ICEM CFD动网格学习
- 格式:docx
- 大小:1.75 MB
- 文档页数:12
ICEMCFD基础教程ICEMCFD是一款用于计算流体力学(CFD)建模和网格生成的软件。
它是一种强大的工具,可以帮助工程师们构建复杂的模型、生成高质量网格以及预处理CFD求解器所需的输入文件。
本文将为您提供一份ICEMCFD的基础教程,帮助您快速上手使用该软件。
首先,我们需要了解ICEMCFD的基本界面和常用工具。
打开ICEMCFD 后,您将看到一个由不同工具栏、菜单和视图窗口组成的界面。
菜单栏提供了各种命令和选项,工具栏可快速访问常用工具,视图窗口用于显示模型、网格和结果。
在学习ICEMCFD之前,建议先熟悉软件的界面和各种工具。
然后,我们将学习如何进行网格划分。
在CFD模拟中,网格的质量对结果的准确性和收敛性有重要影响。
ICEMCFD提供了多种网格划分算法和优化工具,可帮助您生成高质量的网格。
您可以使用“划分”菜单中的“体格网划分”选项对几何模型进行三维网格划分。
您可以选择划分算法、设置网格大小和边界条件等。
在划分完成后,您可以使用“检查网格”工具检查网格的质量,并进行必要的优化。
最后,我们将学习如何导出网格并准备CFD求解器所需的输入文件。
完成网格划分后,您可以使用“文件”菜单中的“导出”选项导出网格。
ICEM CFD支持多种网格格式,如ANSYS Fluent、OpenFOAM和CFX等。
选择适当的网格格式并指定输出文件路径后,即可导出网格。
您还可以使用“准备”菜单中的“CFD 前处理”选项设置物理属性、边界条件和初始条件等,并生成CFD求解器所需的输入文件。
本文只介绍了ICEMCFD的基础教程,您还可以进一步探索该软件的高级功能和应用。
ICEMCFD非常灵活和强大,适用于各种工程领域的CFD建模和网格生成。
通过深入学习和实践,您可以熟练使用ICEMCFD并在工程实践中取得优秀的结果。
ansys icem cfd网格划分技术实
例详解纪
ANSYS ICEM CFD网格划分技术实例详解纪:
1、首先,选择你要建立的几何图形,如某个物体的外形、内部结构等;
2、选择网格划分的方法,可以使用Tetrahedron、Hexahedron、Prism等划分方法;
3、设定网格划分的精度,即划分后各三角形面或者正方体面的边长,一般可以根据不同类型的流动情况来调整精度;
4、确定各个区域的网格密度,一般需要在边界层提高网格数量,以更好地模拟流体的运动情况;
5、检查网格的质量,消除网格中的闭合面,以保证网格的准确性;
6、计算流场,对网格进行求解,并作图显示。
ICEM网格划法的学习总结第一篇:ICEM网格划法的学习总结1、ICEM学习ICEM的模型树按照几何、块、网格,局部坐标和part几部分来显示。
在几何中点线面与块中的点线面叫法不同。
如下图所示:Body 在非结构化网格生成过程中,用于定义封闭的面构成的体,定义不同区域的网格。
Part是对几何与块的详细定义。
Part中既可以包含几何,又可以包含块。
可以点、线面、块、网格,但是一条线只存在于一个part中。
网格单元类型:1.网格生成方法:1、AutoBlock2、Patch Dependent3、Patch Independent4.Shrinkwrap壳、面生成网格的过程:2.Tolerance与颜色问题:导入ICEM中的模型首先要进行模型修复。
导入到ICEM中的几何模型要可能会出现三种颜色curve,红颜色的正常,黄色的为不连续的,蓝色的为重复的。
黄色的是单个面的边界(二维),红色的是两个面的交界线,蓝色的是三个/三个以上面相交的交线。
(出现蓝线是没有问题的,表明这个线是两个面以上的共线,只要不出现黄线就可以,黄线表示这儿有裂缝。
)黄线表示出现了洞,可能是面丢失了,造成蓝线的原因是有面体重叠了,你得删除多余的面体。
