黏性網格
關注創(chuàng)建者：Oler 創(chuàng)建時間：2019-04-27
黏性網格的視頻教程
![[案例專題]基于Pointwise的M6機翼黏性網格生成實例](https://img.jishulink.com/cimage/4585056150f952b8a96c6f386e0f0917.jpg?image_process=resize,fw_640,fh_404,)
[案例專題]基于Pointwise的M6機翼黏性網格生成實例
(1) 本視頻演示并詳細講解了使用Pointwise生成了M6機翼黏性網格的整個過程，包括導入模型，建立分層，生成線網格、面網格和體網格，以及設置流場域和邊界條件，最后將導出的CAS導入Tecplot中進行查看。
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查看![[案例專題]基于CATIA和Pointwise的二維NACA0012無黏/黏性非結構網格生成實例](https://img.jishulink.com/cimage/72fccdc6be9172685cd50d652de99a30.jpg?image_process=resize,fw_640,fh_404,)
[案例專題]基于CATIA和Pointwise的二維NACA0012無黏/黏性非結構網格生成實例
(2)使用Pointwise軟件生成NACA0012非結構無黏和黏性網格的步驟，包括導入模型，建立分層，生成線網格、面網格，以及線網格節(jié)點長度控制方法和面網格網格質量改善方法。 (3)使用Pointwise軟件T-REX生成二維附面層的方法 (4)本視頻可以作為Pointwise新手入門教程。
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查看![[案例專題]基于Pointwise的二維翼型O型結構網格生成實例](https://img.jishulink.com/cimage/688f8a0bdf23a34554bf3ca0965f45ad.jpg?image_process=resize,fw_640,fh_404,)
[案例專題]基于Pointwise的二維翼型O型結構網格生成實例
(1)本次教程演示并詳細講解了使用Pointwise生成了NACA6412二維翼型黏性網格的整個過程，包括導入模型，建立分層，生成線網格、面網格，以及設置流場域和邊界條件，最后將導出的CAS導入Tecplot中進行查看。 (2)視頻內講解了操作過程中涉及到的Pointwise操作的方法和注意事項，包括結構面網格生成方法，面網格改進方法及相應注意事項。
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黏性網格的實例教程
一些說明：
<1> PointWise幾何處理功能僅可以進行簡單的切割、合并操作以及創(chuàng)建簡單的直面、曲面等，一般僅用來對模型進行局部修形或修剪，不宜用來進行建模操作；
<2>PointWise中幾何沒有“點”和“體”的概念，僅包括線和面，所以一般可以使用IGES或STP等格式作為幾何輸入格式，但要注意模型建模精度問題；
<3>PointWise中可以通過特有的“T-Rex”和“Source"功能對線網格、面網格和體網格進行多種加密，較為實用且方便；
<4>PointWise運行過程中可能會崩潰，所以生成網格過程中應該及時保存；
<5>目前已推出若干PointWise視頻教程，包括:
[案例匯總]Pointwise二維翼型網格生成方法匯總
[案例專題]基于Pointwise的二維尖后緣翼型C型結構網格生成實例
[案例專題]基于Pointwise的二維翼型O型結構網格生成實例
[案例專題]基于CATIA和Pointwise的二維NACA0012無黏/黏性非結構網格生成實例
[案例專題]基于Pointwise的M6機翼黏性網格生成實例
[免費案例]Pointwise官方英文系列教程
<6>除此之外，已推出若干PointWise案例分享，包括:
[案例分析]Pointwise生成M6機翼(曲面翼梢）黏性網格
[案例分析]Pointwise生成運輸機驗證機構型全機網格
[案例分析]Pointwise生成NASA驗證機整機網格
[案例分析]Pointwise生成的"協(xié)和”號整機模型黏性網格（包含模型）
[案例分析]Pointwise生成的"F-22”整機模型黏性網格（包含模型）(進行中...
