嵌套網格
關注創建者：Oler 創建時間：2019-04-23
嵌套網格的視頻教程
基于Fluent嵌套網格的“小鳥”直升機飛行仿真
三、掌握fluent穩態求解的設置，包括： 模型的設置 計算域設置： 重疊網格，穩態計算的設置， 獲取旋翼懸停時的穩態載荷； 為瞬態計算提供初始流場 四：掌握fluent瞬態求解的設置 重點講解運動UDF的編寫與含義； 以及區域運動的設置； Scene動畫的設置等； 課程介紹： 本案例采用fluent的嵌套網格模擬直升機飛行過程中的流場情況，模擬了直升機前飛，爬升的飛行，同時考慮了直升機螺旋槳的轉動情況
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基于重疊（嵌套）網格方法的直升機旋翼懸停流場數值仿真（數值仿真結果與試驗結果進行了對比驗證）
1.本課程首先詳細講解了旋翼的建模過程、可以幫助初學者掌握采用Profili和Catia對旋翼進行三維建模； 2.本課程在Star ccm軟件中對旋翼進行了前處理，可以幫助初學者掌握Star ccm的建模模塊； 3.本課程在Star ccm軟件中對旋翼進行了細致的網格劃分，可以幫助初學者掌握Star ccm軟件網格劃分的策略，讓初學者更快掌握Star ccm軟件中的網格劃分功能。
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基于重疊網格方法的直升機旋翼前飛變距流場數值仿真（周期變距）
一、仿真思路介紹，包括： 仿真案例的介紹； 嵌套網格的介紹； 仿真網格的創建思路 二、基于starccm的復雜裝配體幾何前處理，包括： 幾何前處理； 實體的組合，創建等； 前景計算域的創建及處理方式； 背景計算域的創建及處理方式； 本節內容可以單獨作為基于starccm快速入門課程； 三、基于starccm的網格劃分流程，包括： 幾何導入的操作與技巧； 局部尺寸加密的操作；
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嵌套網格的實例教程
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。
展開 這個時候老一輩的革命家會告訴你用動網格。如果你不會的話，可以學習一下，感受一下layering、Smoothing、Remeshing三大神功。相信我，過不了多久你就會陷入到添加各種dynamic motion中。哪邊能動哪邊是靜止的一定不能搞錯，也不能少加，否則各種負體積報錯讓你分分鐘懷疑人生。
但是，Ansys有個比較低調的overset網格功能，俗稱嵌套網格。它克服了動網格容易出現負體積的問題，可以處理小間隙的運動，而且設置更為方便簡潔。在運動過程中保持好的網格質量，并且可以在非結構網格類型中嵌套局部高質量的結構化網格。那些個layering、smoothing什么的通通給我奏凱。嵌套網格第一次出現在Ansys17.0中，在Ansys18.0和Ansys19.0中不斷發展，逐漸和越來越多的功能兼容。
在嵌套網格中需要分清三個概念。
一是背景網格：嵌套網格，從名字能看出來網格是套在一起的，沒俄羅斯套娃那么復雜，一般來說就兩層。下圖中方方正正的就是背景網格。
二是部件網格：也叫Component grid。就是橙色的大圓邊界和黑色小圓邊界中間的這些呈放射狀的網格。這個小的黑色的圓就是即將要移動的物體的邊界，也就是我們的部件。所以叫做部件的網格。所以記得，在確定好運動的固體邊界以后，往外擴展一部分畫好部件網格。需要注意的是，背景網格和部件網格是分開的、各自獨立的。所以在畫網格的軟件中要同時生成兩套網格，并且都命名成overset_xxxx。這樣fluent就能直接識別出來這是嵌套網格。
三是嵌套邊界：就是Overset Boundary Condition（就是圖中的Overset BC）。也就是橙色這個大圓邊界。它表示的就是嵌套的范圍，完全由你自己決定要嵌套多大范圍。
