新手求教,Fluent meshing怎么画二维网格?

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新手求教,Fluent meshing怎么画二维网格?

2023-04-19 03:09| 来源: 网络整理| 查看: 265

以下回答来自仿真秀平台文章《全解一款过于低调的高级网格划分工具Flunet Meshing》,作者是仿真秀专栏作者张杨。

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ANSYS Fluent Meshing 是一款高级流体仿真前处理工具,具备从几何到求解的完整工作流程。其前身是Tgrid非结构体网格生成工具,并在最近的几个版本新增了Fluent风格的操作界面与几何导入技术,目前已经成为ANSYS主推的流体前处理软件。

图1 ANSYS Fluent Meshing前处理工具

一、Fluent Meshing有哪些亮点

作为高级的网格划分工具,如果没有几招“看家本例”来处理复杂的网格问题,那肯定是无法让人信服的,也就不能体现自己“高级”的身份和定位。当然,Fluent Meshing具备多种强大稳定的网格处理技术,是一定不会让大家失望的,下面就通过几个典型的特色做以介绍。

1、超级“高效”的网格划分速度

随着计算机的发展,越来越多的流体仿真问题需要我们使用更为复杂与细致的几何,对应的网格数量也越来越大。目前,千万级的网格已经成为大多数产品流体仿真工作的一个常用量级,为此,我们需要更快的网格划分效率来支持工作的进度要求。Fluent Meshing具备极为高效的体网格生成技术。测试案例显示,在如下表所示的单机工作站上,Fluent Meshing生成5亿四面体网格所需的时间仅有75分钟,对应的网格文件(约29 Gb)输出时间也不超过11分钟。相比之下,其他流体工具在网格划分的速度上,就远远的落在后面了。

图2 ANSYS 流体网格划分效率对比

实际上,对于相对复杂的几何外形,Fluent Meshing生成1000万体网格也只需2-3分钟,而且稳定性好,内存利用率高,输出文件速度快,是提升流体工程师工作效率的必备工具。

2、丰富的网格 “后”处理技术

作为一名Fluent流体工程师,可以说我们对*.msh(或*.cas)格式的网格文件是又爱又恨。爱它的原因自不用多说,它是Fluent求解器最常用的网格格式;恨他的原因也不在少数,尤其是当我们需要修改网格、但又不是自己划分的时候。如果没有Fluent Meshing,那么我们拿这些*.msh格式的网格文件是没有太多办法的,想修改无从下手,划分网格的原始几何和文件也无法找到。当然,随着Fluent Meshing 的不断更新与发展,这个问题已经得到了很好的解决。Fluent Meshing把*.msh作为可编辑的格式,而且是唯一的;同时,还可以对读入的*.msh文件进行有针对性的修改,无论是六面体还是四面体,都能够在符合条件的范围内进行各种需求的处理。常见的网格修改包括:

体网格质量(skewness)提升局部加密网格边界位置调整体网格的**、缩放与旋转同名边界的准确分离对已有的体网格新增边界层多区域网格共节点拼接…

图3 为已有体网格新增边界层

图4 六面体网格与四面体网格的共节点拼接

当然,除了上面针对实际工中的一些常见需求之外,Fluent Meshing具备的其他高级技术(如诊断、改进、除错等)也可以随时应用在读入的网格之中,这些和从几何导入进行划分的工作是没有太多区别的。

3、基于“马赛克”技术的Poly-Hexcore网格

在流体仿真中,六面体与四面体网格在仿真各个环节的争论一直存在,但还是基本可以达成一个共识:那就是“六面体在求解过程中要优于四面体(虽然划分更加困难)。”为此,Fluent工程师更希望在计算域中尽可能多的使用六面体网格,这样既能有效减少网格数量,同时还有可能降低伪扩散带来的影响。Fluent Meshing在最新的版本中(2019 R1)新增了基于“马赛克”技术的Poly-Hexcore体网格生成方法,能够使六面体网格与多面体网格实现共节点连接(无interface面),而且不需要任何的额外手动网格设定(对比传统六面体网格划分),从而在保证工作完全自动化的状态下,提升提网格中六面体的数量,以达到提升求解效率与精度的目的。

图5 基于“马赛克”技术的Poly-Hexcore体网格

同时,该马赛克技术还支持边界层网格的划分,因此可以实现壁面附近的层状Poly网格+过渡区域的纯Poly网格+核心区域的六面体网格进行计算区域填充的状态,从而进一步提升网格整体质量,并有效降低网格总体数量与求解时间。

图6 带边界层的Poly-Hexcore体网格

当然,除了以上的亮点之外,Fluent Meshing也具备完整全面的前处理技术,如:保形网格重划分、包裹技术、综合诊断工具、网格间的布尔运算等等。这些也都是在实际的工作中非常便捷和常用的,限于篇幅的关系就不展开讲解了。

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全解一款过于低调的高级网格划分工具Flunet Meshing

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