第十一講流體仿真與應(yīng)用網(wǎng)格生成技術(shù)CFD網(wǎng)格生成技術(shù)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格

結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)所有的內(nèi)部點都具有相同的毗鄰單元，〔或：網(wǎng)格拓撲相當于矩形域內(nèi)均勻網(wǎng)格的網(wǎng)格〕。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格有很多優(yōu)點:▽它可以很容易地實現(xiàn)區(qū)域的邊界擬合，適于流體和外表應(yīng)力集中等方面的計算。▽網(wǎng)格生成的速度快。

CFD網(wǎng)格生成技術(shù)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格優(yōu)點:▽網(wǎng)格生成的質(zhì)量好；▽數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單；▽對曲面或空間的擬合大多數(shù)采用參數(shù)化或樣條插值的方法得到，區(qū)域光滑，與實際的模型更容易接近。

它的最典型的缺點是適用的范圍比較窄。

CFD網(wǎng)格生成技術(shù)非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格

非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的內(nèi)部點不具有相同的毗鄰單元〔或定義：網(wǎng)格單元和節(jié)點沒有固定的規(guī)律可循，其節(jié)點分布是任意的〕。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)從六十年代開始得到了開展，主要是彌補結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格不能夠解決任意形狀和任意連通區(qū)域的網(wǎng)格剖分的缺欠。CFD網(wǎng)格生成技術(shù)二維網(wǎng)格

三維網(wǎng)格

結(jié)構(gòu)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)網(wǎng)格類型〔拓撲〕根據(jù)網(wǎng)格線簇的走向關(guān)系，將結(jié)構(gòu)網(wǎng)格歸納為多種根本的拓撲結(jié)構(gòu)。二維網(wǎng)格有O型，C型和H型結(jié)構(gòu)。C型O型H型塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格FLUENT的有效網(wǎng)格

O型網(wǎng)格，零厚度壁面網(wǎng)格，C型網(wǎng)格，一致塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，非一致網(wǎng)格，非結(jié)構(gòu)三角形，四邊形和六邊型網(wǎng)格都是有效的。機翼的四邊形結(jié)構(gòu)網(wǎng)格

