动网格相关知识--1

FLUENT6.1全攻略图10-16 转子定子模型的静压等值线图在显示速度矢量时，同样有绝对速度和相对速度两种形式。

另外需要注意的是，后处理过程不能在交界区中的壁面、内部、周期等类型的边界上建立数据显示面（surface），但是可以在交界面上建立数据显示面，但结果将是单边的，就是只显示交界面一侧的结果。

而且在跨越交接面时，等值线中可能会有细微的不连续。

在画三维填充等值线时，图形中可能会出现一些小缝，但是这些缝只是图形显示问题，与解的连续性无关。

10.6 动网格模型10.6.1 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FLUENT根据每个迭代步中边界的变化情况自动完成。

在使用移动网格模型时，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21FLUENT6.1全攻略22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。

10.6.2 动网格守恒方程在任意一个控制体中，广义标量Φ的积分守恒方程为：()∫∫∫∫∂∂+⋅∇=⋅−+V V Φg V VdV S A d ΦΓA d u u ρΦV ρΦd dt d G G G G （10-7） 式中ρ为流体密度，u G 为速度向量，g u G 移动网格的网格速度，Γ为扩散系数，ΦS 为源项，V ∂代表控制体V 的边界。

方程（10-7）中的时间导数项，可以用一阶后向差分格式写成：()()t V V dV dt d nn V ΔΦ−Φ=Φ+∫ρρρ1 （10-8） 式中n 和n+1代表不同的时间层。

Fluent中的动网格动网格是目前求解计算域变化问题的常用方法。

参考Fluent帮助，可以知道动网格技术与一般流动计算设置的主要区别在于网格更新方法和更新域设置。

这里就这两方面问题的一点体会作一简单记录。

一、网格更新方法弹簧近似光滑法将任意两网格节点之间的连线理想地看成一条弹簧，并通过近似弹簧的压缩或拉伸实现网格和计算域的改变。

该方法网格拓扑不变，无需网格的插值处理，对结构化（四边形、六面体）和非结构化（三角形、四面体）网格同样适用。

但不适合于大变形情况，当计算区域变形较大时，变形后的网格质量变差，严重影响计算精度。

动态分层法在运动边界相邻处根据运动规律动态增加或减少网格层数，以此来更新变形区域的网格。

该方法适用于结构化网格，通过设置适当的分层和缩减系数，更新后的网格依然为较为均匀的结构化网格，对计算精度影响较小。

对于运动域具有多自由度和任意变形情况，该方法处理起来非常困难。

网格重生方法在整个网格更新区域内依据设定的最大和最小网格尺寸判断需要进行网格重生的网格，并依据设置的更新频率进行网格重生处理。

该方法适用于非结构化网格，能够较好的应用于任意变形的计算区域处理。

二、更新域设置更新域设置是动网格设置中的一项重要工作，最常用的设置是刚体运动域和变形域，这里针对这两种域的设置注意事项和技巧作一简单介绍。

1、域动网格一般来讲，设置为刚体运动域的区域一般为壁面类边界，通过设置固壁的运动，模拟计算域内物体的运动。

由于固壁边界有时形状较为复杂，壁面附近网格尺度与周围网格尺度存在较大差别，网格更新时变形较大。

在这种情况下，可以设置一个包含固壁运动边界的计算域，通过该计算域的整体运动模拟域内物体的运动，在有的地方将这种方法称为域动网格法。

在域动网格法中，需要设置包含运动物体的内部计算域、内部计算域界面均为刚体运动域。

如下图所示。

2、动态分层法中的分界面在应用动态分层网格更新方法时，当分层界面在计算域内部时，需要采用Split interface（这里称分界面）将运动域运动范围与固定计算域区分开来，以保证动态分层网格处理（如果运动域网格与固定域网格没有分界面，动态分层无法执行）。

图1采用滑移网格
图2采用动网格
滑移网格与动网格都可以计算瞬态运动问题。

但是存在以下区别：
（1）滑移网格需要建立多个域，实际上还是计算区域运动，是一个独立区域内所有网格一起运动，而动网格则是真正意义上的网格运动。

（2）滑移网格不会涉及到网格的变形与重生，但是要设计到交界面设置
（3）滑移网格不会造成负体积，而动网格极易形成负网格
（4）滑移网格是一种简化了的模型，最大计算误差出现在交界面位置
（5）动网格误差常出现在运动壁面位置，因此实际应用中往往将边界层与壁面合在一起运动。