黄色的线表有孔或缝隙。
绿色的线直接删除。
白色的边和顶点:这些边位于不同的材料体间,它们和被关联的顶点将被映射到这些材料体中最贴近的CAD表面,而且这些边上的顶点只能在表面内移动。
蓝色的边和顶点:这些边位于体内部。
它们的顶点也是蓝色的,可以在选择之前沿边拖拽。
绿色的边和顶点:这些边和关联的顶点是映射到曲线的,这些顶点只能在它所映射的曲线上移动。
红色的顶点:这些顶点是映射到指定的点的。
导入的模型必须是封闭的面,线是红色的。
自动生成翼型的网格。
3.equivalence 将同一空间位置的重复节点消除(通常,消除ID 好较大的节点,保留ID好较小的节点),只保留一个节点,一般与“Verify”配合使用,这种方法可通过任何FEM定义(单元的相关定义、MPC等式、载荷、边界条件等)、几何定义和组等实现。
WorkBench ICEM CFD 网格划分入门【1 】111AnsysWB里集成了一个异常重要的对象:ICEM CFD.它是一个建模.划分网格的集成对象,功效异常壮大.我也只是蜻蜓点水的用了几回,感到确切异常棒,以前碰到庞杂的模子,用过几个划分网格的对象.但这是我认为最便利和最具效力的.网格划分很大程度上影响着后续的仿真剖析——信任列位都有所领会.而ICEM CFD特殊长于划分六面体网格,信任无论是构造或流体(当然铁别是流体),都邑得益于它的威力.ICEM CFD建模的才能不敢奉承,但划分网格确切有其独到之处.教程开端前,作一个简略的道理介绍,方面没有应用过ICEM CFD的同伙懂得重要的义务:111如下图:1:白色的物体是我们须要划分网格的,但是它异常不规矩.2:这时刻你必定想:怎么这个不规矩呢,如果它是一个方朴直正的外形多好(例如红色的谁人外形)01111于是有了如许一种思惟:1:对于异型,我们用一种规矩外形去描写它.2:或者说:假如目标外形异常庞杂,我们就用许多规矩的,简略的外形单元合成在一路,去描写它.之后,将网格划分的设置,做到规矩外形上.最后,这些规矩,经由过程最初的“描写”关系,主动的“映射”到本来的庞杂外形上——问题就得到懂得决ICEM CFD恰是应用了这种思惟.如下是一个三通管,在ProE里做得02在ProE里面直接启动WB进入WB后,选择如下图:03111如下:1:代表工作空间里的实体2:代表某实体的子实体,可以掌握它们的开关状况3:掌握显示的地方04下面须要创建一个Body实体这个实体代表了真实的物体.这个真实的物体的外形由我们导入的外形来界说.——我们导入的外形其实不是真实的实体.这个概念要清楚.但是往后根本上不会对这个真实的实体作什么操纵.这种处理方法主如果为工作空间内有多个物体的时刻预备的.051:点击“创建Body”2.3:点选这两个点4:于是创建出一个叫“Body”的实体操纵中,左键选择,中键确认,右键完成并退出——相似的操纵办法许多地方用到,要多演习,往后就不特殊说清楚明了06下面须要创建我们最须要的器械:谁人“规矩的外形”ICEM CFD里,这个实体叫 Block可以如下方法创建之:07留意到我们如今多了一个黑框,怎么样,够规矩吧?呵呵,开个打趣.还必须对这个黑框进行须要的“裁剪”之后才干用来“描写”我们的目标实体0809修剪Block实体的第一步是一个益智的工作:我们无妨简略绘制一下计谋:因为我们的现实物体像一个变形的“T”形,是以,无妨就用“T”来变形.最后要保存的部分用圆圈暗示,不要得部分用“X”.如下图:10如图:1:选择“Split”对象2:应用默认的第一个办法3:选择“选线”按钮4:在Block的黑线上选择,并“切”出一条黑线.5.6.7.8.9:以此类推.11最后的成果应当相似下图121:选择“Delete Block”2:选择“选择B lock”按钮3:删除不须要的部分.13得到相似的图形:14开端调节点的地位:1:选择“Move 极点”2:选择默认办法3:选择“多选”——填补一个,我们一向应用Y向视图!5:将Y固定掉落4:选择“选择点对象”6:之后调节Block的极点,到相似下图的地位15留意到在每个Pip的弯处,Block与Pip不克不及很好的贴合,这是因为我们的Block照样光滑.