首先，介紹一下嵌套網格。網絡上關于嵌套網格的的內容大多數是關于直接利用軟件進行計算的過程，而對于前處理過程中的網格生成過程并沒有什么描述，其實這種技術已經在學術界流傳已久，只是用的都是自己的程序算法，今天，我們來使用商用軟件ICEM來進行嵌套網格的劃分，并用Fluent進行計算。

       之所以稱之為嵌套網格，即多重網格相互重疊，組合成的一組網格。這里存在兩套或者兩套以上的網格相互重疊，目前支持嵌套網格的求解器的有Fluent17.0以上版本，OPENFORM最新的版本。具體的求解技術大致為：求解器識別嵌套網格邊界，對被組分網格遮蔽的背景網格部分進行“挖洞”，具體的描述大家可以參考文獻[1]，至于網格生成思路請大家參考文獻[2]，下面進入主題。

       本文的研究對象為二位圓柱繞流，Re=20，此時圓柱表面流動認為層流，會在圓柱背風面形成一對穩定的弗普爾旋渦，如下圖。這部的計算內容對比參考文獻[3].

       首先介紹網格生成思路：(1) 生成包裹圓柱的組分網格；(2) 生成外流場域的背景網格；(3) 組合網格進行計算。

      首先生成內部包裹圓柱的網格，為了簡單我們選擇了簡單的的正方形網格：

         

       對上面左邊的圓柱劃分O-block，并進行相應的關聯，將正方形周圍的part名稱改為overset，方便在Fluent中進行改變邊界條件，成為右邊的圖，并生成網格，之后，將網格轉換成非結構網格。保存網格為inner.uns文件，特別注意，只用進行到這一步就好了，不必轉換成.msh文件，特別注意。

             

       然后劃分外流場網格，這里要注意兩組網格的坐標系要一致，即組裝起來之后，圓柱要在流體域的中間。

外流場我們選擇矩形外形，如下圖左，生成網格，并轉化為非結構網格，再保存為outter.uns文件。                       

       之后，我們在一個project里面打開上面保存的兩個uns網格文件，首先打開一個outter.uns，然后再打開inner.uns。選擇mesh>open mesh，選擇要導入的網格文件，會出現下圖的三個選項，因為是要進行網格組裝，所以選擇“Merge”進行組裝，我們就得到了嵌套網格。       

      之后，我們對網格進行輸出，選擇Fluent為求解器。

將嵌套網格導入Fluent中進行計算，首先，進行尺寸縮放，縮放為真實尺寸。

因為Re=20的情況下，圓柱表面依然為層流，并且為穩定的旋渦狀態，因此選擇穩態模式進行計算，之后選擇層流模型。

              

下面進行邊界條件設置，通過Re的求解，得到速度入口的速度為0.014876m/s；

 

下面對最重要的圓周周圍的正方形邊界進行設置，選擇“overset”邊界條件，正下的各類邊界條件，如圖中所示。

之后我們到Overset Interface里面進行設置，右鍵選擇“New”，勾選背景區域和組分區域里面識別出來的兩個流體域，然后命名為overset1。

然后設置Reference Values，選擇從入口進行計算，Area設置為圓柱直徑，這里為20mm。

然后選擇壓力速度耦合方式，這里利用了overset嵌套網格之后，就只能選擇coupled格式，剩下的都可以選擇默認了。

然后設置一下殘差

設置一下阻力系數，監測圓柱表面的阻力系數

然后進行初始化

然后我們選擇計算設置，點擊calculator

發現很快收斂，cd=2.4284

附上速度云圖

tecplot顯示的壓力云圖

可以發現，Fluent自帶的后處理對嵌套網格的支持還是很好的。

參考文獻

[1]楊文青,宋筆鋒,宋文萍. 高效確定重疊網格對應關系的距離減縮法及其應用[J]. 航空學報,2009,30(02):205-212. [2017-09-22].

[2]蔣光南. 三維嵌套網格生成技術[J]. 民用飛機設計與研究,1995,(01):15-22. [2017-09-22]. DOI：10.19416/j.cnki.1674-9804.1995.01.003

[3]詹昊,李萬平,方秦漢,李龍安. 不同雷諾數下圓柱繞流仿真計算[J]. 武漢理工大學學報,2008,30(12):129-132. [2017-09-22].    

本文轉自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_af99efb50102xoh3.html，有刪減。