（6）SRF,MRF与MP只能计算稳态，在新版本的FLUENT中应用的是坐标系变换，和滑移网格的设置有所区别。

Remeshing方法中的一些参数设定：Remeshing中的参数Minimum length scale和Maximum Length Scale，这两个参数你可以参考mesh scale info中的值，仅是参考,因为mesh scale info中的值是整个网格的评价值，设置的时候看一下动网格附近的网格和整个网格区域的大小比较，然后确定这两个参数，一般来讲，动网格附近的网格较密，这些值都比整体的小，所以在设置时通常设置为比mesh scale info中的Minimum length scale大一点，比Maximum Length Scale小一点。

以上是一般来讲的设置思路。

下面是我在NACA0012翼型动网格例子中的设置：Remeshing中的参数设定：为了得到较好的网格更新，本例在使用局部网格重新划分方法时,使用尺寸函数,也就是Remeshing+Must Improve Skewness+Size Function的策略。

将Minimum Length Scale及Maximum Length Scale均设置为0，为了使所有的区域都被标记重新划分；Maximum Cell Skewness（最大单元畸变)，参考Mesh Scale Info…中的参考值0.51，将其设定为0。

4,以保证更新后的单元质量；Size Remesh Interval（依照尺寸标准重新划分的间隔），将这个值设定为1，在FLUENT,不满足最大网格畸变的网格在每个时间步都会被标记,而后重新划分，而不满足最小，最大及尺寸函数的网格，只有在Current Time=（Size Remesh Interval）＊delta t的时候，才根据这些尺寸的标准标记不合格的单元进行重新划分,为了保证每步的更新质量，将其修改为1，就是每个时间都根据尺寸的标准标记及更新网格.Size Function Resolution(尺寸函数分辨率)，保持默认的3;Size Function Variation（尺寸函数变量）：建议使用一个小值，在0.1到0。

滑移网格法滑移网格法作为众多网格方法中的一种，在CFD 计算方面应用十分广泛，特别是在处理有旋转域的相关问题上。

但是“滑移”在中文的传统意义上是属于“动”的一种，使得很多人将滑移网格法错误的认为是动网格方法的一种。

以下将具体介绍动网格的三种实现-方法，以及滑移网格和滑移网格方法的具体实现步骤。

1 动网格方法动网格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。

其在商用软件中的应用十分广泛。

-动网格可以分为以下三种：弹簧近似光顺法、动态分层法、局部网格分层法。

1.1 弹簧近似光顺法弹簧近似光顺法近似将网格节点间通过弹簧相连，任意一个网格节点的位移均会打破网格系统的力的平衡，通过反复迭代，得到一个新的网格系统，变化过程中网格总量不变。

但在处理计算域较大变形问题时，误差较大。

1.2 动态分层法动态分层法是根据移动边界的运动规律，在变形区域实时增加或减少网格。

局部网格发生增减。

相对弹簧近似光顺法，可以处理计算域变形较大的问题。

1.3 局部网格分层法局部网格分层法是在弹性光顺法的基础上发展得到的。

在弹性光顺法得到新的网格系统的基础上，删除部分网格并从新生成。

该方法有一个网格拉伸度尺寸标准，弹性光顺法得到的网格满足标准则继续使用原网格，不满足则从新生成。

由上可见，动网格方法在数值模拟计算域形状发生变化的相关问题上具有较好的效果。

但在处理计算域旋转但形状不变的问题上有所不足。

而滑移网格方法可以很好的弥补这一不足。

2 滑移网格法滑移网方法是在计算过程中，移动单元区域沿网格分界面滑动，移动网格区域内部网格保持不变。

这一特点使得其在数值模拟带有旋转区域相关问题时，具有较大的优势。

2.1 滑移网格法实现步骤（1）读取各计算计算域网格，识别转/静交接面；（2）对转/静交界面上的网格节点进行外延，构造滑移边界；（3）找到每个滑移点的宿主单元，并计算对应的插值型函数；（4）进行流场的定常数值计算，达到收敛标准；（5）开始非定常计算，第一个物理时刻t=0；（6）对旋转域进行相应旋转，重新构造滑移边界、宿主单元搜索和插值函数计算；（7）进行第t 个物理时刻计算，直到满足内迭代收敛标准；判断非定常计算是否完成，完成则终止计算；否则开始下一物理时刻t=t+1时刻的计算，返回（6）。

