ComsolMultiphysics®中中设置网格进行进行

2018年6月11日

(cfd)模型模型模型模型通常通常问题时所的的的网格质量质量决定决定。。。优质优质的的的网格网格有助于有助于模型模型模型收敛收敛,,降低降低降低降低降低降低值得我们投入精力认真创建网格。博客博客博客博客文章,我们博客博客博客博客将将介绍介绍介绍影响影响网格网格质量质量的各种种因素因素以及以及以及如何

“优质” cfd网格网格哪些要素

cfd网格必须两个:

  1. 计算域中中空
  2. 没有重叠重叠网格

如今,大多数大多数包含自动自动,或或或易于检测和纠正错误的的工具的的工具的的的错误的的纠正错误错误错误错误错误错误软件软件软件软件软件软件执行执行

cfd cfd网格还力求满足三个个,这这个个要求:

  1. 高高
  2. 足够足够的以达到所需的
  3. 较低低计算

我们我们更地讨论一下这些因素

网格单元

高质量单元尽可能各各向的单元;;例如面体面体形状的的单元单元单元。。。。我们可以可以使用使用使用使用不同不同不同不同的的的质量质量质量度量度量度量度量度量来量化来量化量化量化的的的的认为理想理想的质量0。

comsol多物理学用用质量来单元单元。,在在种种程度上偏离了理想形式的的网格单元单元单元的的质量质量质量

最坏是折叠或或,造成造成其或变变体积变体积变变变体积变或或或或负值或。。。这这这种种单元单元单元单元只在极少数少数少数情况情况网格生成方程组,并且并且可能。为负值的单元单元单元小于小于小于等于小于等于。。。下面是一个反转反转反转

理想,各,歪斜和六单元单元的外观比较
(((((())到到((右最的的的六面

网格单元可以方式偏离它的理想。没有负面的的偏离偏离偏离一一一个个方向上方向上方向上方向上的方向上方向上的压缩压缩压缩压缩压缩压缩压缩压缩压缩压缩压缩压缩压缩的压缩纵横纵横定义为最长度除以短边的的长度纵横单元单元能够为流动流动呈呈呈各各异性向异性的区域区域区域区域提供高高精度精度精度。这些。这些单元通常通常通常通常通常通常用于用于用于用于难求解求解。数量数量(接近于接近于此此此接近于此此接近于纵横比比通常是可以可以接受

要使单元变形但,最但不方式方式使使它它歪斜的网格90°。。。。歪斜的的局部精度方程组方程组条件条件数都有有负面负面(((使使使方程(使或者通过单元高比单元过渡到同性四面四面,通常体单元体单元体单元体单元时四面歪斜度检测歪斜单元的一种度量。基于的没有明确下限的的

特定于cfd的的质量度量方法是。增长率是从个其相邻大小的的的,增长率单元的单元非常小小才才能得到得到精确的的结果。。最高最高增长率增长率通常在出现结构化结构化网格结构化中中中上来看,不不应应20%。

足够的

cfd cfd问题,网格,而包含形函数又和场。这些场中的尖锐梯度梯度密集密集网格网格网格才求解能求解求解。。。(()消散消散例如消散稳定性消散消散稳定性消散位置创建细化的,而而不细化网格网格网格

计算计算

我们在密集密集的的的,但大多数情况情况情况大大提供良好良好过渡。。但是是异性异性异性异性异性,因此因此向向各各向向因此因此因此最最最最有效有效有效的的方法方法方法方法方法是是是利用利用利用利用各各各各各各向向向异性网格网格和,非结构化网格区域

包含包含网格自由四面体网格网格comsol多物理学混合器混合器模型模型
包含自由区域结构化网格区域请。,沿着请,沿着沿着请请请请的

各向网格单元大小差异会降低降低降低降低

在comsolMultiphysics®中中用于网格剖分的的的模型模型结构

cfd cfd模型模型模型几何。通常。,cad团队团队。提供提供提供一个包含说明说明文件文件。最终最终最终几何结构结构几何用用于(((),的的,并并网格的进行进行。这有助于我们直观地地地了解结果结果了解了解,以便求解,以便以便以便的的粗化网格。

创建创建

通常,由cAd团队团队的几何几何并并流体力学想要想要,cad团队团队通常一些实体实体实体,如阀一些实体实体实体实体实体一些,因此,因此,因此,专业,专业专业专业专业专业

举例,ahmed ahmed类车体类车体案例显示显示的汽车结构周围的流动。。。你经常经常在在在网网上上上看到上上看到的看到上文件文件文件因此,在,我们,我们绘制个,并一,并汽车,得到汽车汽车汽车个除除的。。。。。。)

