2D絕熱壓縮過程彈簧光滑和網格重構算法實現

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使用基于彈簧的光滑和網格重網格運動方法來更新變形區域的體網格。對于三角形或四面體網格的區域，基于彈簧的平滑可以根據已知的邊界節點的位移來調整內部節點的位置。基于彈簧的平滑方法在不改變網格連接性的情況下更新了體網格。

但是，當邊界位移相對于局部網格尺寸較大時，網格質量可能惡化或退化。更新網格后，會導致收斂問題。為了避免這個問題，FLUENT的網格重構算法可以將劣質網格(太大、太小或拉伸過度的網格)聚集在一起，并在局部重新自動劃分網格。

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在彈簧光滑模型中，網格的邊被理想化為節點間相互連接的彈簧。移動前的網格間距相當于邊界移動前由彈簧組成的系統處于平衡狀態。在網格邊界節點發生位移后，會產生與位移成比例的力，力量的大小根據胡克定律計算。邊界節點位移形成的力雖然破壞了彈簧系統原有的平衡，但是在外力作用下，彈簧系統經過調整將達到新的平衡，也就是說由彈簧連接在一起的節點，將在新的位置上重新獲得力的平衡。原則上彈簧光順模型可以用于任何一種網格體系，但是在非四面體網格區域（二維非三角形），網格更容易畸變。在系統缺省設置中，只有四面體網格（三維）和三角形網格（二維）可以使用彈簧光順法。在其他網格類型中使用需要在TUI界面iain激活該模型。激活彈簧光順模型，相關參數設置位于Smoothing標簽下，可以設置的參數包括Spring Constant Factor（彈簧彈性系數）、Boundary Node Relaxation（邊界點松弛因子）、Convergence Tolerance（收斂判據）和Number of Iterations（迭代次數）。彈簧彈性系數應該在0 到1 之間變化，彈性系數等于0 時，彈簧系統沒有耗散過程；在彈性系數等于1 時，彈簧系統的耗散過程與缺省設置相同。邊界點松弛因子用于控制動邊界上網格點的移動。當這個值為零時，邊界節點不發生移動；在這個值為1 時，則邊界節點的移動計算中不采用松弛格式。收斂判據就是網格節點移動計算中，迭代計算的判據。迭代次數是指網格節點移動計算的最大迭代次數。

當運動邊界的位移遠遠大于網格尺寸，彈簧光順模型可能導致網格質量下降，甚至出現體積為負值的網格，或因網格畸變過大導致計算不收斂。FLUENT 采用重新劃分局部網格的方式解決上述問題。首先將需要重新劃分的網格識別出來，使用評估的網格畸變率和網格尺寸，在限定值范圍內，則標志為需要重新劃分的網格。局部重劃模型僅能用于四面體網格和三角形網格。

在Remeshing標簽下，設置與局部重劃模型相關的參數。可以設置的參數包括Maximum Cell Skewness（最大畸變率）、Maximum Cell Volume（最大網格體積）和Minimum Cell Volume（最大網格體積），其含義如前所述，主要用于確定哪些網格需要被重新劃分。在缺省設置中，如果重新劃分的網格優于原網格，則用新網格代替舊網格；否則，將保持原網格劃分不變。

在本次計算中還選擇使用In-cylinder（活塞）模型，指定Crank Shaft Speed（曲柄速度）、Starting Crank Speed（曲柄起始速度）、Crank Period（曲柄周期）以及Crank Angle StepSize（曲柄角度時間步長）等參數后，可以使用FLUENT內建函數用于計算活塞的實時位置，用于控制運動邊界。

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