解析邊界層的網格對于準確模擬粘性流動是絕對必要的。在這種情況下的決議意味著

• 足夠數量的單元格以捕獲跨邊界層的梯度

• 跨邊界層的細胞與細胞尺寸比的平滑變化

• 足夠小的近壁間距，

• 橫向網格線與墻壁的正交性，以及

• 形狀良好的細胞。

在這里，分辨率在很大程度上取決于應用的網格劃分技術。Fidelity Pointwise 中基于優化的平滑技術有望通過擠壓棱柱和六面體的混合物來準確解析粘性流中的邊界層。

混合網格中的平滑

Fidelity Pointwise 有兩種生成混合網格的技術：傳統的代數擠壓和各向異性四面體擠壓，也稱為T-Rex。這兩種技術都從三重或四重網格開始并向外推進，創建單元層（分別為棱柱和六面體）。T-Rex 是一種先進的層技術，它在名義上與壁正交的方向上向外移動擠壓前沿上的每個網格點，并使用規定的步長來實現適當的邊界層分辨率。

通過將每個擠出點連接回擠出前沿而產生的各向異性四面體被組合以形成棱柱或六面體的堆疊。T-Rex 包括廣泛的平滑方法來控制擠出軌跡、調整細胞形狀并避免與其他擠出前沿發生碰撞。

Fidelity Pointwise 中的代數擠壓由網格要遵循的定義軌跡組成，包括沿線擠壓、繞軸旋轉、沿用戶指定路徑以及垂直于初始網格。多種平滑選項對于確保代數技術生成非折疊網格是必要的，因為它們缺乏像 PDE 方法那樣的優雅數學基礎。

基于優化的平滑技術

在 Fidelity Pointwise 中引入混合細胞網格需要在擠壓方法中進行平滑處理，以解決細胞間的差異。除了支持同一網格中的混合單元類型外，新的平滑旨在優化單元形狀和尺寸以確保良好的邊界層分辨率。為了平滑從由三角形和四邊形組成的正面的擠壓（即并排擠壓棱柱和六面體），必須平滑高級層上每個節點的擾動以考慮不同細胞類型的競爭效應。

應用擠壓和平滑

奧涅拉 M-6

ONERA M-6 機翼是一種略微后掠的低展弦比機翼，具有圓形尖端和鋒利的后緣。圖 1 顯示了由四邊形區域（用于前緣和后緣分辨率）和三角形組成的表面網格。采用標準方法進行代數擠壓，第一步高度為 0.0001，步長增長率為每步 10% .

圖 1.ONERA  M-6 機翼尖端附近混合網格的特寫視圖。

對于 P=0 和 P=2，每步使用 50 次平滑迭代擠壓 40 層。擠壓網格翼根對稱平面區域的視圖如圖 2 所示。P=0 情況（左）的擺動是由于將平滑偏置到最差成本函數，在這種情況下，這是執行的對稱平面條件。P=2 的情況（右）網格更平滑，因為它偏向于平均成本函數。

圖 2. ONERA-M6 機翼前緣對稱平面上的 40 個擠壓層，用于平滑指數 P=0（左）和 P=2（右）。

埃格林塔

Eglin 相互干擾實驗中的翅片塔與所有擠出的三角形和棱柱網格化，以測試新的平滑方法處理凸區域（如翅體連接處）的能力。在圖 3 中顯示了平滑指數 P 設置為 0、1 和 2 的 100 次平滑掃描 25 步之后的外部擠壓前沿。P=2 的情況（底部）表示在靠近翅片尾部的區域中具有倒角的九個棱柱邊緣，而 P=0 和 P=1 的情況下沒有發現問題元素。這是由于較低的指數偏向于修復最差的成本函數。

圖 3. 第 25 個擠出層，用于從 Eglin 塔/商店擠出棱鏡，用于平滑指數 P=0（左）、P=1（中）和 P=2（右）。

要嘗試Fidelity Pointwise為您的粘性 CFD 應用擠出光滑的邊界層網格，請單擊下面的按鈕 –

文章來源：cadence博客