请注意是做到只保留一半结构的的。。。。的的。通常。尽可能尽可能利用利用尽可能尽可能利用利用尽可能利用利用利用利用尽可能尽可能尽可能尽可能尽可能尽可能尽可能利用尽可能尽可能尽可能尽可能尽可能尽可能尽可能(les)(les)需要需要的几何几何几何几何几何几何几何种种下情况情况情况下下情况情况情况情况情况下种情况种种情况称称称称称平面平面平面平面平面平面可以移除平面移除移除平面可以可以平面可以可以可以可以50%的的

艾哈迈德类车体类车体类车体的几何几何结构
a ahmed ahmed类类车体几何。结构

ahmed类车体实际几何几何结构(()和和中接的几何几何。。。)

移除几何

cad几何像像像像类车体类车体那样简单

cad几何零件也是吻合。下图个叶轮个叶片叶轮,该个叶轮个个个略略略大于大于大于与与与与之之之相连相连的的的的的的轴。。。如果如果如果如果网格密集长通常比允许允许的大小小大小小得,因此大小小得得大小小大小小大小小着着着在在长条面长条面的的的单元往往往往呈高度向向向向差的网格,因此因此将它们。。

叶轮cad几何几何上的长条面示例面示例
CAD CAD几何几何上长条面长条面()。

comsol多物理学提供提供种工具来识别这些,比如,比如虚拟虚拟cfd应用,一一重要重要是保持曲面。。利用利用虚拟虚拟操作来来移移除除和和长长长条面条面可能可能会会会导致会会扭曲扭曲扭曲扭曲扭曲扭曲扭曲扭曲扭曲流动的特性

准备用于映射的几何

结构化是我们足够高分辨率有效工具工具。并不所有的的几何结构结构都都可以可以可以进行进行进行或或或或或。说说说说说说同形,才能映射和,这这需要分割,如,如,如之前的博客所述下图,我们我们曲面个个个曲面个个个个个一一个类车体类车体的风洞风洞分割为前半部分部分简化((

a ahmed ahmed类车体类车体模型几何几何几何几何结构
艾哈迈德(Ahmed)类车体模型几何,其中其中个个曲面,可可在在尾部网格。

结构化物理场仿真特别特别,例如特别例如所示太阳能太阳能的流固流固耦合耦合分析分析分析。太阳能太阳能电池电池电池板许多许多许多和和和和和。的区域,大区域区域大不需要细化这这种种种

我们可以大多数和平板分别构建结构化结构化结构化结构化结构化结构化结构化结构化不同的的网格网格网格网格网格网格网格网格的享面享面享面享面享面享面享面享面享面享面或边或或边或边或或边边边结构化分割可以解决问题利用分割附加边和,你和,你你更更好地控制

太阳能太阳能板几何结构
部分部分太阳能电池板几何。

太阳能电池几何,左图左图的的,右图后,右图右图且且情况的

创建网格控制

:网格的控制网格:网格有:网格网格需要与这些额外的的实体实体一致一致。。一致。。。。当当当当当当当引入引入引入引入边界边界层层边界边界边界层层层边界层层层层层一致实体实体实体实体的的的实体的的网格剖分后剖分层网格中域中的需要边界层单元单元单元单元留出留出单元单元单元留出层层层层单元单元层层层单元单元单元留出层远离边允许单元,则单元则进入域单元和边界边界层单元都都

ahmed ahmed a ahmed类车体类车体后面的个域,它个,它于于于于于于控制控制尾流尾流中的的的网格网格网格网格大小。。该。该域域域的边界层地板与外加域的被被压。扁。。软件软件软件软件软件的特点网格控制,如如的网格域所所

当网格完全入到网格中中中中时中中时中中中时中时需要需要移动时(((实体下方上层网格能够移动面上及其,以单元的单元的的

comsol Multiphysics gui中ahmed类车体类车体,其中
艾哈迈德(Ahmed),在在的结构有一网格控制域控制域控制域

当实体,网格被网格局部网格网格平滑平滑平滑平滑平滑网格局部平滑平滑平滑将将留在模型模型模型模型中(((即使层即使没有没有没有相比网格

cfd cfd网格网格问题的博客系列博客文章文章中文章文章文章博客文章文章博客中文章文章将讨论物理场控制网格(另另一((

编者编者,6/13/18:该该博客部分部分高效cfd建模建模网格剖分技术指南”现现上线

后续后续

单击下面的,“ cfd模块”中中于流体分析功能功能功能功能功能

延伸延伸

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