邊界層網(wǎng)格
關(guān)注創(chuàng)建者：laplacianFoam 創(chuàng)建時(shí)間：2019-08-08
邊界層網(wǎng)格的視頻教程
Hyper mesh 2D邊界層繪制
邊界層網(wǎng)格創(chuàng)建： 深入講解邊界層網(wǎng)格的概念和重要性。 演示如何在HyperMesh中創(chuàng)建邊界層網(wǎng)格，包括選擇表面、設(shè)置邊界層參數(shù)和生成網(wǎng)格。 視頻特色： 實(shí)操性強(qiáng)：通過實(shí)際案例演示，讓您在操作中掌握技能。 詳細(xì)講解：對每個(gè)步驟進(jìn)行細(xì)致講解，確保您能夠跟上節(jié)奏。 互動(dòng)性強(qiáng)：視頻中包含問答環(huán)節(jié)，幫助您鞏固所學(xué)知識。
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UDF獲取邊界網(wǎng)格、區(qū)域網(wǎng)格以及邊界網(wǎng)格源項(xiàng)加載
通過UDF的方式，標(biāo)記某指定邊界上一層網(wǎng)格、某一區(qū)域網(wǎng)格，以及實(shí)現(xiàn)指定邊界網(wǎng)格上的源項(xiàng)加載，該方法簡單方便，無需單獨(dú)劃分網(wǎng)格。同時(shí)該方法適用于動(dòng)網(wǎng)格中實(shí)時(shí)獲取移動(dòng)邊界上網(wǎng)格，提取邊界網(wǎng)格參數(shù)。
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邊界層網(wǎng)格的實(shí)例教程
工業(yè)上的流動(dòng)問題大部分是湍流問題，當(dāng)我們采用湍流模型來模擬這些流動(dòng)的時(shí)候，如何處理固體壁面附近的邊界層是一個(gè)問題。按照FLUENT的User’s Guide[1]的指導(dǎo)，壁面附近的網(wǎng)格在垂直于壁面的方向應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加密，以準(zhǔn)確地模擬邊界層的效應(yīng)。但是，很多人在實(shí)際計(jì)算的時(shí)候，往往不對網(wǎng)格做邊界層加密（圖1），這是令人比較困惑的。
圖1 文獻(xiàn)[2]的物理模型和計(jì)算時(shí)使用的網(wǎng)格。該文獻(xiàn)的內(nèi)容是計(jì)算一個(gè)截止閥內(nèi)部的湍流流動(dòng)。可以看出作者并沒有對網(wǎng)格做邊界層加密。
一方面，無論是按照FLUENT User’s Guide的指導(dǎo)還是按照湍流模型近壁面處理的有關(guān)知識，對壁面進(jìn)行邊界層加密是必要的。另一方面，我們又看到很多人在實(shí)際計(jì)算中并沒有做邊界層加密，而且計(jì)算結(jié)果往往還和實(shí)驗(yàn)測量值符合。這到底是什么回事呢？我們在實(shí)際計(jì)算的時(shí)候，是否必須對網(wǎng)格做邊界層加密呢？
這取決于所計(jì)算的問題的性質(zhì)。如果在我們所計(jì)算的問題中，邊界層是一個(gè)重要因素，那么對邊界層網(wǎng)格進(jìn)行加密是必要的；如果在我們所計(jì)算的問題中，邊界層是次要因素，那么可以不對邊界層網(wǎng)格進(jìn)行加密。
我們來看兩個(gè)例子。第一個(gè)例子是平板湍流邊界層摩擦阻力的計(jì)算。沿著流動(dòng)方向平板的長度是L=1m，來流速度U=10m/s，工質(zhì)是水，其密度為ρ=1000kg/m3，粘性系數(shù)為μ=0.001Pa·s。我們生成了兩個(gè)網(wǎng)格，一個(gè)是不做邊界層加密的（圖2），另一個(gè)是做邊界層加密的（圖3）。我們在FLUENT 14.5中分別用這兩個(gè)網(wǎng)格來計(jì)算，所用的湍流模型是k-ω SST。
圖2 計(jì)算平板邊界層流動(dòng)所用的網(wǎng)格。不做邊界層加密。邊界的紫色部分為速度入口，黃色部分為對稱條件，白色部分為壁面（即上文所提到的1m長的平板），紅色部分為壓力出口。網(wǎng)格尺寸為25mm。
展開 Hypermesh聯(lián)合Fluent仿真：教你創(chuàng)建CFD邊界層網(wǎng)格
導(dǎo)言：本教程適合采用Hypermesh作為CFD前處理軟件的新手，主要解決做流體仿真分析時(shí)，邊界層網(wǎng)格如何創(chuàng)建，以及內(nèi)部的四面體網(wǎng)格如何創(chuàng)建的問題，不包含求解器分析部分。