是以,须要持续“Split”现有的Block,并持续调节Block的极点.办法就是反复上面的步调,这里就不罗嗦了.细分和调节后的图形相似下图,当然寻求完美的同伙还可以持续细分——不过须要掌控一个度的问题,因为细分得太多,也就掉去“用简略描写庞杂”这个动身点了.16下面要做的是从Block到Pip的“对应关系指定”工作.——尽管现有已经有了描写Pip的Block,但一些细节的地方,须要手工指定它们的对应关系,在庞杂模子中尤为如斯.因为尽管软件有很大程度的智能,但它毕竟无法完整的主动的剖析出我们须要的对应关系来.关于指定“对应关系”的演习,最好请同伙们按照ICEM CFD 自带的教程来做几回.特殊是调节Block的极点技能,和往后流体盘算的网格质量有很大关系,不熟习的同伙须要补补课了.如下图:我们须要将Block上的这四个边同Pip三通处的衔接部分“绑定”在一路.相当于告知软件:“往后这四条边就代表了这两条圆弧哦!”17办法如下:1:选择“Associate”2:选择“Edge to Curve”——Edge是Block上的,Curve是Pip 上的3:选择Edges——留意这时必须要多选.4:再选择“Curve”——这时刻也要多选5:中键确认后,留意到已经制订了对应关系的边变成绿色.18下一步就可以应用主动指定的功效了:1:选择“Associate”2:选择主动捕获3:肯定4:留意到如今Block已经“完美”的包裹住Pip19别的,要将三个管口的Block的Edge和Pip的Curve“指定”对应关系,办法就和上面指定衔接处的时刻一样.请大家自行操纵了.20之后,就可以设定Mesh的参数了.1:打开实体参数设定窗口2:MaxSize设置为5——偏向对了今后往后可以调节到更小.3:HeightRetio设置为0.64:确认21激活适才的设置,为Pre-Mesh做预备1:选择“Pre-Mesh 参数”2:默认更新所有设置3:确认22预览Mesh:1:设置为实体状况2:显示设置的推举选项,同伙们可以自行调节3:成果应当和右图相似23关怀一下Mesh质量:1:打开Mesh质量检讨2:选择“Angle”——有许多种评价网格质量的办法,我比较爱好这个3:右键点选不睬想的部分4:选择“Show”5:这些单元格是今朝的设置情形下,不太幻想的地方24有许多种办法改良单元格的质量比方我在Bolock上,响应的地方添加了一条线,调节的地位后,从新应用一次“主动包裹”——办法同前面的讲述再次更新Pre-Mesh参数后,审查质量,适才的不良已经清除.25重要提醒:1:在制造Block的时刻,Block极点的地位,Bolock细分的后果,都可以在如许的轮回操纵中得到直不雅的成果.2:划分网格,我小我认为无外乎两步:一个清楚的思绪,和不竭的优化.前者须要见多识广,后者须要耐烦细心.假如是做构造剖析,在这一步可以打住了,直接生成最终的单元格文件即可;但做流体的同伙还须要持续:做流体的鸿沟层.1:创见O型格也是一种Split2:选择创建O型格3:选择所有的格体4:选择出.进口(不须要O型构造的面)26不雅察个中一个口:1:绿色的线是本来Block的Edge(因为我们本来制订了它和Pip上物理启齿的对应关系所以变成了绿色)2:小一点的黑色线,代表了往后的O型格体——ICEM CFD创建O型格的工作仍是在Block上开展的.27在O型格上设置鸿沟层的参数1:打开参数设置2:设置“线参数”3:选择一条衔接O型和边沿的联线4:往后鸿沟层为六层,是以格点为75:接近外缘的厚度暂定为0.2——往后可以调剂6:选择“复制参数”的功效7:将这个设置复制到所有相似的线上个中MeshLaw设置很有意思,同往后的求解器,液体属性等均有关系.