周期網格
關注創建者：仿真助手 創建時間：2020-02-28
周期網格的視頻教程
帶有零厚度內聚力單元的網格模型添加周期性邊界條件
帶有零厚度內聚力單元的網格模型添加周期性邊界條件，通過PBC插件實現。 一般來說，市面上所有的插件是無法給有零厚度內聚力單元的模型添加周期性邊界條件的，因為周期性邊界條件的周期節點識別是通過坐標平移后容差實現配對的，零厚度內聚力單元如果在周期性網格的表面上，那么插件的容差無論調整多小，軟件都無法區分內聚力單元上重合的節點，導致邊界條件添加失敗或添加上錯誤的邊界條件。
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基于重疊網格方法的直升機旋翼前飛變距流場數值仿真（周期變距）
四、周期變距的設置，包括： 旋翼運動的講解； 公式的編寫； 五、starccm瞬態求解的設置，包括： 網格的導入 湍流模型的選擇和設置； 計算域的運動指定和邊界條件設置； 重疊網格的設置； 網格預覽； 求解設置等 動畫的設置等； 旋翼扭矩和升力參數的監測； 六、結果后處理 求解數據分析和講解； 壓力云圖動畫的展示；
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周期網格的實例教程
問題描述：在通過ICEM將成周期幾何劃分一個周期的網格后，且將按照周期性旋轉之后在導出網格后依然出現僅有原本的那部分網格？
其實，就是導出的網格不是全部幾何，只有一部分
這問題其實是由于對周期面沒有正確處理，因此對周期面進行正確處理是解決問題的關鍵
下面介紹具體步驟：
將劃分完一個周期網格的兩個周期面分別劃分到兩個Part中
旋轉復制一個周期的全部網格，需要注意的是周期面的網格也要同時旋轉
之后旋轉后的網格是可以直接輸出的，不過為了去掉中間的周期面是可以直接刪除周期面的Part
以上方法在ANSYS CFX中做過測試，另在Fluent中也是可以的
展開 對于葉輪機械而言，流體性能的好壞至關重要，傳統的葉輪機械設計是以實驗為基礎的設計，設計周期長，同時費用高，而通過應用CFD技術，則可以大大降低設計周期和成本，并能夠準確給出設備的整體流動性能和局部流動細節，預知可能的問題并提前進行優化。
周期性幾何簡化
由于葉輪機械的局部特征對流場結果的準確性至關重要，在進行網格劃分的過程中，常常需要對葉片、輪轂等局部細小特征進行高分辨率的捕捉，因此導致最終劃分的葉輪機械流場網格量巨大無比，求解效率較低。
而實際上，葉輪機械幾何及流場都具有周期性的特點，為了優化求解速度，我們完全可以充分利用這一特點，提取出葉輪機械的周期性幾何進行分析，如下圖所示，在幾何工具中截取具有周期性的流體域，提取的時候要注意，我們需要得到的是轉動周期性區域，我們可以根據葉片的數量進行角度計算，并通過旋轉軸截取固定角度的扇形周期區域。
周期性網格控制
通過Ansys Workbench導入幾何，并應用Ansys Meshing進行網格劃分。為了便于后續Fluent進行周期面的設置，我們可以使用Meshing中的“Match Control”工具對周期面上的網格設置。
如下圖所示，應用Match Control工具，可以確保周期面上的網格對應，這樣當網格導入Fluent中時，可以直接建立一致性網格的周期面。
周期性界面設置
將已經劃分的網格導導入Fluent中，如果周期面對應的named selection前綴為periodic，導入Fluent后，網格將會自動設置周期邊界，否則需要按照以下方法進行周期面設置：
（1）對相關計算域指定旋轉軸，如下圖所示。
展開 如下圖所示，應用Match Control工具，可以確保周期面上的網格對應，這樣當網格導入Fluent中時，可以直接建立一致性網格的周期面。
周期性界面設置
將已經劃分的網格導導入Fluent中，如果周期面對應的named selection前綴為periodic，導入Fluent后，網格將會自動設置周期邊界，否則需要按照以下方法進行周期面設置：
（1）對相關計算域指定旋轉軸，如下圖所示。
（2）在控制臺中輸入命令“/mesh/modify-zones/make-periodic”，并分別輸入周期面對應的ID號，按照提示創建旋轉周期面。
（3）完成周期面邊界設置后，在邊界條件中會出現periodic的邊界，即表示周期邊界創建成功。
周期性顯示后處理
