網格無關性
關注創建者：Foreverup 創建時間：2019-06-24
網格無關性的視頻教程
基于CFD的轎車阻力仿真
網格劃分，網格無關性驗證流程； 3. fluent汽車阻力仿真設置流程，網格調試與湍流模型匹配分析； 4. 后處理過程，提供源文件與答疑過程；
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基于MRF方法的離心泵與誘導輪仿真分析
1.應用MRF方法對帶蝸殼和誘導輪的離心泵仿真全過程； 2.CFD-post后處理過程； 3.網格無關性驗證過程； 4.流量-揚程曲線獲取方法； 5.提供源文件與后期答疑
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網格無關性的實例教程
實際計算中，在網格細密到對結果的影響可以忽略不計時，可認為獲得了網格無關解。
網格無關性驗證步驟
根據模型初步確定一個網格數量，例如總數十萬網格。
在保持其他的條件不變的情況下，逐步增大網格數量（注意要成比例增加），例如從十萬到二十萬到四十萬、八十萬、一百六十萬。
觀察數值解的變化趨勢，如果相鄰兩次的解的誤差在5%-10%之間，一般認為網格對結果的影響在可接受的范圍內，驗證完成。
注意：初步的網格數量也很重要，如果太少的話，可能會出現前幾次數值解的誤差也不大，但并不能驗證網格無關性。所以初步的網格數量不能太低，具體的數量要結合自己的模型復雜程度來確定。
下面結合圖表，給大家做一個說明：
如圖所示為某模型從五萬到一百六十萬網格的數值解的變化曲線，可以看出，隨著網格數量的增加，曲線基本保持一致，對網格的敏感性不是特別強。
再截取要比較的參數隨著不同網格數量的變化曲線，可以看出，隨著網格數量的增加，比較參數一開始會產生振蕩變化，但當網格逐步增大之后，參數的值越來越趨向于定值。
展開 從數值上來看，隨著網格數量增大，參數的數值解越來越趨向于定值，且從四十萬網格到八十萬網格相鄰兩數據相差約為4%；從八十萬網格到一百六十萬網格相鄰兩數據相差約為1%；故可認為此時的數值仿真結果已經收斂，網格無關性驗證完畢。
關于網格無關性的驗證，你學會了嗎？
下載地址：有限元仿真實踐原理
本教程將通過一個簡單的管道內流體流動實例來說明利用FLUENT參數化分析來進行網格無關性測試。
1 啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項，即可在項目管理區創建分析項目A。
2 導入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時會彈出“打開”對話框。
（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入幾何體文件。
3 劃分網格
（1）雙擊A3欄Mesh項，進入Meshing界面，在該界面下進行模型的網格劃分。
（2）依次右鍵選擇模型入口邊界和出口邊界，在彈出快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱inlet和outlet，單擊OK按鈕確認。
（3）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，依次選擇Mesh→Insert→Sizing。Geometry選擇管道進出口邊緣，Type選擇Number of Divisions，在Number of Divisions中輸入20。
（5）單擊鼠標左鍵選擇Number of Divisions前的方框，顯示P字樣。同樣，選擇Mesh中Statistics里的Nodes和Elements，選擇三個計算參數。
展開 但你很難一次就判斷準，這便引出了仿真流程中最為繁瑣的一環：網格無關性驗證。
所謂網格無關性驗證，是指通過對比不同疏密的網格計算出的結果，證明當網格細到一定程度后，計算結果不再發生顯著變化。只有通過了這一驗證，仿真才具有說服力，證明結果反映的是物理規律而非數值誤差。
驗證過程無聊枯燥且耗時
首先畫一套較粗的網格，做計算。
在流場變化劇烈的區域局部加密，生成第二套網格，再計算。
對比關鍵指標（如升力、阻力、壓降）。
如果差異較大，繼續加密，生成第三套、第四套...第N套網格。
對仿真工程師來說，這意味著頻繁修改全局網格參數、手動圈定局部加密區。這種重復勞動占據了大量工時，雖然是必須，但你寫周報時，如果寫“本周花3天時間做網格無關性驗證”，還是不免會緊張。
更讓人難受的是：一套網格通常只適用于一個特定的工況。
你做汽車風阻模擬，當車速從60km/h提升到120km/h，尾跡區會變化。原本精心調整的網格，可能在新的工況下完全錯位。
你算液冷，如果更換了流質，例如從水換成乙二醇，由于雷諾數的變化，邊界層的厚度也會隨之改變。這意味著要重新走一遍網格無關性驗證流程。
有沒有辦法讓算法自己尋找需要加密的地方？天洑AICFD的AI網格正是為了解決這一痛點。
在AI網格流程下，你只需要提供一套基礎的、覆蓋幾何形狀的粗網格。算法在計算過程中會實時監控物理場的變化，自動計算物理量梯度，自動加密大梯度區域。
AI網格確保了網格分布始終與物理現象同步，即便換了工況、換了流速，也能自動追蹤新的高梯度區域并適配，無需人工干預。
回到標題，CFD模擬能不能不做網格無關性驗證？
當前階段，重復性、迭代性的工作非做不可，但人不必動手，交給算法就好。
展開 局部網格控制
4.1局部網格控制概述
4.2網格劃分方法控制
4.3網格劃分尺寸控制
4.4接觸對控制
4.5面網格劃分
4.6匹配控制
4.7 Pinch縮放控制
4.8膨脹控制
5. 3D幾何網格劃分
5.1模型網格要求概述
5.2自動網格劃分
5.3四面體網格劃分
5.4六面體網格劃分
5.5體掃描劃分
5.6多區域網格劃分
案例3-電機轉子結構網格劃分實操
6. 2D幾何網格劃分
6.1四邊形為主網格劃分
6.2三角形網格劃分
案例4-2D結構網格劃分實操
7. 網格質量評估
7.1網格質量評估概述
7.2單元質量
7.3單元長寬比
7.4單元雅可比系數
7.5單元翹曲系數
7.6單元平行偏差
7.7單元最大夾角
7.8單元扭曲度
7.9單元正交質量
8. 復雜裝配體網格劃分與計算有效性關系
8.1模型切分
8.2模型虛擬拓撲
8.3模型缺陷修復
案例5-發動機排氣管網格劃分
9. 網格劃分其它功能與結果有效性
9.1網格連接功能
9.2節點合并對結果的影響
9.3節點移動對結果影響
案例6-模型網格節點移動實例
10. 網格無關性分析
10.1應力場分布特點
10.2應力集中與應力奇異
10.3網格無關性處理標準
案例7-發動機排氣管網格無關性分析
11.