主要包括两部分内容：（1）Mesh Methods （2）Dynamic Mesh Zones。

该部分主要用于网格或网格域在运动过程中，设置计算域中网格节点位置更新方法。

fluent中有三种主要网格更新方法：（1）网格光顺方法（2）动态层方法（3）网格重构。

对于3D模型，还包括in-cylinder、six-dof、Implicit Update
三种选项。

其中in-cyliner用于发动机气缸模拟，six-dof主要用于流体作用于刚体，预测刚体运动。

implicit update用于设定网格更新方式。

默认采用显式方式，勾选此选项可设定网格以隐式方式更新。

2、动态网格域
用于定义网格运动的区域及运动类型。

FLUENT中网格运动类型主要有：静止、刚体运动、变形区域、用户自定义域、耦合域。

静止域在网格运动过程中，区域内节点位置保持不变。

虽然说默认情况下不设定区域运动，则该区域为静止，但是一些情况下还是需要显式设定某些区域为静止域，尤其是在一些与刚体域相连的区域处理上。

刚体运动域：这是fluent动网格中最常见的运动类型。

通过规定刚体的速度或位移来控制运动。

变形域：由于边界运动导致节点变形。

变形域通常与刚体域是相连的。

自定义域：用户可以使用UDF定义自己需要的域
耦合域：节点位移由耦合求解器计算，在流固耦合计算中，耦合面上通常设定为耦合域类型。

FLUENT动网格教程摘自/dvbbs/dispbbs.asp?boardid=61&id=1396 题记：在学习使用Fluent的时候，有不少朋友需要使用动网格模型(Dynamic Me sh Model)，因此，本版推出这个专题，进行大讨论，使大家在使用动网格时尽量少走弯路，更快更好地掌握；也欢迎使用过的版友积极参与讨论指导，谢谢！。