有兴致的同伙本身去研讨了.我选择的是“Exponential1”28留意到此时O型到边沿的距离,就是我们方才设置了曾数等信息的那条黑线,还比较长是以,做如下修正:1:选择修正Block1.5:选择修正边长2:选择须要修正的边3:输入距离(留意“绝对距离”和“相对距离”的不同)29可以从新勾选“Pre-Mesh”留意到如今已经有O型构造了.30后续的工作中: 1:可以在“Pre-Mesh”上右键,选择“转换为非构造化网格”2:可以应用菜单项,输入须要后续剖析的软件的对应格局.3132结论:1:Ansys 的WB,对ICEM CFD的集成今朝(至少我应用的版本),其实不完美.譬如ZCCBEST同伙提出的若何保持参数化的问题,我也不知道是否能实现.但我想第一,ICEM CFD是异常棒的Mesh对象,重要照样用在庞杂模子的Mesh上,并且着重于Mesh本身.举例说,我用Maya制造的庞杂模子,也可以在ICEM CFD中进行网格划分,并且生成的BLOCK文件可以被单独的保管下来,往后假如修正不大,则直接挪用BLOCK文件,反复应用之即可(当然一般要做一些小的修正).第二:今天或许不克不及实现某些我们愿望的功效,并不是明天不成.我想来论坛的同伙更多的是抱着进修的目标,所以请临时把软件的瑕疵放一放,而不竭地,毫无偏看法去进步本身第三:从Ansys近两年的成长看,我信任我们期望的那些宜用功效,肯定会被完美.比方就我知道的:Ansys正在斟酌将Ansoft,Fluent等才收购的重量级软件也集成到WB中来.是以,我建议大家,在“幻想状况”到来前,不竭地进修进修再进修,从而争夺领先一步,步步领先!2:回想我所发的几个教程,其实很大程度上是想为同伙们抛砖引玉,引诱不熟习仿真软件的同伙懂得这个范畴——毕竟我们在这方面也太落伍了,许多行业根本没有这种意思.同伙们或许为不合的公司打工,但往后的临盆,何尝不都是用的我们中国人的资本.能勤俭点是一点,于公于私都不无大利——至少我们要知道可以怎么样将这些器械用于我们的设计吧.是以我真心的建议大家配合扶植这个板块,忘我的交换日常的心得,真正达到配合进步的目标.唉,不当心写多了.忘却了“少说多做”的原则,但想到确切是发自肺腑的文字,不忍删除,就以之与同伙们共勉吧——好累,抽根烟先!。
ICEM_CFD网格设置参数一般来说,线和边单位参数设置,Height、Height Ratio和层数是常用的3个参数。
如果只设置了层数而没有设置高度和高度比的话,高度会视同等于最大单元尺寸,高度比视同为1.- E" Y: [9 ~. h" u2 R& k* C1 m(1)Maximum size最大单元尺寸,真实值是该值与总体单元缩放因子的乘积。
如果采用Curvature/Proximity Based Refinement or Maximum Deviation也可以突破这个限制(2)Height5 ^, q% U/ x& [指定垂直表面或者曲线的第一层单元的高度,对于体单元,这个参数能够影响六面体和菱柱的初始网格高度。
对于Patch Dependent 面网格,使用于曲线时,这个值能够影响沿着曲线的四边形网格的初始高度。
例如,可以用于指定沿着螺栓孔一周的四面形网格的初始高度。
. [5 m+ ^' y/ s9 k8 u(3)Height Ratio( [2 U/ X& e* D9 L8 J从面第一层单元开始的扩大率,这个值乘以前一层网格的高度来决定下一层网格高度。
默认值为1.5,可以从1.0~3调整。
如果值小于1.0,将会取其倒数,如果值大于3,将会忽略该设置直接采用默认值。
