貼體網格的案例
壁面邊界處理方法：貼體網格 VS 浸入邊界法
貼體網格就是緊挨著壁面畫出流體區域的網格，一般畫幾層六面體結構網格。由于靠近壁面區域的流場梯度較大，所以這些網格厚度要畫的適當小些。這種方法處理的時候，計算精度較高；但是網格處理相對麻煩。
采用浸入邊界法進行網格劃分時，不對流固邊界附近的網格做特殊處理，而是用六面體網格進行劃分。當然對于局部流場梯度較大的區域（例如流固邊界處），也可進行局部的網格加密處理。這種方法下網格處理及其簡單，而且計算精度也能得到一定的保障。
浸入邊界法最早由Peskin提出, 用于模擬血液在可收縮心臟瓣膜中的運動。
浸入邊界法通過分布力源項到N-S方程中來處理復雜邊界, 求解過程可以直接在笛卡爾網格上進行。因此, 網格生成簡單，無需生成貼體網格和處理網格運動與重生。與傳統的貼體網格算法相比, 采用浸入邊界法處理復雜邊界更加簡單, 并且具有較高的計算效率，近年來受到了廣泛關注。
下面采用上述兩種方法對Munk M3型機翼前緣的流場進行計算，并對結果進行對比。
展開 除了貼體網格，還有更便捷的網格技術嗎？
在傳統的貼體網格方法中，需要應用映射網格策略，其采用Trans-finite Interpolation(TFI)算法，并將一個正四邊形正交結構化網格映射到多邊形邊界內。這種貼體網格生成方法要求計算域必須有4個拓撲面，并且對邊必須有相同的網格數量。
映射網格策略示意圖
除了貼體網格方法，
還有其他高精度的網格技術嗎？
浸沒邊界法(IST)采用非映射網格策略，其網格劃分方法采用的算法主要有：控制間距，拉伸，縱橫比等，這與笛卡爾網格相同，并同樣適用于笛卡爾網格的生成過程。但其對計算域幾何外形要求卻遠遠比映射貼體網格寬松，IST網格只需要兩個拓撲面，要求在對邊必須有相似的間隔即可。
非映射網格策略
通用流體力學軟件VirtualFlow具備領先的IST網格技術，IST網格技術導入CAD文件即可自動生成結構化網格，并且可根據分析需求對模型分塊及局部加密，在保證精度的前提下，避免前處理部分大量重復性工作，從而更加適合耦合傳熱與運動物體的計算需求。
展開 一種解決鑄造成型的有限元網格技術
Cast-Designer成功地開發了一種全新的網格技術
通過長期的研究和探索，Cast-Designer成功地開發了一種全新的網格技術，將傳統的非貼體網格和貼體網格劃分手段巧妙地結合在一起，形成了獨一無二的網格劃分模式。使用該技術，讓網格劃分時間比傳統有限元網格劃分方法快數十倍，同時擁有穩定、全自動、足夠精確和非常容易使用的多項優點。
該網格技術能很好地描述幾何表面，但需要用戶具備很高的網格劃分經驗和使用技巧。另外，CAD幾何也需要非常干凈。往往需要對網格進行大量的后期手動調整，工業應用中，無法接受。
傳統的有限差分元FDM網格
網格操作簡單，無需任何CAE使用經驗。對CAD數據要求比較低，少量的重疊面以及細小的間隙通常都可以接受。缺點是難以精確描述幾何，同時網格數量巨大，導致計算時間長。
Cast-Designer 中的全新網格技術
革命性的網格劃分技術，將傳統的非貼體網格和貼體網格劃分手段巧妙地結合在一起，同時擁有上述兩種方法的優點，CAD表面描述優秀，無需使用經驗，CAD數據要求低，且全自動化操作，無需后續手動調整。
展開 ANSYS Icepak網格劃分介紹
（-）網格類型
網格劃分是仿真的第二步，是所有仿真求解的基礎，網格質量的好壞直接決定了求解計算的精度和收斂性。優質的網格可以保證CFD計算的精度，其主要表現在以下幾個方面：
(1)網格必須貼體，即劃分的網格必須將模型本身的幾何形狀描述出來，以保證模型的幾何形狀不失真；
(2)可以對固體壁面附近的網格進行局部加密，這是因為任何物理變量在固體壁面附近的梯度都比較大，壁面附近網格由密到疏，才能夠將不同物理量的梯度進行合理的捕捉；
(3)網格的各種質量指標需滿足Icepak的要求。
為了得到更優質的網格，Icepak提供了包括Mesher-HD（六面體占優）、Hexa Unstructured（非結構化網格）、Hexa Cartesian（結構化網格）在內的多種網格劃分形式。
Mesher-HD