非結(jié)構(gòu)四邊形網(wǎng)格降落傘的零厚度壁面模擬非結(jié)構(gòu)四面體網(wǎng)格

具有懸掛節(jié)點的混合型三角形/四邊形網(wǎng)格

非一致混合網(wǎng)格

機翼的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格

貼體坐標貼體坐標：就是一種與物面形狀相適應(yīng)的曲線坐標。

貼體坐標〔1〕在一條邊上只能有一個坐標的單值地發(fā)生變化，而另一個坐標那么保持為常數(shù)。

〔2〕在兩條對應(yīng)邊上，同一曲線坐標的最大值與最小值應(yīng)當相等，以便在計算平面上能得出矩形區(qū)域。物理平面計算平面面網(wǎng)格劃分面網(wǎng)格劃分命令面網(wǎng)格劃分命令對面進行網(wǎng)格劃分需要確定以下〔劃分網(wǎng)格〕參數(shù)待劃分網(wǎng)格的面網(wǎng)格劃分方案網(wǎng)格節(jié)點間距劃分面網(wǎng)格選項指定網(wǎng)格劃分方案需要指定以下兩個參數(shù)元素〔element〕類型〔type〕“元素〞參數(shù)定義了網(wǎng)格元素的形狀〔四邊形、三角形等〕，“類型〞參數(shù)用于定義面上網(wǎng)格元素的類型〔map、submap等〕指定網(wǎng)格劃分方案的類型〔type〕指定網(wǎng)格劃分方案的元素〔element〕每個“元素〞選項和“類型〞選項間的對應(yīng)關(guān)系Quad-Map網(wǎng)格劃分方案〔meshingscheme〕采用規(guī)那么的四邊形面網(wǎng)格元素對面進行網(wǎng)格劃分Quad/Tri-Map網(wǎng)格劃分方案〔meshingScheme〕只適用于包含一個狹長的，由兩個邏輯邊〔side〕組成的邏輯長條的幾何圖形。將在邏輯邊的兩個末端頂點〔endpoint〕創(chuàng)立三角形網(wǎng)格元素〔element〕，而在其它地方創(chuàng)立四邊形網(wǎng)格元素〔element〕。SubMap網(wǎng)格劃分方案〔meshingScheme〕將面劃分成多個可用Map方法劃分網(wǎng)格的區(qū)域，并對每一區(qū)域采用Map方法劃分網(wǎng)格。內(nèi)點〔C〕為角點類型頂點內(nèi)點〔C〕為反向點類型頂點Quad-Pave網(wǎng)格劃分方案〔meshingScheme〕創(chuàng)立網(wǎng)格元素(element)為四邊形的非結(jié)構(gòu)面網(wǎng)格Tri-Pave網(wǎng)格劃分方案〔meshingScheme〕創(chuàng)立網(wǎng)格元素(element)為三角形的非規(guī)那么面網(wǎng)格Quad/Tri-Pave網(wǎng)格劃分方案〔meshingScheme〕為面創(chuàng)立Paved網(wǎng)格，網(wǎng)格元素〔element〕主要由四邊形組成，但在所有兩個邊形成較小夾角的拐角處，網(wǎng)格元素為三角形網(wǎng)格。TriPrimitive網(wǎng)格劃分方案〔meshingScheme〕在一個由三個邏輯邊〔side〕組成的面上采用Submap方法進行網(wǎng)格劃分。當采用TriPrimitive方法對一個由三個邏輯邊〔side〕組成的面進行網(wǎng)格劃分時，Gambit將在面內(nèi)部設(shè)置一個點，作為三個mappable區(qū)域的公共端點〔endpoint〕WedgePrimitive網(wǎng)格劃分方案〔meshingScheme〕在一個由三個邏輯邊〔side〕組成的面上建立輻射型網(wǎng)格〔radialmesh。當采用WedgePrimitive方法時，Gambit將在公共的發(fā)射端點處建立一組三角形元素的網(wǎng)格，而在其它地方創(chuàng)立四邊形規(guī)那么〔mapped〕網(wǎng)格指定網(wǎng)點間隔〔nodespacing〕GAMBIT有三種方法來指定面上某邊的線段數(shù)。線段數(shù)目〔intervalcount〕線段長度〔intervalsize〕最短邊〔Shortestedge%〕指定面網(wǎng)格劃分選項〔FacemeshingOptions〕網(wǎng)格劃分〔Mesh〕如果沒有選Mesh選項就點擊Apply按鈕進行網(wǎng)格劃分操作，GAMBIT會將選定的面賦予MeshFaces面板上的當前設(shè)定參數(shù)，但并不對面進行網(wǎng)格劃分刪除舊網(wǎng)格〔Removeoldmesh〕將刪除指定面上存在的所有網(wǎng)格忽略網(wǎng)格尺寸功能〔Ignoresizefunctions〕忽略所有指定的可能對面網(wǎng)格產(chǎn)生影響的尺寸函數(shù)。使用MeshFaces面板連接/打斷面網(wǎng)格〔Link/UnlinkFaceMeshes〕面網(wǎng)格連接〔face－meshing－linking〕要求有周期和循環(huán)邊界，這樣才能確保網(wǎng)格能夠在一對面上接合。連接面網(wǎng)格〔LinkFaceMeshes〕如果對一個面進行網(wǎng)格劃分，而這個面連接著另一個面，GAMBIT會將按對第一個面設(shè)置的網(wǎng)格劃分參數(shù)對兩個面都執(zhí)行網(wǎng)格劃分操作。需要對每個面設(shè)定以下參數(shù)：要創(chuàng)立硬連接的面作為面網(wǎng)格參考點的頂點連接面上網(wǎng)格的方向相對于邊組成的環(huán)的方向面是否是周期連接的〔periodicallylinked〕檢查面網(wǎng)格〔CheckFaceMeshes〕概述所有在CheckFaceMeshes面板上被指定的面的二維網(wǎng)格質(zhì)量數(shù)據(jù)信息的表格有關(guān)反向網(wǎng)格元素的總數(shù)和包含反向元素的指定面的數(shù)目的概述根據(jù)等角偏斜〔equiangleskew〕質(zhì)量評價方法進行評估的面網(wǎng)格體網(wǎng)格劃分體網(wǎng)格劃分命令〔VolumeMeshingCommands〕體網(wǎng)格劃分〔MeshVolumes〕需要設(shè)定以下參數(shù)待劃分網(wǎng)格的體網(wǎng)格劃分方案〔Meshingscheme〕網(wǎng)格節(jié)點間距〔Meshnodespacing〕網(wǎng)格劃分選項〔Meshingoptions〕指定網(wǎng)格劃分方案〔SpecifyingtheMeshingScheme〕需要設(shè)定以下兩個參數(shù)元素〔Elements〕類型〔Type〕Elements參數(shù)用于定義〔應(yīng)用于該體的〕體網(wǎng)格元素的形狀；Type參數(shù)定義網(wǎng)格劃分算法。指定方案元素〔SpecifyingSchemeElements〕指定方案類型〔SpecifyingSchemeType〕體網(wǎng)格劃分時Elements選項和Type〔類型〕選項之間的對應(yīng)關(guān)系標記有“X〞符號并有陰影的單元格表示元素和類型之間有對應(yīng)關(guān)系Map網(wǎng)格劃分方案〔MapMeshingScheme〕為了能采用Map方法，一個體應(yīng)當包含六個邏輯面〔sixsides〕，每個side如果經(jīng)過正確的頂點設(shè)定，都應(yīng)該能用Map方法進行〔面〕網(wǎng)格劃分。Submap網(wǎng)格劃分方案〔SubmapMeshingScheme〕幾何體必須同時滿足以下兩個規(guī)那么每個面可用map或submap方法進行面網(wǎng)格劃分相對的submappable的面，其頂點類型必須是對應(yīng)一致的TetPrimitive網(wǎng)格劃分方案〔TetPrimitiveMeshingScheme〕TetPrimitive體網(wǎng)格劃分方案僅能應(yīng)用于成為邏輯四面體的幾何體。要成為一個邏輯四面體，該幾何體必須包括且僅包括四個邏輯面，每個邏輯面都是一個邏輯三角形。庫勃網(wǎng)格劃分方案〔CooperMeshingScheme〕將幾何體視為一個或多個邏輯的圓柱體，每個圓柱體都包括頂面、底面〔twoendcaps〕和一個環(huán)面〔barrel〕。作為圓柱體頂面和底面的兩個面被稱為sourcefaces〔源面〕，環(huán)面那么被稱為non－sourcefaces〔非源面〕。Cooper方法能夠應(yīng)用于表達以下特性之一的體至少由一個面即無法用map方法，也無法用submap方法進行面網(wǎng)格劃分。所有的面都可用map或submap方法，但設(shè)置的頂點類型使得幾何體無法被分割成采用map方法劃分網(wǎng)格的子幾何形體體。TGrid網(wǎng)格劃分方案〔TGridMeshingScheme〕GAMBIT創(chuàng)立的網(wǎng)格元素主要是四面體網(wǎng)格元素，但也可能包含其它形狀的網(wǎng)格元素。如果在使用TGrid方法之前，對幾何體上的一個或多個面采用了Quad或Quad/Tri方法進行面網(wǎng)格劃分。