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。

①进行动网格演示时，首先设置为transient;②动网格预览：display zone motion---preview mesh motion;预览之后不保存，重新打开才能恢复原样；③问题:出现负体积：如果有error前有warning,仔细查看；第一章理论基础1.1 网格生成方法比较1）铺层layering计算区域进行扩张和收缩时，网格进行合并或删除；特点：①网格的增加或删除是一层一层进行的；②适用于四边形、六面体和三棱柱网格，不适用于三角形、四面体网格；③常适用于边界线线性运动；2）弹性光顺spring smoothing计算区域进行扩张和收缩时，网格和节点像弹簧一样被拉伸和压缩（接近运动的地方压缩严重）；特点：①节点数量和链接关系不发生变化；②如果变形幅度过大，网格会高度扭曲；③适用于三角形、四面体网格，也适用于四边形、六面体和三棱柱网格；3）局部重构local remeshing计算区域进行扩张和收缩时，会自动重构扭曲或尺寸过大的网格，以满足要求；①节点的数量和链接关系会发生变化；②适合大变形、大位移；仅使用与三角形网格和四面体网格；③常和spring smoothing联合使用；1.2 边界运动1.2.1 in-cylinder对于类活塞运动，fluent集成了气缸（in-cylinder）模型；dynamic mesh---option---in cylinder;1)常用参数Crank radius:曲柄半径；connecting rod length:连杆半径；(1)通过设置起始、终止角度、曲柄、连杆半径，调整指定边界运动范围；设置crank angle step size,调整边界运动速度；设置起始、终止角度、piston axis方向，调整边界运动的方向；2）指定运动区域Dynamic mesh zones---creat/edit;Zone name---选择gambit中指定的运动边界；Type---rigid body；Motion attributes---选择piston-full(motion udf/profile)---指定活塞轴方向(piston axis);设置h_ideal(meshing option---cell hight);1.2.2 profile对于预先指定的运动，可用profile来描述；1）define---profile---read;后缀名为prof;1.2.3 六自由度模型对于物体运动和流体作用力耦合的计算问题，可以使用六自由度模型；1.2.4 udf1.3 变形的指定1.3.1 deforming1)边界上的节点，默认情况下是静止的（既不弹性光顺也不局部重构）；在smoothing时，如果将边界设置为deforming，则边界上的节点会做类似内部节点的运动和生成；2)deforming的变形形式(1)面板中只能定义cylinder和plane类型的变形；如果边界复杂，则需要用DEFINE_GEOM来定义形状；①cylinder：2d：轴不能是z轴，其实成了一个矩形，定义的边界沿着两条直线变形；(2)对于边界沿直线变化，用layering时不需要定义deforming;但是沿曲线变化则需要用deforming的udf（如扇形网格中的圆弧）；3）变形原理第二章铺层2.1 参数设置Hight based:铺层形成的网格在同一层内高度相同；Ratio based:同一层网格高度可能不同，但是不同位置处不同层网格高度比相同（移动边界为斜直线或曲线时常常出现）；Split factor:相邻网格的高度为h_ideal,当网格高度h > (1 + split factor) * h_ideal 时，一层网格被分成两层网格；Collapse fator:当网格高度h < collapse factor * h_ideal时，该层网格与相邻网格层合并；2.2 运动形式1）静止stationary2)刚体运动rigid body motion3)变形deforming4)用户自定义user-defined2.3 区域优先级1）运动优先级静止区域:高；面区域：中；单元区域：低；2）以活塞向上运动为例活塞边界（wall_down）为面区域，fluid为单元区域；如果指定wall_down为rigid body，则网格在wall_down运动的地方进行铺层；如果指定fluid(或者interior和其他边界)为rigid body,指定wall_up为stationary,则网格在顶部进行铺层；2.4 边界条件的继承性第三章弹性光顺3.1 参数3.1.1 convergence tolerance（收敛容差）1）收敛容差和迭代步数，默认值在一般情况下都比较适用；2）在迭代过程中，节点当前一次迭代位移与第一次迭代位移之比作为收敛控制参数，当其小于设定的收敛容差时，迭代停止；在一定迭代步内不能达到规定的收敛容差，也需要停止迭代，防止死循环；3.1.2 spring constant factor弹性常数主要控制内部节点相对于运动边界的位移变形；范围0-1；默认为1，此时网格在活塞（运动边界）变形明显，远离活塞变形不明显，网格仅局部变化，插值过程少，但是网格拉伸扭曲大时，也会影响计算精度；为0时，运动边界几乎影响到所有边界，网格全局变化，需要全局插值，影响计算精度；3.1.3 laplace node relaxation节点松弛因子：内部节点位移对变形边界（deforming）节点位移的影响程度；范围0-1；默认1；先在dynamic mesh zones---meshing option---smoothing methord---laplace,然后在smoothing设置该参数才会起作用；为1，内部节点充分影响到变形边界节点运动；为0，不影响，相当于没有设置deforming变形；3.2 smoothing用于其它类型网格Smoothing一般用于三角形和四面体网格，但也可以用于其他类型的网格；设置：mesh method---setting---smoothing---parameters---element---all;第四章局部重构4.1 remeshing基本特点1）当网格的扭曲率或者尺寸超过用户规定范围时，网格被重构；2）适用于三角形和四面体网格，网格节点和数量都发生改变；3）remeshing一般和smoothing结合使用；4）适用于大位移大变形，比如转动和平动结合的运动；4.2 remeshing算法4.2.1 remeshing算法流程1）标记网格参数：Minimum length scale,maxmum length scale，maxmum cell skewness;标记出尺寸超出最小最大范围的网格，以及扭曲率超过给定值的网格；Size