overset網格的案例
[軟件速遞]Tioga，一個開源的并行非結構網格overset庫
Jay Sitaraman的個人項目，算是PUNDIT（CREATE A/V項目的overset模塊）的一個簡化版，有興趣的朋友可以研究一下。
1. 相關的文獻：
[1] Brazell, M., Sitaraman J. and Mavriplis D.,"An Overset Mesh Approach for 3D Mixed
Element High Order Discretizations", Proceedings of 2014 Overset Grid Symposium,
Atlanta, GA, Oct 6-9, 2014.
[2] Roget, B. and Sitaraman, J., "Robust and efficient overset grid assembly for partitioned unstructured meshes", Journal of Computational Physics, v 260, March 2014, Pages 1-24
2. 項目地址：https://github.com/jsitaraman/tioga
本文轉自流體中文網，有刪改。感謝原作者。
原帖地址：http://www.cfluid.com/forum.php?mod=viewthread&tid=150796&fromuid=128839
展開 [案例分析]STARCCM+入門系列之——球閥運動
本算例仿真球閥的運動過程，球閥的移動過程用overset網格模擬。
1、問題描述
由于球閥是對稱模型，因此采用半個球閥計算。球閥的邊界條件如下：
入口：壓力入口p=0-1e5*(sin(2*pi*25.866*time))
出口：壓力出口
工質：油
密度：ρ=1000+P/300^2
P-壓力
動力黏度：0.501 Pa-s
2、幾何與網格
本案例使用已經畫好的體網格，導入以后的幾何如下圖。
3、STAR-CCM+設置
（1）
選擇反應類型相應的湍流模型；
（2）在Region節點，把ball和valve兩個域的邊界條件，進出口條件進行設定，設定完之后的邊界條件如下：
（3）同時選擇ball和valve，右鍵選擇creat interface >overset mesh；interface節點將出現一個overset的節點。
（4）在tools >Motions節點，右鍵選擇New > DFBI Rotation and Translation，在motion節點，就會出現DFBI Rotation and Translation；
（5）在Regions > ball Physics Values > Motion Specification 節點，將 Motion改為DFBI Rotation and Translation；
（6）在DFBI > 6-DOF Bodies節點，選擇ball，并設置球體的運動規律；
（7）在求解節點，最大求解時間設置為0.24s；
（8）在file→auto save，自動保存文件數為1，保存步數為200步；
4、計算后處理
計算以后截面的壓力如下。
展開 詳解FLUENT嵌套網格
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 詳解FLUENT嵌套網格
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 
動網格模擬閥門打開
利用Fluent overset重疊網格，6dof動網格，vof多相流模型，模擬閥門打開過程，20s視頻，用40核并行計算了3天。
關于ANSYS 18.2
這里把ANSYS FLUENT 18.2的一些新特性進行一下介紹：
數值算法
對于有固定或滑動網格的瞬態計算，如果你選擇了二階隱式或有界的二階隱式的數值算法，那么現在你可以選擇使用可變時間步長的公式。當你引入任意時間步長變化時，這個公式可以減少在時間導數評估中產生的誤差。
求解網格
多面體非結構化網格適應（PUMA）技術現在可以作為一個完整的功能。這種自適應的方法可以用來改進所有的三維網格類型（多面體，四面體，六面體，等等），并且網格細化時消耗更少的內存。
當自動從interface區域列表中創建多網格interface時，現在可以設定映射選項應用于所有interface，其中至少有一個部分只包含solid區域。這個功能取代了以前在interface選項對話框中被稱為強制選項的功能，對話框只能在interface創建后使用。在創建時，而不是在創建之后設置映射選項可以大大減少具有多個interface情況下的處理時間。
對于動網格，可以實現對于邊界運動類型為固定、變形或者用戶自定義的解決方案的穩定性；此前，此選項僅可用于邊界區的六自由度進行剛體運動（六自由度）求解器或系統的耦合運動。這種方法有助于強流結構相互作用的情況下收斂。請注意，它不推薦用于interior類型的邊界區域。
對于overset網格，BSL和SST K-ω湍流模型現在可以支持。請注意，后者一直得到支持，但在文檔中沒有提到這一事實。
數學模型
湍流模型
后處理有兩個新的領域：λ2準則用于分辨湍流渦（類似于q準則），壓力的時間導數（dp-dt）有助于確定可壓縮流動模擬中的輻射聲模式。
傳熱和輻射模型
你現在可以通過TUI為源能量方程中的蒙特卡洛輻射源指定一個松弛因子。
展開 ANSYS Fluent 2022R1新功能 | 前處理、求解器和后處理性能改善!