展開 這個時候老一輩的革命家會告訴你用動網格。如果你不會的話，可以學習一下，感受一下layering、Smoothing、Remeshing三大神功。相信我，過不了多久你就會陷入到添加各種dynamic motion中。哪邊能動哪邊是靜止的一定不能搞錯，也不能少加，否則各種負體積報錯讓你分分鐘懷疑人生。
但是，Ansys有個比較低調的overset網格功能，俗稱嵌套網格。它克服了動網格容易出現負體積的問題，可以處理小間隙的運動，而且設置更為方便簡潔。在運動過程中保持好的網格質量，并且可以在非結構網格類型中嵌套局部高質量的結構化網格。那些個layering、smoothing什么的通通給我奏凱。嵌套網格第一次出現在Ansys17.0中，在Ansys18.0和Ansys19.0中不斷發展，逐漸和越來越多的功能兼容。
在嵌套網格中需要分清三個概念。
一是背景網格：嵌套網格，從名字能看出來網格是套在一起的，沒俄羅斯套娃那么復雜，一般來說就兩層。下圖中方方正正的就是背景網格。
二是部件網格：也叫Component grid。就是橙色的大圓邊界和黑色小圓邊界中間的這些呈放射狀的網格。這個小的黑色的圓就是即將要移動的物體的邊界，也就是我們的部件。所以叫做部件的網格。所以記得，在確定好運動的固體邊界以后，往外擴展一部分畫好部件網格。需要注意的是，背景網格和部件網格是分開的、各自獨立的。所以在畫網格的軟件中要同時生成兩套網格，并且都命名成overset_xxxx。這樣fluent就能直接識別出來這是嵌套網格。
三是嵌套邊界：就是Overset Boundary Condition（就是圖中的Overset BC）。也就是橙色這個大圓邊界。它表示的就是嵌套的范圍，完全由你自己決定要嵌套多大范圍。
展開 網格參數（二）
結構化網格
多網格塊的使用 （Multiple Grid Blocks）主要拓展矩形網格的應用方法是在相鄰的邊界上使用多網格。一般來說有兩種形式，相連網格塊（linked block）和嵌套網格塊（nested block），如圖 A，B 所示。相連網格塊通過邊界連接。嵌套網格塊則包含在另外一網格塊的內部。
最簡單的情況是所有網格邊界的網格線對齊，但不必提供插值方案去連接其重疊的元素。這種網格拓展形式的優點是與使用單網格塊使用時的求解程序設置相同。僅僅需要改變相鄰網格塊的邊界，任一網格塊內的數據通過邊界過渡發生更新。這些要求只與單一網格塊的基本求解算法有關。
注：這里嵌套網格的加密方法推薦外網格尺寸是內網格尺寸的兩倍，邊界一般使用 Symetry。
多網格塊極大地拓展了矩形網格的實用性，相連網格可以實現使用極少的網格將幾何體包圍的求解功能。嵌套網格具有加強局部區域的運算，不用再忍受使用整體加密網格的方式造成時間上的浪費（這也是初學者最容易犯的毛病）。
如下圖，使用多重嵌套網格的方法，將幾何體局部加密，FAVOR 后的幾何體描述更加精確，求解區域的運算也更加精確。
FAVOR 技術
非結構化網格（Unstructured Grid Blocks）
對于復雜的幾何區域來說，可以考慮更優化的網格形式。如果足夠簡單，相鄰元素組成的集合可以替代整個網格塊，這樣就把不參與運算的其他網格元素從整體排除。求解程序僅在激活的集合元素中運行，節省了運行計算時間。簡單的非結構化網格的示意圖如下所示。
結構化矩形網格的相鄰元素有足夠的運算內存，容易求解，當它轉變到非結構化網格時，最初看起來，是個令人卻步的方案。然而，單一的指數標記法使得這種過渡非常容易。
展開 來源：安世亞太
嵌套網格的相關專題、標簽、搜索
嵌套網格的最新內容
Ansys Fluent 所具有的嵌套網格功能也極大提升了瞬態運動類型問題的分析效率。
在面對復雜流動及傳熱傳質分析問題的過程中，Ansys Fluent 的非耦合隱式算法、耦合顯示算法及耦合隱式算法可以應對各種求解需求。
在OpenFOAM中實現嵌套網格（重疊網格）仿真，并解決相關調試問題
6. 將動網格技術應用于**旋轉機械**及**單向流固耦合**的實際工程問題
7. 基于二維測試算例，構建完整的OpenFOAM動網格與變形幾何仿真流程
8. 分析動網格仿真過程中的**求解器穩定性**、**網格質量**及**數值計算性能**
9.
