1 概念介紹

最近一直忙著其他的事情，好久都沒有更新，讓各位家人們久等了。

 

今天我們接著聊一聊動網格問題，我們在文章二十一中介紹了動網格的Layering方法，但是Layering方法的局限性很高，只能對四邊形網格或六面體網格才適用，對于三角形或四面體網格，我們需要使用光順(Smoothing)的方法

 

Smoothing光順方法分為彈簧(Spring)光順和擴散(Diffusion)光順，兩者網格運動的基本原理不同，設置上也不相同。本次案例我們詳細說明一下彈簧光順。

2  基本原理

原理：彈簧光順采用胡克定律原理，當邊界運動后，網格按照胡克定律原理被壓縮或拉伸，因此節點個數及連接關系并不會改變，只是改變了節點的相對位置。

 

使用條件：可適用于任意的網格類型；光順方法一般會和remeshing方法共同使用。

                                                                                                           

3 模型描述

本例的模型很簡單，如圖所示。模型有四個面，分別為底面(bottom)、上面(top)、左側面(left side)和右側面(right side)。其中top面保持不動，bottom面以-0.01m/s的速度沿z軸的負方向運動，內部網格隨著底部邊界運動而被壓縮，但網格節點并沒有合并或分離。

 

4 導入網格

使用Workbench打開工程文件，文件在本文末尾鏈接資源內。

 

5 Scale網格尺寸

Scale修改網格尺寸。如圖所示。

 

確保計算域尺寸是我們所需要的。

 

6 設置求解器

由于網格運動是隨時間進行的，因此動網格技術必須為瞬態模擬。將計算工況設置為瞬態。其他求解器設置可根據具體工況進行選擇。

 

7 設置動網格模型

在模型樹下雙擊Dynamic mesh，此時Task Page下頁面如圖

 

勾選Dynamic mesh，勾選Smoothing后，點擊Settings，出現Smoothing方法的設置頁面

 

點擊Advanced，出現Mesh Smoothing Parameters參數設置選項。

 

 

Spring constant factor：

彈簧因子，表示網格之間的阻尼系數，在0-1之間取值。0表示網格運動會擴散較遠，1表示網格運動只會影響附近的網格。

Convergence tolerance：

為spring算法涉及到的具體值，對于一般工況保持默認值0.001即可。

 

Number of iteration：

也為Spring算法的具體值，默認值為20，一般設置為100

 

Elements： 

Tri in Tri Zones：表示三角形網格在三角形區域變形

Tri in Mixed Zones：表示三角形網格在混合區域變形

All：表示所有區域的網格都發生變形

當網格均為三角形時，勾選Tri in Tri Zones，當網格有三角形和四邊形時，可根據不同工況勾選Tri in Mixed Zones或All

 

Laplace Node Relaxation：

用于定義節點位置的更新，保持默認即可

 

Verbosity：

用于指定是否在控制臺輸出光順方法的殘差，1表示輸出，0表示不輸出。

 

Dynamic Mesh Zones：

單擊Dynamic Mesh Zones下的Create/Edit，彈出如下窗口

 

bottom邊界：剛體邊界；Zone Names選擇bottom；Type選擇Rigid Body；Motion Attributes下只需要定義Motion UDF，導入文章二十一的UDF，選中此UDF，其他均保持默認，單擊Create，則在Dynamic Mesh Zones欄下出現bottom。

Right side：變形邊界，Zone Names選擇Right side；Type選擇Deforming；Geometry Definition下Definition選擇Faceted，定義變形邊界；

Left side：與Right side保持相同的設置。

 

8 查看動網格

在Task Page頁面單擊Preview Mesh Motion，設置時間步數為100，時間步長為0.1s，顯示頻率為1。

 

Spring constant factor=1

 

Spring constant factor=0

 

源文件鏈接：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1JhsNAthG2CBcE6PtWIYg3w

提取碼：uhob