大多數(shù)程序通常使用一種或多種類型的多面體元素，這些多面體元素必須相互連接并符合流動(dòng)區(qū)域的幾何形狀。對(duì)于復(fù)雜的流動(dòng)區(qū)域，通常需要使用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格或單獨(dú)的規(guī)則連接元素塊。

即使使用自動(dòng)網(wǎng)格生成器，也需要用戶提供數(shù)據(jù)來(lái)控制元素的數(shù)量和類型，連接性，縱橫比和其他特征。一般來(lái)說(shuō)，生成符合幾何圖形的網(wǎng)格可能會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。

除了產(chǎn)生困難之外，由多面體單元構(gòu)成的網(wǎng)格可能具有局限性，因?yàn)閱卧姹仨毱ヅ洳⑶覇卧荒芴でó?dāng)流動(dòng)區(qū)域具有快速變化的橫截面時(shí)這可能是問(wèn)題）。最重要的是，只要在幾何體中進(jìn)行更改，就必須重新生成符合幾何圖形的網(wǎng)格。

獨(dú)立網(wǎng)格

在自由網(wǎng)格中，幾何構(gòu)建和網(wǎng)格生成的操作是相互獨(dú)立的。網(wǎng)格或幾何形狀的變化可以自由進(jìn)行，而不需要另一個(gè)變化。

FLOW-3D中使用的自由網(wǎng)格化方法   由一個(gè)簡(jiǎn)單的矩形網(wǎng)格組成，其中可變間距由幾個(gè)參數(shù)控制。然后使用分?jǐn)?shù)區(qū)域容積障礙表示（FAVOR?）方法將固體幾何（由基本程序的預(yù)處理程序構(gòu)建或從CAD程序?qū)耄┙M成網(wǎng)格。在FLOW-3D特有的這種技術(shù)中，  被障礙物阻擋的元素表面和體積部分被計(jì)算并存儲(chǔ)。計(jì)算完全由預(yù)處理器完成，不需要用戶交互。

獨(dú)立網(wǎng)格的優(yōu)勢(shì)

由于網(wǎng)格和障礙物結(jié)構(gòu)是分離的，自由網(wǎng)格允許用戶在不改變網(wǎng)格的情況下修改幾何圖形。相反，可以在不影響幾何模型的情況下進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化或其他更改。這種自由度意味著CAD文件描述的復(fù)雜幾何圖形可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格化并準(zhǔn)備好解決，甚至可以進(jìn)行一些迭代以獲得所需的本地網(wǎng)格分辨率級(jí)別。

自由網(wǎng)格示例

FLOW-3D中使用的自由網(wǎng)格技術(shù)的一個(gè)例子   應(yīng)該清楚說(shuō)明這種方法提供的用于CFD分析的優(yōu)點(diǎn)。圖1（左）顯示了一個(gè)相當(dāng)粗糙的網(wǎng)格，用于研究流入啞鈴形腔體的情況。中間顯示具有精煉網(wǎng)格的幾何圖形。使用FAVOR?時(shí)，當(dāng)用戶更改在水平和垂直方向上指定的單元數(shù)時(shí)，預(yù)處理器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行此更改。將網(wǎng)格生成與幾何圖形分離允許更改幾何體而不重新網(wǎng)格化（右圖）。FAVOR?在幾秒鐘內(nèi)完成更改，使用戶擺脫合格柵格的復(fù)雜性。

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