remeshing interval:每几个时间步进行一次网格重构；Mesh cell info可以查看当前网格的信息；2）标记的网格被删除形成空穴；3）求解器使用一系列重构方法，进行区域填充；4）将物理量在重构的网格上进行插值；4.2.2 算法1）面网格重构：(1)Region face remeshing:区域面网格重构；一般定义最小网格尺度是平均尺度的0.4倍，最大尺度是平均尺度的1.4倍；(2)local face remeshing:局部面网格重构；完全基于网格的扭曲率；不能重构那些同时属于多个变形区域的面网格；设置：首先mesh moethods---setting---选中local face---设置face skewness;然后dynamic mesh zones---meshing option---remeshing method---勾选local;(3)2.5Dface remeshing:2.5维度面网格重构；见例9，虽然是三维网格，但是重构仅仅涉及一对表面，故为2.5d；设置：Remeshing---2.5d---设置参数即可；对于2.5为cell hight没什么用；4.2.3 remeshing参数1）Size remeshing interval(SRI):通过网格尺寸控制网格重构的频率；每一个时间步，fluent都会根据扭曲率进行标记网格，并决定是否重构:如果扭曲率超标，进行重构；如果扭曲率不超标，且达到SRI的间隔，且最小最大尺寸超标，则也进行重构；网格扭曲率对计算的影响大于网格尺寸；SRI较大时，网格重构主要受扭曲率控制，SRI较小时，网格重构受扭曲率和尺寸共同控制；2）maxmum cell skewness二维:0.6-0.7；三维：0.85；4.3 其它4.3.1 时间步长动网格预览时的时间步长的选取：1）基于网格尺寸和运动速度：Deta_t < min_scale / max_velocity;4.3.2 算法技巧动网格的时间步长要足够小，每一次移动网格应该小于最小网格尺寸的一半；光顺方法的结合可以适当增加时间步长；如果移动幅度已知，最好将区域划分，减少计算；4.4 sizing function尺寸函数4.4.1 说明1）功能:尺寸函数用于控制重构过程中网格的分布，使网格变化更加均匀；尺寸函数在运动边界处约束网格，使其维持在一个较小的尺度，在远离运动边界处，逐步将其增大；运用尺寸函数时，fluent自动标记出网格尺度大于当地尺寸函数值的网格；尺寸函数仅用于网格标识，并不在重构过程中控制网格尺寸；2）fluen重构网格步骤（1）标记扭曲率大于maximum cell skewness的网格；(2)如果time = SRI * deta_t,标记出长度尺度小于minmum scale length和大于maxmum scale length的网格；(3)如果打开了sizing function，标记出不满足当地尺寸函数的网格；(4)对标记网格进行重构；(5)如果打开了smoothing(推荐打开),进行光顺；4.4.2 参数1）resolution：分辨率，控制背景网格的密度；variation：变化量，最大允许网格尺度的量度；Rate:变化率，网格成长率的量度；rate=0,意味着线性增长，rate越大，表明边界处网格生长越慢，内部网格生长越快；2）设置fluent会自动生成variation和rate,默认参数就行；4.4.3 技巧1）以等高线显示尺寸函数分布：初始化流场---输入：/solve/set/expert---keep temporary memory be freed?[no]yes(这一个打开，其它全为no)---graphics and animation---countours---adaption---background size function;4.4.4 原理1）[me]fluent将当前网格边长代入尺寸函数进行计算，如果大于标准值，则标记出来；标准值：由标准网格尺寸代入求解；标准尺寸deta_s：二维，与网格等面积的三角形网格边长；三维，等体积的四面体边长；第五章其它5.1 耦合运动6DOF5.1.1 概念用in-cylinder或者profile定义的运动一般是预知的；而6DOF求解器可以计算运动与流场耦合的运动5.2.2 设置1)原理6DOF是将每一个时间步的速度角速度进行积分得到当前位置和角度的；2）设置首先：在dynamic mesh中勾选6DOF---setting设置重力加速度；然后：rigid body---motion attributes---six DOF option勾中on；第十章网格实例10.1 油缸1）设置底边为rigid body:网格在底边生成和销毁；10.2 箱体移动1）设置fluid和箱体为rigid body，左右边界为stationary:网格在左右边界生成和销毁；10.3 子弹移动设置下面流域和子弹体为rigid body；最左右侧边界设为stationary;网格在左右侧产生和销毁；设置子弹体为rigid body:网格在子弹体左右产生和销毁（不利于计算）；10.4 扇形网格扇形网格铺层：定义右下边界为rigid body,用profile文件定义其转动角速度；定义内外圆弧为deforming，用udf中define_geom定义其上节点在圆上进行节点位置更新；①udf：sector.c: DEFINE_GEOM();10.5 油缸弹性Smoothing网格光顺；左右边界设置为deforming;下边界设置为rigid body;10.6 箱体振动Smoothing其他类型网格；Box设置为rigid body;10.7 投弹Remeshing + smoothing;设置边界层为regid body（边界层自动包含弹体边界）;之前出现负网格，是因为指定单体边界运动，而周围边界层网格为四边形不能remeshing;①如果用6DOF:弹体和fluid_bondary_layer都设置为rigid body,并且在fulid_bondary_layer打开6DOF时，选中passive;②udf：6DOF_missile_drop.c:DEFINE_SDOF_PROPERTIES()10.8 活塞Remeshing---region face + smoothing;底面设置rigid body,圆柱侧面设置为deforming---cylinder;10.9 2.5D设置内外表面为rigid body;用profil文件定义旋转，方向相反（设置一个转动即可）；设置上下表面为deforming---plane,上表面的meshing method中勾选remeshing，下表面的不勾选remeshing，因为下表面是由上表面拉伸过去的。