当用于曲线时,能影响Patch Dependent meshing,当定义了初始高度和层数后,它决定了下一层四面体单元的生长率。
当采用Adapt Mesh Interior设置后,它会影响从曲线尺寸到面尺寸过渡的快慢。
(4)Num Layers从面或者曲线开始增长的层数(5)Tetra width9 E; H4 x; P& \4 X创建指定数目的三角形层,这些层单元尺寸由最大尺寸指定。
(6)Tetra size ratio控制三角形单元的生长率,用于三角形网格。
1、ICEM学习ICEM的模型树按照几何、块、网格,局部坐标和part几部分来显示。
在几何中点线面与块中的点线面叫法不同。
如下图所示:Body 在非结构化网格生成过程中,用于定义封闭的面构成的体,定义不同区域的网格。
Part是对几何与块的详细定义。
Part中既可以包含几何,又可以包含块。
可以点、线面、块、网格,但是一条线只存在于一个part中。
网格单元类型:1.网格生成方法:1、AutoBlock2、Patch Dependent3、Patch Independent4.Shrinkwrap壳、面生成网格的过程:2.Tolerance与颜色问题:导入ICEM中的模型首先要进行模型修复。
导入到ICEM中的几何模型要可能会出现三种颜色curve,红颜色的正常,黄色的为不连续的,蓝色的为重复的。
黄色的是单个面的边界(二维),红色的是两个面的交界线,蓝色的是三个/三个以上面相交的交线。
(出现蓝线是没有问题的,表明这个线是两个面以上的共线,只要不出现黄线就可以,黄线表示这儿有裂缝。
)黄线表示出现了洞,可能是面丢失了,造成蓝线的原因是有面体重叠了,你得删除多余的面体。
黄色的线表有孔或缝隙。
绿色的线直接删除。
白色的边和顶点:这些边位于不同的材料体间,它们和被关联的顶点将被映射到这些材料体中最贴近的CAD 表面,而且这些边上的顶点只能在表面内移动。
蓝色的边和顶点:这些边位于体内部。
它们的顶点也是蓝色的,可以在选择之前沿边拖拽。
绿色的边和顶点:这些边和关联的顶点是映射到曲线的,这些顶点只能在它所映射的曲线上移动。
红色的顶点:这些顶点是映射到指定的点的。
导入的模型必须是封闭的面,线是红色的。
自动生成翼型的网格。
3.equivalence将同一空间位置的重复节点消除(通常,消除ID好较大的节点,保留ID好较小的节点),只保留一个节点,一般与“Verify”配合使用,这种方法可通过任何FEM定义(单元的相关定义、MPC等式、载荷、边界条件等)、几何定义和组等实现。
WorkBench ICEM CFD 网格划分入门111AnsysWB里集成了一个非常重要的工具:ICEM CFD。
它是一个建模、划分网格的集成工具,功能非常强大。
我也只是蜻蜓点水的用了几次,感觉确实非常棒,以前遇到复杂的模型,用过几个划分网格的工具。
但这是我觉得最方便和最具效率的。
网格划分很大程度上影响着后续的仿真分析——相信各位都有所体会。
而ICEM CFD特别长于划分六面体网格,相信无论是结构或流体(当然铁别是流体),都会得益于它的威力。
ICEM CFD建模的能力不敢恭维,但划分网格确实有其独到之处。
教程开始前,作一个简单的原理介绍,方面没有使用过ICEM CFD的朋友理解主要的任务:111如下图:1:白色的物体是我们需要划分网格的,但是它非常不规则。
2:这时候你一定想:怎么这个不规则呢,要是它是一个方方正正的形状多好(例如红色的那个形状)01111于是有了这样一种思想:1:对于异型,我们用一种规则形状去描述它。
2:或者说:如果目标形状非常复杂,我们就用很多规则的,简单的形状单元合成在一起,去描述它。
之后,将网格划分的设置,做到规则形状上。
最后,这些规则,通过最初的“描述”关系,自动的“映射”到原先的复杂形状上——问题就得到了解决!!!ICEM CFD正是使用了这种思想。