當完成所有的求解工作后，通過Fluent的后處理功能可以進一步對完整流場進行顯示，如下圖所示，在View中對周期顯示區域進行設置，最終將可視化結果還原為整個葉輪，使結果顯示更加直觀清晰。
如何正確的應用Fluent進行葉輪機械的CFD性能評估，并通過設計優化方法完成葉輪機械流體性能的提高。
展開 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。
2.方法2就是在ABAQUS中實現。劃分網格時選擇Sweep，就可以讓Easypbc插件在后續過程中正確運行。該方法是插件作者所用的方法，視頻鏈接：EasyPBC: Plugin instillation and composite homogenisation example - YouTube。希望可以給大家省點時間，少走彎路！
展開 attention：此葉輪之所以能劃分出60°周期性網格，是因為葉片數為6，所以無論以怎樣的60°角度去切，其左右部分旋轉60°后是都可以重合在一起的，即其各種計算參數都是一致的 即 P:left=P:right
葉輪1.jpg
葉輪2.jpg
分割成60°周期模型.jpg
截圖23.gif
網格放大圖1.jpg
截圖26.gif
進口邊網格細化
截圖27.gif
葉輪主流區域網格劃分，葉輪的左邊兩塊和右邊兩塊區域都是一一對稱的，這也是能夠進行周期計算的原因
截圖29.gif
截圖30.gif
截圖01.gif
壁面附近相對速度矢量分布放大圖
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這一處理方式使得所有纖維端面與基體表面具備一致的平齊度，避免了切割面階差對周期性網格對齊造成的影響。
圖 2.
然而，在某些應用中，可能需要描述幾何圖形，這些圖形不能用簡單的圓、平行四邊形等表示，或者類似物體的復雜陣列非周期排列在規則網格中，需要晶格復制來實現。在這種情況下，通常需要用任意邊界曲線來描述幾何對象，即一般多邊形。這就是本例的情況，其中光子晶體包層的內部孔和中心孔形成復雜的形狀。
然而，在某些應用中，可能需要描述幾何圖形，這些圖形不能用簡單的圓、平行四邊形等表示，或者類似物體的復雜陣列非周期排列在規則網格中，需要晶格復制來實現。在這種情況下，通常需要用任意邊界曲線來描述幾何對象，即一般多邊形。這就是本例的情況，其中光子晶體包層的內部孔和中心孔形成復雜的形狀。其幾何結構為中空光子晶體光纖，如下圖所示：
顯然，這個描述很難“手工”完成，輸入所有點的坐標。
2、在 Abaqus/Explicit 中使用自適應網格 (ALE Adaptive Meshing)：在分析過程中，周期性地平滑網格節點（不改變單元連接關系），使其相對于材料移動，從而在材料發生大變形時仍能保持網格質量。
Abaqus/Standard 方案：網格到網格解映射步驟解析
這種方法本質上是分階段的手動重啟動分析。
“非匹配網格下的周期性邊界”要解決的關鍵就是：相對兩面不再要求節點一一對應。
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。
2.方法2就是在ABAQUS中實現。
網格技術優勢：VirtualFlow 能夠快速生成高質量網格，大幅縮短建模周期。IST 網格技術的應用，在簡化網格劃分流程的同時，顯著提升了共軛換熱計算精度，確保對電池熱管理中復雜傳熱傳質過程的準確模擬。
2. 硬件適配性強：其前處理過程對硬件性能要求較低，普通辦公筆記本或臺式機即可處理一億以上網格的復雜算例，有效降低了企業的仿真計算成本，提高了軟件的普及性和易用性。
3.
用戶界面如下：
圖2.52 周期性網格劃分模塊
2.4.4 Cohesive單元插入模塊
該模塊用于對全局網格進行0厚度Cohesive單元插入。用戶界面如下：
圖2.53 Cohesive單元插入模塊
2.4.5 桁架結構模型生成模塊
該模塊根據Voronoi模型的邊創建圓柱體，生成桁架結構模型。
用戶界面如下：
圖2.52 周期性網格劃分模塊
2.4.4 Cohesive單元插入模塊
該模塊用于對全局網格進行0厚度Cohesive單元插入。用戶界面如下：
圖2.53 Cohesive單元插入模塊
2.4.5 桁架結構模型生成模塊
該模塊根據Voronoi模型的邊創建圓柱體，生成桁架結構模型。
本次直播將從高質量邊界層網格、周期域、局部加密，尤其是尾跡捕捉等方面介紹、展示Pointwise在風機上的網格生成特色功能，Fidelity的快速風場求解方案、優化技術以及海上風電專用技術。
