ICEM CFD處理混合網格劃分中低質量的問題

所謂的混合網格,指的是模型中同時存在結構網格與非結構網格的情況。

采用混合網格的主要優(yōu)勢在于:對于復雜的幾何,我們可以將其分解成多個幾何,對于適合劃分結構網格的采用結構網格劃分方式,而對于非常復雜的部分,可以使用非結構方式進行劃分。

然而采用混合網格也有一些缺點:交接面位置網格質量會非常差。因此我們需要采用一些方式對網格質量進行改善。另外對于交界面的處理也存在一些問題。

我們先說說在ICEM CFD中進行混合網格劃分的一般步驟。通常分為以下三步:

(1)幾何準備。對于本身就是多個幾何的情況,因為處理方式簡單,這里不做討論。這里要說的是一個連續(xù)的幾何,我們需要在ICEM CFD中將其進行分割成多個部分。這里可以運用的部分主要在于ICEM CFD的幾何創(chuàng)建功能,包括點、線生成以及面切割。

(2)part創(chuàng)建。這一步其實挺重要的。如果這一步工作沒做好,后面有的是糾結。在這一步中需要將體分解成多個部分分別放入不同的part中。同時畫四面體區(qū)域創(chuàng)建body。注意,這里我們需要創(chuàng)建面將四面體部分封閉,同時要將創(chuàng)建的面放到一個獨立的part中,因為后面的節(jié)點合并中需要使用到它。

(3)創(chuàng)建block。注意這里創(chuàng)建block的時候要選擇劃分結構網格的幾何。

做完以上工作后,就可以分別進行網格劃分了。

第一個問題:交界面的處理

不同的求解器,處理方式不同。這里只說cfx與fluent。ICEM CFD對CFX的支持非常好,直接將網格導出至CFX中能夠識別出interface對,我們在cfx-pre中設置interface就可以將區(qū)域聯(lián)通了。而FLUENT則不同了,如果直接輸出,則只能創(chuàng)建的面識別成interface,且無法改成interior,而由于只有一個面,無法構建interface對,區(qū)域無法聯(lián)通。因此,我們需要在ICEM CFD中對交界面進行設置,將其改成interior。

第二個問題:交界面網格質量

由于在交界面上直接進行網格節(jié)點合并,所以極其容易導致低質量的網格。這里其實可以利用ICEM CFD中的Edit Mesh進行解決。注意要使用edit mesh,必須生成網格,也就是說六面體部分要通過file>mesh>load from blocking生成網格。網格光順界面如下圖所示。

我們可以將up to value的值設置高一些,比如0.5以上。

對于下方的處理,通常是固定hexa_8,quad_4以及pyra_5,然后光順tri_3與tetra_4,最后將所有的都進行光順。具體方法也沒有確定,可以自己進行嘗試。采用這種方法可以比較有效的提高交界面位置網格質量。