。5. Size Function 介紹 ：以下我推薦的這些資料，我覺得都是非常好的，學(xué)習(xí)Gambit 劃分網(wǎng)格，有以下的這些資料應(yīng)該就足夠了。對(duì)于初學(xué)者，可以先好好看看Gambit 中文幫助，以及線網(wǎng)格與面網(wǎng)格劃分及 Gambit 的培訓(xùn)講稿；對(duì)于對(duì)Gambit 已經(jīng)有一定了解的版友，可以看看SizeFunction 和剩下的講稿資料，對(duì)Gambit 有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。另外，如果大家在劃分網(wǎng)格時(shí)出了問題，