展開 1、為什么會存在第一層網格的問題
關于這個問題，實際上要從邊界層說起。實驗表明，邊界層內根據流動狀態(tài)的不同可以分為三層，自壁面向流動核心區(qū)分別為：粘性子層、過渡層和湍流核心層。邊界層很薄，一般都是毫米~微米級，因此，若采用劃分網格進而利用數值方法求解的話，勢必會大大增加計算網格的數量，從而急劇增加計算工作量。又有實驗發(fā)現，在粘性子層和過渡層內，主要是粘性力在起主導作用，慣性力的作用幾乎可以忽略。在該區(qū)域內，粘性力與速度梯度成線性關系，因此在于核心層為高雷諾數湍流流動的情況下，過渡層與粘性子層內的速度分布可以通過經驗公式直接計算得到，而無需劃分網格，換句話說，在這種情況下，可以將計算節(jié)點的第一層網格節(jié)點放置在湍流核心區(qū)內，而過渡層與粘性子層中則無需要任何網格。這部分區(qū)域中的物理量分布采用壁面函數（wall function）來計算完成。需要用到壁面函數的湍流模型包括：k-epsilon模型，雷諾應力模型。
另外一種低雷諾數湍流模型的情況則與之不同，其不采用壁面函數來求解粘性子層與過渡層中的流動物理量分布，而是采用NS方程離散求解，與核心區(qū)域求解方式一樣，如K-W模型，SA模型等。
2、Y+的問題
Y+是什么玩意兒？Y+其實是一個無量綱量，其定義為：
式中，u*為近壁面摩擦速度（friction velocity），為第一層網格節(jié)點與壁面的間距，υ為流體的運動粘度。
其中壁面摩擦速度
式中τw為壁面剪切應力，其值為，其中μ為動力粘度，為第一層網格間距。
因此可以估算第一層網格間距：
3、更簡單的計算方式
采用上式進行第一層網格間距計算比較麻煩，因為需要計算u*，而u*的計算又涉及到壁面剪切應力的計算，壁面剪切應力的計算又涉及到速度梯度的計算。麻煩的事情在于壁面法向速度梯度在劃分網格的時候是未知的，只有在計算完畢后才能得到，這實在是打臉的行為。
展開 (1) 本案例文件為《Pointwise非結構混合網格賞析》中涉及的案例3工程文件。
(2) 下載后得到的為pw格式文件，可直接導出cas等格式進行計算或在Pointwise軟件中打開進行學習編輯。
(3) 購買后為百度網盤地址和訪問密碼，可進行下載或轉存。
(4) 購買案例后學習工程中有相關問題可加案例QQ群進行答疑。
(5) 購買案例附送一次性Pointwise最新版本軟件指導安裝服務。
(1) 本案例文件為《Pointwise非結構混合網格賞析》中涉及的案例1工程文件。
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除此之外，Pointwise具有T-REX和Source功能可以實現對面網格和體網格的加密，具有對流場中任意區(qū)域進行加密控制的能力。
以下是本文作者基于Pointwise軟件和商業(yè)及開源軟件完成的一些驗證算例或項目工作。特分享如下。點擊部分項目標題，可跳轉至案例出售界面。
(1) Pointwise生成M6機翼(曲面翼梢）網格
項目說明：使用Pointwise生成了M6機翼(曲面翼梢）網格，并分別使用SU2軟件和ANSYS Fluent進行了氣動仿真計算。
（2）Pointwise生成運輸機驗證機構型全機網格
項目說明：使用Pointwise軟件生成了運輸機構型整機網格，包括機身、機翼、垂尾和平尾。使用了包括T-REX在內的多項技術。
(3) Pointwise生成逆向設計的"協(xié)和”號整機模型黏性網格
項目說明：基于公開圖片使用CATIA繪制了“協(xié)和”號超聲速客機整機模型，使用Pointwise生成了整機非結構混合網格，并使用SU2開源軟件對其氣動力進行了仿真。
（4）Pointwise生成NASA驗證機整機網格
項目說明：使用Pointwise軟件生成了NASA驗證機整機非結構混合黏性網格，模型包括機身、機翼、平尾、垂尾和發(fā)動機艙。
(5) Pointwise生成機翼導彈掛架網格
項目說明：使用Pointwise生成了機翼導彈掛架網格，并使用Fluent嵌套網格技術進行了投彈過程六自由度仿真計算。
注：本文由技術鄰用戶Oler原創(chuàng)，轉載請注明出處。
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計算網格的不確定度量化
網格的拓撲關系、黏性網格的第一層高度、增長率以及網格的空間分布等因素決定了網格的質量，也影響了CFD計算的收斂以及數值模擬的最終結果。
在此基礎上，將離散渦法引入該理論形成的自由表面隨機渦法，用離散渦法模擬流體的黏性，采用無網格降階模型，在保證計算精度的同時具有很高的計算效率，該方法對于船舶運動的預報有著很廣闊的研究前景。而 CFD 方法的優(yōu)勢在于對黏性流體中船舶及附體附近流場的模擬，并且隨著計算機技術的進步，CFD 方法對船舶運動的計算精度和計算效率也隨之提高，因而已被大量用于船舶減搖系統(tǒng)的設計中。
]Pointwise生成的"協(xié)和”號整機模型黏性網格（包含模型）
[案例分析]Pointwise生成的"F-22”整機模型黏性網格（包含模型）(進行中
Pointwise目前最新版本即為18.2R2，上圖演示即為使用此版本軟件生成的“協(xié)和“號整機黏性混合網格示意圖。（見案例帖https://www.yqgqt.org.cn/content/post/440154，或點此跳轉），其余案例可自行在舊帖中查找。
(1) 本案例文件為《Pointwise非結構混合網格賞析》中涉及的案例3工程文件。
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(1) 本案例文件為《Pointwise非結構混合網格賞析》中涉及的案例1工程文件。
(2) 下載后得到的為pw格式文件，可直接導出cas等格式進行計算或在Pointwise軟件中打開進行學習編輯。
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(3) Pointwise生成逆向設計的"協(xié)和”號整機模型黏性網格
項目說明：基于公開圖片使用CATIA繪制了“協(xié)和”號超聲速客機整機模型，使用Pointwise生成了整機非結構混合網格，并使用SU2開源軟件對其氣動力進行了仿真。
1、為什么會存在第一層網格的問題
關于這個問題，實際上要從邊界層說起。實驗表明，邊界層內根據流動狀態(tài)的不同可以分為三層，自壁面向流動核心區(qū)分別為：粘性子層、過渡層和湍流核心層。邊界層很薄，一般都是毫米~微米級，因此，若采用劃分網格進而利用數值方法求解的話，勢必會大大增加計算網格的數量，從而急劇增加計算工作量。又有實驗發(fā)現，在粘性子層和過渡層內，主要是粘性力在起主導作用，慣性力的作用幾乎可以忽略。