如下是一个三通管,在ProE里做得02在ProE里面直接启动WB进入WB后,选择如下图:03111如下:1:代表工作空间里的实体2:代表某实体的子实体,可以控制它们的开关状态3:控制显示的地方04下面需要创建一个Body实体这个实体代表了真实的物体。
这个真实的物体的外形由我们导入的外形来定义。
——我们导入的外形并不是真实的实体。
这个概念要清楚。
但是今后基本上不会对这个真实的实体作什么操作。
这种处理方式主要是为工作空间内有多个物体的时候准备的。
051:点击“创建Body”2、3:点选这两个点4:于是创建出一个叫“Body”的实体操作中,左键选择,中键确认,右键完成并退出——类似的操作方法很多地方用到,要多练习,今后就不特别说明了06下面需要创建我们最需要的东西:那个“规则的形状”ICEM CFD里,这个实体叫 Block可以如下方式创建之:07注意到我们现在多了一个黑框,怎么样,够规则吧?呵呵,开个玩笑。
FLUENT动网格教程该专题主要包括以下的主要内容:§一、动网格的相关知识介绍;§二、以NACA0012翼型俯仰振荡实例进行讲解动网格的应用过程;§三、与动网格应用有关的参考文献;§四、使用动网格进行计算的一些例子。
§一、动网格的相关知识介绍有关动网格基础方面的东西,请具体参考FLUENT User’s Guide或FLUENT全攻略的相关章节,这里只给出一些提要性的知识要点。
1、简介动网格模型可以用来模拟流场形状由于边界运动而随时间改变的问题。
边界的运动形式可以是预先定义的运动,即可以在计算前指定其速度或角速度;也可以是预先未做定义的运动,即边界的运动要由前一步的计算结果决定。
网格的更新过程由FLUE NT 根据每个迭代步中边界的变化情况自动完成。
在使用动网格模型时,必须首先定义初始网格、边界运动的方式并指定参予运动的区域。
可以用边界型函数或者UDF定义边界的运动方式。
FLUENT 要求将运动的描述定义在网格面或网格区域上。
如果流场中包含运动与不运动两种区域,则需要将它们组合在初始网格中以对它们进行识别。
那些由于周围区域运动而发生变形的区域必须被组合到各自的初始网格区域中。
不同区域之间的网格不必是正则的,可以在模型设置中用FLUENT软件提供的非正则或者滑动界面功能将各区域连接起来。
注:一般来讲,在Fluent中使用动网格,基本上都要使用到UDF,所以你最好具备一定的C语言编程基础。
2、动网格更新方法动网格计算中网格的动态变化过程可以用三种模型进行计算,即弹簧近似光滑模型(spring-based smoothing)、动态分层模型(dynamic layering)局部重划模型(local remeshing)1)弹簧近似光滑模型原则上弹簧光顺模型可以用于任何一种网格体系,但是在非四面体网格区域(二维非三角形),最好在满足下列条件时使用弹簧光顺方法:(1)移动为单方向。
(2)移动方向垂直于边界。
如果两个条件不满足,可能使网格畸变率增大。
另外,在系统缺省设置中,只有四面体网格(三维)和三角形网格(二维)可以使用弹簧光顺法,如果想在其他网格类型中激活该模型,需要在dynamic-mesh-menu 下使用文字命令spring-on-all-shape s?,然后激活该选项即可。
2)动态分层模型动态分层模型的应用有如下限制:(1)与运动边界相邻的网格必须为楔形或者六面体(二维四边形)网格。
(2)在滑动网格交界面以外的区域,网格必须被单面网格区域包围。
(3)如果网格周围区域中有双侧壁面区域,则必须首先将壁面和阴影区分割开,再用滑动交界面将二者耦合起来。
(4)如果动态网格附近包含周期性区域,则只能用FLUENT 的串行版求解,但是如果周期性区域被设置为周期性非正则交界面,则可以用FLUENT 的并行版求解。