目錄：數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)清理、網(wǎng)格劃分、網(wǎng)格導(dǎo)出
1、 數(shù)據(jù)導(dǎo)入
在數(shù)據(jù)導(dǎo)入hypermesh之前確保一些大的清理步驟，比如塊的創(chuàng)建、切割、面的縫合等已經(jīng)過專業(yè)的三維數(shù)模軟件處理（Hypermesh做這些操作不是很方便）。打開Hypermesh，User Profiles先選擇默認(rèn)，按圖1的步驟點(diǎn)擊導(dǎo)入數(shù)據(jù)。
圖1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入
展開 文章最后展示一個(gè)很常見的誤區(qū)，許多工程師熟悉邊界層理論，也按照要求做好了網(wǎng)格，計(jì)算結(jié)果卻不理想，很多時(shí)候都是由圖8所示的問題引起，忽視了邊界層最外層與主流網(wǎng)格的過渡，導(dǎo)致從一個(gè)很小的邊界層網(wǎng)格直接過渡到主流區(qū)的大網(wǎng)格，體積變化率（Volume Change，衡量網(wǎng)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之一）可達(dá)上千。正確的做法是右圖所示，通過計(jì)算，設(shè)置邊界層總厚度為面最小網(wǎng)格尺寸1~2倍，即可獲得適當(dāng)?shù)倪^渡比例。
圖8 邊界層與主流網(wǎng)格過渡
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2、新能源汽車PACK熱流體仿真進(jìn)階20講
3、新能源動(dòng)力電池?zé)峁芾碓O(shè)計(jì)入門到進(jìn)階23講
4、 Hypermesh網(wǎng)格劃分-精講進(jìn)階視頻教程
5、有限元分析ANSA19.0視頻教程零基礎(chǔ)入門到精通50講
展開 Open the Model File
安裝目錄下的： manifold_inner_cylinder.hm 網(wǎng)格文件。
3. Check That the Surface Elements Define a Closed Volume
4. Generate a BL Distributed Thickness Loading to Prevent Boundary Layer Interference
5. Generate the Boundary Layer and Tetrahedral Core Mesh
點(diǎn)Mesh生成邊界層體網(wǎng)格。
合理控制修改層數(shù)、第一層厚度、增長率等參數(shù)，使得邊界層不超出壁面
6. Mask Elements to Inspect the Boundary Layers’ Thickness on Thinner Areas
7. Arrange Volume and Surface Components Before Exporting the Mesh for CFD Solvers
展開 3.邊界層數(shù)對流速和流阻的影響
以一段S形狀管為例進(jìn)行邊界層對流速流阻影響的探討。管路直徑Ф20mm，長度188mm，入口流量10L/min。
網(wǎng)格尺寸和邊界層高度直接影響流阻，邊界層數(shù)增加，y+減小，流阻增加，可見在做邊界層時(shí)并不是層數(shù)越多，尺寸越小越好，合適最好，先考察流動(dòng)狀態(tài)，選擇合適的湍流模型，針對對應(yīng)的壁面函數(shù)判斷y+是否合理，進(jìn)而確定網(wǎng)格是否合理，本次算例中，通過雷諾數(shù)判斷，第一層邊界層高度最好在0.9mm左右。
邊界層網(wǎng)格的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
邊界層網(wǎng)格的最新內(nèi)容
步驟7：最終檢查
重回網(wǎng)格頁簽，點(diǎn)擊生成即可開啟邊界層網(wǎng)格精靈，點(diǎn)擊精靈中的生成即可繼續(xù)生成網(wǎng)格；當(dāng)所有網(wǎng)格項(xiàng)目皆完成后，即可按精靈中右上角的確認(rèn)，并離開網(wǎng)格精靈。
分割復(fù)曲面（Divide Polysurfaces）特色
? 更快速地完成幾何接觸面的分割
? 提供更明確的進(jìn)度條信息，可了解當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)度
? 可以點(diǎn)選進(jìn)度條的取消鍵，中斷Command的執(zhí)行流程。