FLUENT动网格之铺层1与光顺方法类似，动态层方法同样不是以网格质量作为网格更新判据的。

动态层方法原理很简单，且非常适合于结构网格在某一方向上具有主导运动的情况下。

本例即是这么一种情况。

1、问题描述如下图所示，计算域空间尺寸160mmx50mm，一个长方形固体块在大的空间沿x轴匀速运动，速度0.05m/s，运动时间2s，可计算出运动位移0.1m。

注意位移不能使边界重叠，否则计算会产生错误以致退出。

2、动网格解决方案若使用四边形网格，由于本例中网格运动具有强烈的方向性，满足动态层方法的应用需求。

若使用三角形网格，可使用动态层方法配合网格重构。

然而，单纯的使用动态层方法是有诸多限制的，若不对本例中的几何进行处理，是不满足动态层应用要求的。

主要问题在于：动态层方法要求运动边界为单侧边界，则同一个域中不能既拉伸又压缩。

本例显然不满足单一的网格运动，因为固体的运动前方网格被压缩，而后方网格被拉伸。

因此可将几何进行切割。

如图所示，将计算域如此切割，分解为四个计算域。

如何在ICEM CFD中对计算域进行处理，以后再说。

也可以将区域切割后分别划分网格。

边界类型：1，2，7，8：interface对类型，且为变形域，1、2伸长，7、8缩短。

3，4：wall类型，且为变形域5，6：wall类型，且为运动域9，10，11，12：计算域边界。

本例中使用wall，表示全封闭模型。

划分网格如图所示。

其中网格尺寸为1mm，共生成7306个网格。

3、定义运动本例使用PROFILE文件定义运动。

profile文件内容如下：((moveVel transient 3 0)(time 0 1 2)(v_x 0.05 0.05 0.05))4、动网格参数本例使用layering网格更新方法。

如下图所示。

只勾选Layering选项。

设置layering方法的参数如右下图所示。

采用分裂因子0.4，收缩因子0.2进行网格更新。

意味着：当网格长度大于1.4时，进行网格分裂，当网格长度小于0.2时，进行风格合并（原始网格长度为1）。

虽然瞬态PROFILE文件可以在一定程度上定义网格运动，然而其存在着一些缺陷。

最主要的一些缺陷存在于以下一些方面：（1）PROFILE无法精确的定义连续的运动。

其使用离散的点值进行插值。

如果想获得较为精确的运动定义，势必要定义很多点。

（2）一些情况下无法使用profile。

比如稳态动网格。

在FLUENT中定义网格运动，更多的是采用UDF宏。

fluent中与动网格有关的UDF宏一共有5个，其中四个用于常规的网格运动定义，一个用于6DOF模型。

这些宏分别为：DEFINE_CG_MOTION、DEFINE_DYNAMIC_ZONE_PROPERTY、DEFINE_GEOM、DEFINE_GRID_MOTION、DEFINE_SDOF_PROPERTIES注意：动网格宏只能为编译型UDF。