二是“塊加密”方法，即使用更加緊密的笛卡爾網格塊，給邊界附近的網格區域“打補丁”，與嵌套網格類似。叉樹型方法結構復雜，但具有更好的動態負載均衡性。塊加密的方法，存儲結構相對簡單。</p><h3><strong>笛卡爾網格有哪些優勢？
針對
CFD
計算中風扇旋轉帶來的計算網格更新問題，發展了嵌套網格方法、
MRF
滑移網格方法和動量源方法
。通過理論分析與試驗研究，業界對影響涵道風扇氣動性能的設計參數及耦合關系有了更深刻的認識，設計參數主要包括涵道直徑、涵道長度、槳盤實度、槳葉型面、涵道唇口半徑、槳尖間隙、涵道出口擴張角等。
最終將各網格子單元按照模型的順序嵌套為整體網格，如圖2，共有1000多萬個網格節點。
圖2燈泡貫流式水輪機全流道網格
1.3 CFD計算方法
（1）控制方程：燈泡貫流式水輪機遵循連續方程、動量守恒方程、能量守恒方程、組分質量守恒方程、氣體狀態方程和通用控制方程。
（2）邊界條件：進口邊界為質量流量，出口邊界為給定靜壓。
OM為重疊網格法，也稱之為嵌套網格法，最近幾年應用的越來越廣泛和成熟。與RBM法類似，該方法也是一種瞬態方法，只是處理交界面的方式有所不同。
對比以上三種方法，各有其優缺點：
MRF方法是一種穩態方法，因此具有設置簡單、計算快速、易于收斂等優點，在計算螺旋槳的敞水曲線時一般采用該方法，計算精度滿足要求，資源耗費較少，性價比高。
最終將各網格子單元按照模型的順序嵌套為整體網格，如圖2，共有1000多萬個網格節點。
圖2燈泡貫流式水輪機全流道網格
1.3 CFD計算方法
（1）控制方程：燈泡貫流式水輪機遵循連續方程、動量守恒方程、能量守恒方程、組分質量守恒方程、氣體狀態方程和通用控制方程。
（2）邊界條件：進口邊界為質量流量，出口邊界為給定靜壓。
OM為重疊網格法，也稱之為嵌套網格法，最近幾年應用的越來越廣泛和成熟。與RBM法類似，該方法也是一種瞬態方法，只是處理交界面的方式有所不同。
對比以上三種方法，各有其優缺點：
MRF方法是一種穩態方法，因此具有設置簡單、計算快速、易于收斂等優點，在計算螺旋槳的敞水曲線時一般采用該方法，計算精度滿足要求，資源耗費較少，性價比高。
，嵌套網格，網格變形
運動定義：葉素動量法，運動坐標系，剛體運動，六自由度運動
葉片氣彈流固耦合分析方法等
分會場二：先進復合材料葉片設計分析制造一體化
Fibersim作為先進復合材料結構開發平臺，提供了專門針對風機葉片的高效設計迭代方法及同CAE工具的雙向鏈接接口。
如果按照詳細的計算方式進行仿真，Fluent 也可以提供多種方法：常用的有穩態的 MRF （多參考坐標系）方法、瞬態的 SMM （滑移網格）方法和瞬態的 Overset （嵌套網格）方法，通過詳細的建模和仿真描述，既可以精確的計算各種風扇形狀帶來的影響，也可以準確的考慮風扇的不同轉速與散熱效率之間的關系。