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用hypermesh劃分網格時，為啥用過渡性細化網格時，過渡區域無網格
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所謂網格無關性驗證，是指通過對比不同疏密的網格計算出的結果，證明當網格細到一定程度后，計算結果不再發生顯著變化。只有通過了這一驗證，仿真才具有說服力，證明結果反映的是物理規律而非數值誤差。
驗證過程無聊枯燥且耗時
首先畫一套較粗的網格，做計算。
在流場變化劇烈的區域局部加密，生成第二套網格，再計算。
如何提高模擬分析的準確性-網格篇1個月前
前 言
網格是Moldflow模擬分析的基礎，其質量直接決定流動模式、熔接線位置、氣穴預測及凍結層因子等關鍵仿真結果的準確性。不同類型網格（Beam、Midplane、Fusion、3D）各有適用場景，邊長控制、匹配率、關鍵區域網格密度等參數設置不當，都會導致分析結果偏離實際生產。本專題（網格篇）從網格類型選擇、邊長控制、匹配率提升及網格對典型結果的影響入手，幫助工程師掌握提高模流分析準確性的網格處理方法
多晶材料的宏觀性能來自內部晶粒與晶界的復雜相互作用，而我們在計算中只能截取有限大小的 RVE。如果邊界處理不當，RVE 的響應會被“邊界效應”主導：例如邊界過度約束導致材料顯得過硬，或邊界過度自由導致材料顯得過軟，甚至出現非物理的應變局部化或旋轉模態。這種誤差會直接影響應力–應變曲線、各向異性參數（如 R 值）、晶粒內應變分布和損傷起裂位置等關鍵結論。
周期性邊界條件的目標是：讓 RVE
Easypbc插件需要相對面的節點一一對應，方便后續點對點周期性邊界條件的施加，如果節點不是一一對應的就會導致插件報錯。那么如何劃分周期性網格呢？
1.有些人是在Hypermesh中劃分的，該方法我也嘗試過。在導入到ABAQUS后，Mapping accuracy默認1E-07時，無法創建一一對應哪個的節點集合。只有將其放大，例如1E-03才可以。所以該方法既有較高的學習成本，網格質量也一般。
（網格尺寸已通過網格無關性驗證）
圖3機輪有限元殼模型
3 自由落體設置
在輪胎下方放置一平面，平面與輪胎最低點距離113.9mm（對應自由落體釋放后機輪沖擊平面的豎直速度為1.5m/s）。
以標準旋流器為研究對象，通過網格無關性驗證，確定了最優網格劃分方案，有效避免因網格誤差導致的模擬偏差。在與實驗數據的對比中，軟件模擬的切向速度、軸向速度與實際測量值呈現高度一致性，壓降和液體分流比的相對誤差控制在工程可接受范圍內，分離效率曲線的擬合度也達到理想水平。
確定合適的網格尺寸，通常要做網格無關性驗證，即逐步加密網格，一直到物理場幾乎不變為止，確定最終網格尺寸。
除了總體尺寸，網格劃分還講究“該密的地方密，該疏的地方疏”，即在物理場變化較為劇烈的區域加密網格。
對結構仿真來說，在應力集中、大變形等區域往往需要加密網格，以捕捉更細微的變化，提高精度。
對無反應的情況進行數學模型驗證，以驗證網格無關性和噴霧子模型。發現最小單元尺寸為0.25 mm的網格分辨率與液相和氣相貫穿距和混合分數分布的實驗結果一致。整體點火過程表明，早期反應發生在稀燃側，并且第一階段點火在接近化學計量條件下開始，并傳播到更濃的混合物中，在此促進點火，這是冷火焰傳播的特征。然后，第二階段點火發生在富燃側。最后，穩定的擴散火焰形成，穩定的火焰結構在文中也被進一步研究。
網格無關性驗證是在保證網格質量和模擬準確性的前提下，將網格數量降低至符合運行要求的最低值。本文中的模型采用了1 347 262、2 122 552和3 525 712三種不同網格數量的噴射器二維結構，如圖5所示，不同網格數的計算結果誤差均符合要求，與1 347 262相比，其他兩個誤差為0.23 %和 0.05 %。
