摘要：

本案例利用Fluent Meshing對固定翼無人機進行網格劃分，采用全多面體網格方案減少30%單元量仍保持湍流粘性底層解析能力，不僅為無人機巡航/爬升等多工況氣動仿真提供了高精度網格基礎，還通過標準化流程支持氣動-結構耦合、控制仿真等跨學科研究，兼顧工程效率與計算經濟性。

特別適合無人機設計工程師快速掌握復雜氣動外形的工業級網格生成策略、CFD工程師學習多物理場仿真的網格適應性優化方法，以及航空航天領域研究人員構建高升力構型數值模擬的技術框架。

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1 導入幾何模型

在固定翼無人機流場仿真中，Fluent Meshing的網格劃分流程始于幾何模型的預處理階段。首先通過File-Import-CAD導入無人機三維模型，該模型通常包含機翼、機身、尾翼等部件。

針對無人機特有的薄壁結構（如厚度僅1.5mm的碳纖維機翼蒙皮），需在Geometry標簽下使用Surface Repair工具修補缺失面片，特別是機翼與機身連接處常出現的0.2-0.5mm微小間隙。通過Merge Edges功能將相鄰曲面邊界的容差設置為0.01mm，消除拓撲結構中的自由邊，這一過程需特別注意機翼前緣曲率突變區域（曲率半徑小于3mm）的幾何特征保留。

完成幾何修復后，進入計算域定義階段。采用Enclosure功能構建長方體外流場域，其邊界距離無人機表面需保持一定長度以消除邊界效應。對于包含發動機進氣道的內流場，需封閉進排氣口形成獨立流體域。此時通過在機身內部指定流體域標記點，結合Wrap功能生成包裹網格，該過程需調整包裹增長率至1.3以避免機翼尖端（厚度僅0.8mm處）的網格穿透現象。

特別在機翼-襟翼交接面等運動機構區域，需通過Face Zone建立交界面，設置1:1的網格過渡比例確保后續計算的連續性。

網格尺寸控制是提升計算精度的關鍵環節。在Size Function中設置全局基礎尺寸為機翼弦長的1/20（約15mm），針對機翼前緣（曲率半徑2mm）、翼梢小翼（高度50mm）等特征區域，啟用曲率自適應加密功能，設置最小單元尺寸0.5mm，曲率法向增長率1.2。

邊界層網格構建時，在機翼表面設置5層棱柱層，首層高度0.01mm保證Y+<1，膨脹比1.2，總厚度占邊界層位移厚度的80%，該設置能精確捕捉翼型表面的流動分離現象。

最終體網格生成階段采用Poly網格類型，在機翼表面10mm范圍內生成多面體邊界層，邊界層區域使用棱柱層主導網格。

針對展弦比達8的細長機翼，開啟Aspect Ratio Control將最大長寬比限制在25以內。完成約65萬網格生成后，通過Mesh Quality檢查模塊驗證正交質量（Orthogonal Quality>0.15）、面網格增長率（<1.5）等指標，對診斷出的0.05%負體積單元采用Smooth工具進行局部重構。

本案例生成的網格在3°-15°攻角范圍內均能穩定收斂，翼尖渦結構分辨率達到λ2準則的識別要求，為后續氣動特性分析奠定了可靠的數值基礎。

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