如果移动边界为内部边界,则边界两侧的网格都将作为动态层参与计算。
如果在壁面上只有一部分是运动边界,其他部分保持静止,则只需在运动边界上应用动网格技术,但是动网格区与静止网格区之间应该用滑动网格交界面进行连接。
3——局部网格重划模型需要注意的是,局部网格重划模型仅能用于四面体网格和三角形网格。
在定义了动边界面以后,如果在动边界面附近同时定义了局部重划模型,则动边界上的表面网格必须满足下列条件:(1)需要进行局部调整的表面网格是三角形(三维)或直线(二维)。
(2)将被重新划分的面网格单元必须紧邻动网格节点。
(3)表面网格单元必须处于同一个面上并构成一个循环。
(4)被调整单元不能是对称面(线)或正则周期性边界的一部分。
动网格的实现在FLUENT 中是由系统自动完成的。
如果在计算中设置了动边界,则F LUENT 会根据动边界附近的网格类型,自动选择动网格计算模型。
如果动边界附近采用的是四面体网格(三维)或三角形网格(二维),则FLUENT 会自动选择弹簧光顺模型和局部重划模型对网格进行调整。
如果是棱柱型网格,则会自动选择动态层模型进行网格调整。
在静止网格区域则不进行网格调整。
动网格问题中对于固体运动的描述,是以固体相对于重心的线速度和角速度为基本参数加以定义的。
既可以用型函数定义固体的线速度和角速度,也可以用UDF 来定义这两个参数。
同时需要定义的是固体在初始时刻的位置。
注:这一小节主要讲述了动网格的更新方法,最好能掌握,尤其是各种方法的适用范围,通常来讲,在一个case中,我们使用的更新方法都是根据网格类型以及和要实现的运动来选择的,很多时候都是几种更新方法搭配起来使用的。
总结一下:使用弹簧近似光滑法网格拓扑始终不变,无需插值,保证了计算精度。
但弹簧近似光滑法不适用于大变形情况,当计算区域变形较大时,变形后的网格会产生较大的倾斜变形,从而使网格质量变差,严重影响计算精度。
动态分层法在生成网格方面具有快速的优势,同时它的应用也受到了一些限制。
它要求运动边界附近的网格为六面体或楔形,这对于复杂外形的流场区域是不适合的。
使用局部网格重划法要求网格为三角形(二维)或四面体(三维),这对于适应复杂外形是有好处的,局部网格重划法只会对运动边界附近区域的网格起作用。
3、动网格问题的建立设置动网格问题的步骤中需要注意的如下:在Solver(求解器)面板中选择非定常流(unsteady)计算;设定边界条件,即设定壁面运动速度;激活动网格模型,并设定相应参数;指定移动网格区域的运动参数;保存算例文件和数据文件;预览动网格设置,菜单操作为:Solve -> Mesh Motion...;应用自动保存功能保存计算结果,在动网格计算中,因为每个计算步中网格信息都会改变,而网格信息是储存在算例文件中的,所以必须同时保存算例文件和数据文件;如果想建立网格运动的动画过程,可以在Solution Animation(计算结果动画)面板中进行相关设置。
注:在这一步中,需要提醒一下,使用动网格进行正式计算之前,最好养成预览动网格更新的习惯;就是在正式计算前,浏览一下动网格的更新情况,这样可以避免在计算过程中出现动网格更新本身的问题。
在预览更新时,很多人都说会出现负体积的警告,更新不成功,出现这样的问题时,最好先把时间步长改的更小点儿试试,一般来讲,排除UDF本身的原因,出现更新出错的原因都与时间步长有关,这需要结合所使用的更新方法多琢磨。
4、设定动网格参数为了使用动网格模型,需要在dynamic mesh(动网格)面板中激活Dynamic M esh(动网格)选项。
如果计算的是活塞运动,则同时激活In-Cylinder(活塞)选项。
然后选择动网格模型,并设置相关参数。
1)选择网格更新模型在Mesh Methods(网格划分方法)下面选择Smothing(弹簧光顺模型),Laye ring(动态层模型)和(或)Remshing(局部网格重划模型)。
