在 CFD 模拟中如何评价模型划分的流体网格

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匿名

流体网格划分的好坏主要体现在两个方面:

  • 网格的数量
  • 网格的质量

首先需要明确的一点是,网格的计算精度和网格数量的间的关系并非是线性增长的,满足计算精度的网格数量即为较佳的网格。网格数量对计算的影响主要体现在以下几个方面:

  • 网格数量越多,计算需要的计算资源越大,诸如:内存、CPU 时间、硬盘等,内存的需求与网格的数量成正比,CPU 计算时间与网格的数量成正比;
  • 并非网格数量越多,计算越精确,对于物理量变化剧烈的区域采用局部网格加密可以提高局部的计算精度,对于一些非敏感的区域,网格密度提高对计算精度的影响不大;
  • 影响计算收敛的主要因素是网格的质量,而不是网格的数量,对于瞬态的问题,时间不长与网格尺寸相关,此时网格越密计算时间越长。

其次网格的质量问题,一般的前处理软件均可以对模型的网格质量进行评判,评判的指标一般包含如下几个因素:

  • 角度:网格边之间的夹角,其中 90 度为完美,至少需要达到 18 度以上;
  • 纵横比:对于六面体单元,纵横比指最大边长和最小变成的比值,理想的取值是 1,最大不能大于 20;
  • 行列式:最大雅可比矩阵行列式与最小雅可比矩阵行列式的比值,正常的取值范围为 0 至 1,理想值为 1;
  • 最小角:网格的最小内角,值越大则网格的质量越好;
  • 质量:用于标定网格质量的衡量指标,在 ICEM 中,不同类型的网格,采用不同的衡量方式,例如:三角形网格或着四面体网格,计算高度与每一条边的比值,取最小值,越接近 1 越好;四边形网格,网格用雅可比衡量;六面体网格的质量可以用雅可比、最大正交性、最大翘曲度衡量;金字塔网格采用雅可比;棱柱网格采用雅可比或翘曲度,取最小值作为质量评判指标。

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壬生浪人

看网格质量,一般大于 0.3 为好

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