與ICEM CFD相比，ICEM擅長流體邊界層網(wǎng)格的生成，而HyperMesh在非流體網(wǎng)格（結(jié)構(gòu)網(wǎng)格）處理上更具優(yōu)勢，且功能更全面，無需切換工具即可完成全流程仿真。
其二，兼容性與開放性更勝一籌。
幾何保形優(yōu)化：新增生成參考面功能，智能識別并保持原始幾何特征，在細(xì)小倒角、曲率劇變區(qū)域輸出高保真度邊界層網(wǎng)格。
AI網(wǎng)格監(jiān)控與歷程動(dòng)畫：網(wǎng)格生成過程實(shí)時(shí)可視化監(jiān)控，并可導(dǎo)出網(wǎng)格演化歷程動(dòng)畫，便于用戶評估網(wǎng)格質(zhì)量。
結(jié)構(gòu)分析優(yōu)先選用六面體（Hex），流體分析關(guān)注邊界層網(wǎng)格。網(wǎng)格不是越細(xì)越好，而是要在計(jì)算效率與收斂性之間找到平衡。
??技術(shù)鄰-大奎原創(chuàng)，禁止搬運(yùn)
多晶塑性任意復(fù)雜網(wǎng)格周期性邊界的施加3個(gè)月前
多晶材料的宏觀性能來自內(nèi)部晶粒與晶界的復(fù)雜相互作用，而我們在計(jì)算中只能截取有限大小的 RVE。如果邊界處理不當(dāng)，RVE 的響應(yīng)會被“邊界效應(yīng)”主導(dǎo)：例如邊界過度約束導(dǎo)致材料顯得過硬，或邊界過度自由導(dǎo)致材料顯得過軟，甚至出現(xiàn)非物理的應(yīng)變局部化或旋轉(zhuǎn)模態(tài)。這種誤差會直接影響應(yīng)力–應(yīng)變曲線、各向異性參數(shù)（如 R 值）、晶粒內(nèi)應(yīng)變分布和損傷起裂位置等關(guān)鍵結(jié)論。
周期性邊界條件的目標(biāo)是：讓 RVE
為解決上述困境，Moldex3D Mesh 還提供邊界層網(wǎng)格 (BLM) 法。針對 BLM，使用者無需在實(shí)例化網(wǎng)格上花很多時(shí)間。此外，BLM 所產(chǎn)生的實(shí)體網(wǎng)格質(zhì)量相當(dāng)良好，已足以進(jìn)行 CAE 分析，可取得準(zhǔn)確的結(jié)果。一般而言，它會為整個(gè)塑件在厚度方向之間提供至少五個(gè)元素層數(shù)。如此一來，便可更準(zhǔn)確模擬在模穴邊界由剪切生熱現(xiàn)象所導(dǎo)致的溫度升高。再者，亦可更加準(zhǔn)確地預(yù)測填充、壓力曲線等的分析結(jié)果。
這份白皮書詳述設(shè)計(jì)FRT零件所面臨的挑戰(zhàn)，并進(jìn)一步展示AirGo所開發(fā)的ATLAS-AI與Moldex3D邊界層網(wǎng)格（Boundary Layer Mesh，BLM）間的協(xié)作，并透過兩個(gè)實(shí)際案例 — 飛機(jī)座椅扶手與伸縮桿 — 來展示該協(xié)作如何成功提升模擬精度與效能。
3 Fluent Meshing 設(shè)置
3.1 網(wǎng)格設(shè)置
采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。具體的網(wǎng)格劃分如下圖所示：
4 FLUENT 設(shè)置
4.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入
首先導(dǎo)入網(wǎng)格，然后勾選為瞬態(tài)計(jì)算，并選擇壓力基求解器。
一期一會 | 什么是層流？7個(gè)月前
工程師通常使用像Ansys TurboGrid?渦輪葉片網(wǎng)格劃分軟件這樣的工具，為已知拓?fù)渥詣?dòng)創(chuàng)建高效、準(zhǔn)確的邊界層網(wǎng)格。
由于CFD程序會求解模型中每個(gè)網(wǎng)格單元中的流動(dòng)，因此形狀均勻網(wǎng)格的任何變形，或單元尺寸的突然變化，都會導(dǎo)致求解中的數(shù)值誤差。構(gòu)建CFD模型的工程師在創(chuàng)建網(wǎng)格過程中會花費(fèi)大量時(shí)間，以確保其網(wǎng)格表現(xiàn)良好且高效，這是因?yàn)榫W(wǎng)格單元的數(shù)量決定了運(yùn)行時(shí)間。
Fluent實(shí)用案例 | DEM顆粒瞬態(tài)仿真8個(gè)月前
3 Fluent Meshing 設(shè)置
3.1 網(wǎng)格設(shè)置
采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。具體的網(wǎng)格劃分如下圖所示：
4 FLUENT 設(shè)置
4.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入
首先導(dǎo)入網(wǎng)格，然后勾選為瞬態(tài)計(jì)算，并選擇壓力基求解器。