1、DEFINE_CG_MOTION最常用的运动网格宏。

用户可以使用该宏定义每一时间步上的线速度或角速度来指定fluent中某一特定区域的运动。

DEFINE_CG_MOTION(name,de,vel,omega,time,dtime)参数说明：name：UDF的名字。

体现在fluent中表现为可选择的函数列表。

Dynamic_Thread *dt：存储了用户所指定的动网格属性和结构指针。

real vel[]：线速度。

vel[0]为x方向速度，vel[1]为y方向速度，vel[2]为z方向速度real omega[]：角速度。

与线速度定义相同。

real time：当前时间。

real dtime：时间步长。

函数返回值为：void从函数的参数类型，配合c语言的参数调用方式可知，vel,omega为数值类型，属于传入类型。

因此只需在函数体中显式定义vel与omega即可将速度传入fluent求解器。

time与dtime是用于定义速度的。

详细实例可参看fluent udf文档p182。

2、DEFINE_DYNAMIC_ZONE_PROPERTY该宏能用于以下一些场合：（1）在in-cylinder应用中定义旋转中心。

FLUENT动网格简介在固体有限元计算中，网格运动实非什么稀奇事儿。

而且在绝多数固体计算的基本物理量是网格的节点位移，所以，固体计算中，网格节点运动是对的，没有运动反而不正常了。

也可以这么说：正因为计算域内部节点间的相对运动，才导致了内应力的产生。

流体计算与固体完全不同。

其根源在于它们使用的网格类型不同。

当前固体有限元计算采用的是拉格朗日网格，而流体计算则大多数采用的欧拉网格。

如果说把拉格朗日网格中的节点点看作是真实世界的物质原子的话，那么欧拉网格的节点则好比是真实世界中的一个个传感器，它们总是呆在相同的位置，真实的记录着各自位置上的物理量。

正常情况下，欧拉网格系统是这样的：计算域和节点保持位置不变，发生变化的是物理量，网格节点就像一个个布置在计算域中的传感器，记录该位置上的物理量。

这其实是由流体力学研究方法所决定的。

宏观与微观的差异决定了固体力学计算采用拉格朗日网格，流体计算采用欧拉网格。

关于这部分的详细解说，可以参阅任何一本计算流体动力学书籍。

世界是公平的。

有利必有弊。

朗格朗日网格适合计算节点位移，然而对于过大的网格变形却难以处理。

欧拉网格生来可以处理大变形（因为节点不动），然而对于对于节点运动的处理，则是其直接软肋。

然而很不幸的是，现实生活中有太多网格边界运动的实例。

如汽车发动机中的气缸运动、阀门开启与关闭、机翼的运动、飞机投弹等等等等举不胜举。

计算流体动力学计算的基本物理量通常为：速度、温度、压力、组分。

并不计算网格节点位移。

因此要让网格产生运动，通常给节点施加的物理约束是速度。

CFD中的动网格大体分为两类：（1）显式规定的网格节点速度。

配合瞬态时间，即可很方便的得出位移。

当然一些求解器（如FLUENT）也支持稳态动网格，这时候可以直接指定节点位移。

（2）网格节点速度是通过求解得到的。

如6DOF模型基本上都属于此类。

用户将力换算成加速度，然后将其积分成速度。

对于第一类动网格问题，在fluent中通常可以使用profile与UDF进行网格设置，通过规定节点或区域的速度、角速度或位移等方式来显式确定网格的运动，通常大部分的动网格问题都归于此类。

我是这样做动网格的在论坛学习有段时间了，尽管时间不是很长但却有很大的长进，现在是我回报论坛的时候了。

1．建模。

在gambit中,先建立点由点连成线interface,应该有两条线（注意interface线有两条，而且每条线有各自的vertices，建议在此时在EDGE COMMAND->DISCONNECT EDGES下“DISCONNECT”“interface”这条线。

）对面进行剖分设置fluid zone输出msh文件，File->Export->Mesh，注意，由于输出的是二维msh，所以要选中EXPORT 2-D（X-Y）Mesh2．启动fluent，读入msh文件只有unsteady求解器才能用动网格据说用动网格时，operating pressure 应该设置成0在Define->Grid Interfaces中创建interface在Define->Dynamic Mesh->Parameters中选择Layering-〉Constant Height, 并设置Split Factor 和Collapse Factor为0.4在File->Read->Profile 中读入事先编写的profile 文件在Define->Dynamic Mesh->Dynamic Zones 中，Zone Names 选择fluid_bottom ，Type 下选择Rigid Body ，Motion UDF/Profile 下选择oven ，点击create然后在Zone Names 下选择inlet ，Type 下选择Stationary ，在Meshing Options 下，设置Cell Height 为1（因为剖分的时候，网格长度设置为1了），点击create用设置inlet 的办法设置outlet 。

让我们预览一下动网格Solve->Mesh Motion。