黏性網格的案例
[問題討論]PointWise軟件生成網格流程
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 [問題討論]黏性網格生成時第一層網格高度的設置問題（Y+)
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的不同可以分為三層，自壁面向流動核心區分別為：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，可以將計算節點的第一層網格節點放置在湍流核心區內，而過渡層與粘性子層中則無需要任何網格。這部分區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 [案例分析]Pointwise生成的"協和”號整機模型黏性網格（包含模型） ￥49.99
(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。
[案例分析]Pointwise生成M6機翼(曲面翼梢）黏性網格 ￥29.99
(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。
(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。
[案例分析]Pointwise非結構混合網格賞析
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，轉載請注明出處。
展開 綜述 | CFD不確定度量化方法研究綜述
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。如圖1所示，Celik等[48]在Richardson外推方法的基礎上提出了網格收斂性指標（GCI），并以此研究了網格數量對二維后臺階流動計算結果的影響，結果表明，在速度接近0時軸向速度對網格的敏感度最大。
圖 1 二維后臺階流動軸向速度分布[48]
幾何外形的不確定度量化
由于制造公差的存在以及對真實模型的簡化處理，用于計算的幾何模型與真實情況不可避免地存在著一些誤差，從而引入幾何外形的不確定性。圖2給出了NACA5412翼型最大彎度、最大彎度位置以及厚度等不確定性因素影響下的升力系數不確定帶。對于升力系數而言，最大彎度帶來的不確定性最大，大迎角下厚度帶來的不確定性較大。
圖 2 NACA5412 翼型升力系數不確定帶[51]
來流條件的不確定度量化
CFD流場求解過程涵蓋了湍流模型、離散方法和數值格式等核心要素。這些模型代表了對物理問題的近似，然而不同的方法依據不同的假設，其近似的程度也有所不同，對這些要素的不確定性進行量化分析是CFD計算和可信度評估的核心環節。
展開 [問題討論]Windows下Pointwise18.2R2安裝教程 ￥2
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。
準備文件
安裝Pointwise
確認安裝
同意許可
選擇安裝目錄
開始安裝
安裝完畢，取消"運行軟件"選項
準備激活文件并激活
解壓第一個文件
解壓第二個文件
解壓后得到的文件
將第二個文件夾放入第一個文件夾中
將激活文件拷貝至C盤根目錄
以管理員身份運行批處理文件
出現如下結果，表面激活成功
打開已安裝Pointwise
按照下圖設置Server和Port
出現下圖表面安裝完成
如上。Enjoy!
附錄Pointwise網格生成流程如下（取自《Pointwise系列教程》課程對應PPT文件）：
對以上內容有任何問題歡迎與作者交流。本文為原創，轉載請注明出處。
對使用CATIA幾何建模，ANSYS ICEM網格生成，Pointwise軟件使用方法，ANSYS Fluent軟件，CFD++軟件，STARCCM軟件及開源軟件SU2軟件感興趣的讀者可以關注技術鄰賬號：Oler或添加作者QQ3116264744。
展開 【綜述】船舶在波浪上縱向運動與控制研究
這些基于勢流理論的方法有著計算效率高的優點，但其忽略了黏性的作用，未考慮船舶運動時大幅度的運動、船體附近破波現象等非線性因素，而這些因素有時會對船舶在波浪上的運動產生顯著影響。
計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，CFD）是求解黏性流場中船舶運動的重要方法，其過程主要是通過不同的湍流模型求解雷諾時均方程（Reynolds Averaged Navier-Stokes, RANS）的方法，求解思想是將計算域劃分為若干網格，在網格上對方程進行離散，將偏微分方程簡化為代數方程組。上世紀 70 年代時大多是在勢流理論的基礎上利用邊界層理論來計算粘流。1978 年，Abdelmeguid 等 [22] 基于傳熱問題求解了船舶的三維黏性繞流問題。1980 年代，對黏性流的計算逐漸發展起來。Patel [23] 通過流場試驗的測量結果，從物理上分析闡明了船舶 CFD 數值方法應采用何種近似方法，該階段的 CFD 是基于簡化的RANS 方程。
上世紀 90 年代以來，隨著計算機技術的進步，大量基于 CFD 的軟件被用于求解船舶耐波性問題，包括船艏破波 [24] 、船舶數值水池、黏性流場中的船舶運動 [25] 、帶附體和螺旋槳船舶附近的流場 [26] 等。Castiglione 等 [27] 完成的數值預報與試驗結果的對比研究表明，非穩態 RANS（Un-steady RANS，URANS）方法可以有效模擬高航速和復雜海況下的多體船運動問題。Deng 等 [28] 、梁洪光 [29] 、邱永吉 [30] 等均采用 CFD 方法計算了被動式 T 型翼對三體船阻力和耐波性的影響。但由于船舶附體（如舭龍骨、T 型翼）的邊緣部分對網格質量要求較高，CFD方法需要大量的計算時間。
展開 