一、CFD 网格划分思路和理论基础
1.1.网格划分理论
1.2现有CFD网格划分软件对比
1.3.CFD 网格划分注意事项
1.1.网格划分理论
网格生成的本质是计算区线的离散；
用有限的离散点代替原来连续的空间。
网格分类：结构化网格和非结构化网格；
1、结构化网格：整齐的网格，２d-四边形，３d-六面体，数量少，但是思维要求高，区域适应能力差，质量相对较高，一般来说获得的计算精度更高
２、非结构网格：不整齐的网格，２d-三角形，３d—非六面体，网格数量多，但是思维要求低，区域适应能力强，质量相对较低，一般来说获得的计算精度较低
3、混合网格：通过ｉｎｔｅｒｔａｃｅ面差位获得；
网格划分的重点是：在网格无关性的前提下，减小网格质量，提高网网格量。“好又少；
网格划分的质量问题：质量，正交，长宽，曲率；提高的方法：光顺，数量增加，细节去掉；
计算域的各个部分都需要哪种程度的网格密度?
-网格必须能捕捉感兴趣的几何特征，以及关心变量的梯度，如速度梯度、压力梯度、温度梯度等。
-你能估计出大梯度的位置吗？
-你需要使用自适应网格来捕捉大梯度吗?
哪种类型的网格是最合适的?
-几何的复杂度如何?
-你能使用四边形/六面体网格，或者三角形/四面体网格是否足够合适?
- 需要使用非一致边界条件吗?
你有足够的计算机资源吗？
-需要多少个单元/节点?
-需要使用多少个物理模型?
-对沿着结构方向的流动，四边形/六面体网格和三角形/四面体网格相比，能用更少的单元/节点获得高精度的结果
-当网格和流动方向一致，四边形/六面体网格能减少数值扩散
在创建网格阶段，四边形/六面体网格需要花费更多人力
-对复杂几何，四边形/六面体网格没有数值优势，你可以使用三角形/四面体网格或混合网格来减小工作量，生成网格快速，流动一般不沿着网格方向
-多域或混合网格在不同的域使用不同的网格类型，多域网格是求解精度、计算效率和生成网格工作量之间的很好的平衡手段，当不同域直接的网格节点不一致时， 需要使用非一致网格技术
1.2现有CFD网格划分软件对比
1)Gambit:古老的软件，fluent公司开发，界面不太友好，被废弃；
2)Icem CFD：长处在于结构网格，特别是O网格，弊端在于上下游的数据衔接不是很好；在“学术研究”中更多；
3)Ansys meshing： 适用于多物理场，能够获得一个“还不错”的网格；对几何模型的适应性比较好；高质量结构网格需要花一些功夫；2D/3D模型；定义为混合网格；
4)Fluent meshing(ansys tgrid)：划分复杂模型、多部件生成高质量网格；适用于“企业产品”研究中；3D模型；定位非结构网格;一款针对fluent开发网格软件;
5)Ansa,HM…其他公司，数据连接性问题；基于workbench平台的网格划分；
1.3.CFD 网格划分注意事项
• 基本策略：结构网格优化,不能画结构网格，可采取策略：
1.分区画结构网格；
2.分区部分画结构网格，部分画非结构网格；
• 边界层：尽量做出边界层，但要注意网格质量；
• 模型维数与网格质量划分：二维比三维更容易画结构网格；
• 网格质量提高：fluent中set up domain/Improve；
• 细小部分尽可能删除，否则只能采用局部细化，细节处的
网格至少为三层；
• 基本方法：自上而下，自下而上；
• GUI问题：具有友好的选择操作性和交流便利性。
• 网格划分的前提是：将几何文件处理好，不要有小间隙，
二、网格类型
• 六面体网格
– 大多 CFD 程序中，使用六面体网格可以使用较少的单元数量来进行求解求解
• 流体分析中，同样的求解精度，六面体节点数少于四面体网格的一半。
– 大多 CFD 程序中，使用六面体网格可以使用较少的单元数量来进行求解求解
• 各向异性单元和各向异性物理相匹配(边界层,高曲率区域如同导行翼和曳尾边)
– 对任意几何，六面体网格划分需要多步过程来产生高质高效的网格
– 对许多简单几何，扫掠技术是生成六面体网格的一种简单方式
• 扫掠
• 多区
②四面体网格和四面体/棱柱混合网格
四面体网格：
1)可以快速地、自动地生成，并适合于复杂几何
• 网格可以由2步生成:
• 步骤 1: 定义网格尺寸
• 步骤 2: 生成网格
四面体网格
2) 等向细化 – 为捕捉一个方向的梯度，网格在所有的
三个方向细化– 网格数量迅速上升
穿孔平板x向应力集中
四面体网格
3) 边界层有助于面法向网格的细化, 但2-D中仍是等向的 (表面网格)