鋰電池ROM工具
6）間隙模型
當使用動網格、Overset網格或者滑移網格模擬閥類、泵類的開閉問題時，會涉及到小間隙處流場的處理，此時可以使用間隙模型（Gap Model）。Fluent 2021R1將間隙處的流動完全阻塞，而2022R1版本，增加了一種新的使用人工粘度的方法，這種方法的好處是不需要進行域分割，網格拓撲不變，因此計算穩定性更好，尤其是對于旋轉運動如齒輪泵、容積泵等。
圖12. 間隙模型的應用
7）湍流優化器
Fluent 2022R1版本，可以使用伴隨求解器來訓練湍流模型，尤其是GEKO模型，能夠獲得類似于高保真度的尺度解析模擬結果，而不必花費很高的計算成本。
這種方法是利用梯度優化器，但不是優化幾何而是優化GEKO湍流模型的系數，軟件運用機器學習技術并為湍流模型系數構建神經網絡，可以在以后的模擬中使用來獲得類似于尺度解析模型的結果。
工作流程分為兩步，第一步是訓練，優化湍流系數來匹配高保真或者試驗數據，優化目標可以是標量數據如阻力系數，也可以是場數據，如從SBES仿真結果獲取的時間平均速度等，然后來設計神經網絡，歸納優化的GEKO系數與流場特征之間的關系；第二步是運用，將設計好的神經網絡整合到其他類似的模擬中。
圖13. 湍流優化器的應用
后處理功能提升
后處理方面，增加了視角同步功能，可以從相同視角查看多個視圖，用于視覺對比；增加了一些新的渲染材料，改善了模型渲染的靈活性；可以輸出流線動畫等。
展開 FLUENT動網格案例之十三：投彈算例的重生成算法與重疊網格算法比較 ￥299
投彈算例的重生成算法與重疊網格算法比較
基于動網格重生成算法的投彈設置資料很多，這里不再詳細說明。
動畫效果如下：
在Fluent最新版本中提供了另一種模擬運動邊界的算法，即overset重疊網格算法。
重疊網格設置步驟
仿真計算結果
文件列表
2/24 Ansys Fluent 2021 R1新功能介紹
內容簡介
2021 R1 ANSYS FLUENT最新功能介紹，包括用戶界面和FLUENT meshing網格劃分的提升，和湍流、噪聲、overset動網格、電池、多相流和燃燒物理模型等改進，以及新的高速流動算法的加入和求解器的增強。
會議時間
2021年2月24日，16:00-17:00
講師簡介
宋述軍，現任Ansys中國流體產品技術經理。2005年畢業于中國科學院，從事CFD技術支持工作十五年之久，掌握目前FLUENT/CFX等主流的商業CFD軟件，在汽車、航空航天、航發、能源、建筑等領域具有豐富的經驗。
點擊報名：http://event.31huiyi.com/2003553262/index?c=jishulink
展開 Fluent戰機外氣動模擬流程
隨后更新域的定義，因飛機本身不需畫網格，所以將飛機的區域定義為void。
然后新建默認網格控制，軟件會分別為外流場、加密區boi和飛機表面生成一些局部網格控制參數。但軟件生成的默認參數并不一定符合要求，有可能太粗。可通過點擊每一項之后再點擊Revert and Edit進行修改。
這里將加密區BOI的面網格最大尺寸設為26mm，增長率1.2。
外流場面網格最大尺寸設為100mm，增長率1.2。
戰機表面曲率控制中，最大面網格為16mm，最小面網格3mm，增長率1.2，曲率特征角設為18°。鄰近控制中最大面網格為16mm，最小面網格3mm，增長率1.2，臨近邊之間施加3層網格。
以skewness≤0.7為標準生成面網格。一般skewness≤0.8面網格質量可接受。生成后可以通過菜單欄Report>Face Limit，選擇一個quality的指標，比如skewness、Aspect Ratio等進行面網格質量檢查?；蛘咴诋嬐昝?em>網格的時候，Console欄中會出現skewness最大是多少的顯示。
之后更新邊界類型，外流域邊界對著尾跡的z-方向定義為壓力出口，戰機表面為Wall，其他邊界均為壓力遠場。
由于算力和時間所限，本例演示不畫邊界層。通常對于一般的低速飛行器需2~5層邊界層，而高速飛行器需要12~15層邊界層。
以100mm為最大體網格尺寸生成六面體網格。與生成面網格時一樣，生成后Console欄會提示網格質量，或者通過Report>Cell Limit查看網格質量。
展開 關于使用fluent進行Caradonna-Tung旋翼實驗校核
完成了從Caradonna-Tung旋翼模型搭建、overset非結構網格劃分，到計算器求解設置的過程。 對1500rpm，總距8度懸停工況下的截面壓力系數進行了校核。
下午直播 | Ansys Fluent 2021 R1新功能介紹
2021 R1 ANSYS FLUENT最新功能介紹，包括用戶界面和FLUENT meshing網格劃分的提升，和湍流、噪聲、overset動網格、電池、多相流和燃燒物理模型等改進，以及新的高速流動算法的加入和求解器的增強。
[問題討論]基于ICEM和FLUENT的二維圓柱繞流嵌套網格實例
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。
展開 [開源軟件]國產CFD開源軟件——oneFLOW
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。
教程區已經上線了部分ICEM、Fluent、Pointwise和SU2的免費\付費教程，歡迎查看。對課程學習中的問題或對后續課程有建議，歡迎添加本人QQ：3116264744交流。
關于使用fluent進行Caradonna-Tung旋翼實驗 校核
完成了從Caradonna-Tung旋翼模型搭建、overset 非結構網格劃分，到計算器求解設置的過程。對 1500rpm，總距8度懸停工況下的截面壓力系數進 行了校核。 包含case&data原文件，spclaim流域文件，mesh網格文件，旋翼模型文件