2)设置弹簧光顺参数激活弹簧光顺模型,相关参数设置位于Smoothing(光顺)标签下,可以设置的参数包括Spring Constant Factor(弹簧弹性系数)、Boundary Node Relaxation(边界点松弛因子)、Convergence Tolerance(收敛判据)和Number of Iterations(迭代次数)。
弹簧弹性系数应该在0 到1 之间变化,弹性系数等于0 时,弹簧系统没有耗散过程,在图中算例中,靠近壁面的网格没有被改变,而是保持了原来的网格形状和密度;在弹性系数等于1 时,弹簧系统的耗散过程与缺省设置相同,从图中可以发现壁面发生变形,壁面附近网格因为过度加密而质量下降。
因此在实际计算中应该在0 到1 之间选择一个适当的值。
边界点松弛因子用于控制动边界上网格点的移动。
当这个值为零时,边界节点不发生移动;在这个值为1 时,则边界节点的移动计算中不采用松弛格式。
在大多数情况下,这个值应该取为0 到1 之间的一个值,以保证边界节点以合适的移动量发生移动。
收敛判据就是网格节点移动计算中,迭代计算的判据。
迭代次数是指网格节点移动计算的最大迭代次数。
3)动态分层在Layering(动态分层)标签下,可以设置与动态层模型相关的参数。
通过设定C onstant Height(常值高度)与Constant Ratio(常值比例)可以确定分解网格的两种方法。
Split Factor(分割因子)和Collapse Factor(合并因子)则分别为上面介绍的alpha_s和alpha_c。
4)局部网格重新划分网格在Remeshing(重划网格)标签下,设置与局部重划模型相关的参数。
可以设置的参数包括Maximum Cell Skewness(最大畸变率)、Maximum Cell Volume(最大网格体积)和Minimum Cell Volume(最大网格体积),其含义如前所述,主要用于确定哪些网格需要被重新划分。
在缺省设置中,如果重新划分的网格优于原网格,则用新网格代替旧网格;否则,将保持原网格划分不变。
如果无论如何都要采用新网格的话,则可以在Options(选项)下面选择Must Improve Skewness(必须改善畸变率)选项。
如果Options(选项)下面的Size Function(尺寸函数)被激活,则还可以用网格尺寸分布函数标志需要重新划分的网格。
假设在某点附近的理想网格尺寸为L,而某个网格的尺寸为L',如果:L不属于[0.8*gamma*L,1.25*gamma*L]则网格被标志为需要重新划分的网格,并在随后的计算中被重新划分。
式中的ga mma用下面的公式计算:当alpha>0时,gamma=1+alpha*d_b^(1+2*beta)当alpha<0时,gamma=1+alpha*d_b^[(1-beta)^-1]式中d_b为网格到壁面边界的最小距离,alpha和beta就是需要设置的Size Fun ction Variation(尺寸函数增量)和Size Function Rate(尺寸函数变化率)。
以上两式中,alpha以边界网格尺寸为基准控制内部网格的大小,alpha等于0.5表示内部网格的尺寸至少是边界网格的1.5倍,alpha等于-0.5表示内部网格的尺寸等于边界网格的0.5倍,如果alpha等于0则表示内部网格与边界网格大小相同;bata 的取值在-1到1之间,用于控制网格从边界到内部区域的变化速率。
Beta取正值表示网格变化速率较慢取负值则表示变化速率较快,取0 则表示网格从边界到内部区域呈线性变化。
另外一个选项Size Function Resolution(尺寸函数分辨率)用于定义尺寸分布函数对网格大小的分辨率,其参照值是最小网格尺寸。