即六面體占優網格，包含六面體、四面體及多面體網格類型，可以對Icepak的原始幾何體及導入的異形CAD體進行網格劃分；如果選擇Mesher-HD方法，在網格控制面板下會出現Multi-Level多級網格的選項；如果模型中包含了異形CAD幾何體，則必須使用Mesher-HD方法進行網格劃分。
圖1 異形CAD體的貼體網格——六面體占優
Hexa Unstructured
即非結構化網格，全部為六面體網格，且網格不垂直相交，適用于所有的Icepak原始幾何體（立方體、圓柱、多邊形等）進行網格劃分；非結構化網格可以對規則的幾何體進行貼體劃分；非結構化網格可以使用O-grid網格對具有圓弧特征的幾何體進行貼體的網格劃分，因此非結構化網格在Icepak電子熱模擬中應用的非常廣泛。
展開 
CFD 全局體網格參數
在生成網格過程中，網格生成器從四邊形占優的面網格開始，采用陣面推進方法生成盡可能多的體網格。對于簡單的幾何體，網格生成過程可能很快；對于復雜的幾何體，通常是從面網格生成幾層六面體網格，之后采用金字塔網格和四面體網格進行填充，在填充完畢后會對網格質量進行診斷，若網格質量差，則內部網格會利用Delaunay網格生成器進行重新劃分。
03
Cartesian(笛卡兒網格)
生成笛卡兒網格。有兩種不同的網格生成方法：Body-Fitted與Hexa-Core,如圖6所示。
(1)Body-Fitted(貼體網格)。此選項將采用統一尺寸生成貼合幾何表面的非結構六面體網格。其參數設置面板如圖7所示。
圖6 Cartesian網格劃分
圖7 Body-Fitted網格參數設置面板
一些設置參數介紹如下。
Projection Factor：控制笛卡兒網格的貼體程度，其取值范圍0~1,取值為0表示網格自由，取值為1表示網格嚴格受限于幾何。默認參數0.98表示大部分網格貼合于幾何表面，允許少量網格不貼合幾何。
Split Dengenrate：激活此項將分割邊界四邊形或六面體網格，以生成質量更高的網格。此選項不會引入金字塔或四面體網格。
展開 基于Simdroid-EC的油冷變壓器自然冷卻熱仿真
圖5 復制建立散熱片熱模型
6）為了精確捕捉翅片內油的流動，使用拖拽創建功能，在翅片內油側空間建立體積區域，并對其設置網格參數（體積區域厚度方向至少劃分3層網格）；同理對上下油箱的寬、高方向設置合理的網格個數或者網格尺寸。
圖6 散熱片熱模型網格約束
7）使用EC提供的鏡像命令，可以在油箱的另一側建立散熱翅片模型及控制油側網格的體積區域熱模型。
圖7 鏡像建立散熱片熱模型
8）使用EC提供的陣列命令，將兩側的散熱器翅片模型進行復制，完成油箱外側散熱片的建立。
圖8 復制建立散熱片熱模型
9）同樣，拖拽建立機箱模型，拖拽包圍盒，完成變壓器油箱熱模型的建立（注意在油箱與上下集流槽接觸的區域開孔，以構建油的流動通道）。
10）使用拖拽創建的方式，基于CAD模型里鐵心、線圈的尺寸和位置，建立對應的熱模型，并賦予其熱耗、材料。同樣，在線圈與線圈之間、線圈與鐵心之間的縫隙里，使用拖拽命令，快速構建體積區域，在對應的厚度方向設置3層網格。
圖9 線圈之間縫隙的網格約束
本案例使用簡化等效的塊來建立線圈和鐵芯模型，EC正在開發體素化、貼體網格功能，其后續版本將可以直接對導入的線圈和鐵芯進行模型打散、貼體網格劃分，如下圖所示。
圖10線圈鐵芯模型的體素化效果
圖11 線圈鐵芯模型的貼體化網格
11）設置冷卻油的標記點：在EC模塊里，對于混合冷卻而言，僅僅需要在液體流動的區域建立對應的流體標記點，并在屬性中新建對應的液體材料即可。
展開 破解攪拌釜仿真難點：VirtualFlow應用案例及技術優勢
網絡劃分：網格劃分是CFD仿真的重要步驟，它影響到計算的精度和效率。在攪拌釜仿真中，由于流動特性的復雜性，需要精細的網格來捕捉流動細節，但這會增加計算成本。
模型驗證和實驗數據：為了驗證CFD模型的準確性，通常需要與實驗數據進行比較。然而，獲取高質量的實驗數據可能是一項挑戰。
化學反應的模擬：在許多應用中，攪拌釜內的流體可能發生化學反應。模擬這些反應的動力學和熱效應是另一個難點。
為了克服這些難點，工程師和研究人員通常需要具備深厚的流體力學背景，以及熟練的CFD軟件操作技能。此外，與實驗數據相結合的多物理場耦合仿真，以及不斷發展的計算方法和算法，都有助于提高攪拌釜仿真的準確性和可靠性。
VirtualFlow在攪拌釜仿真的仿真實例及技術優勢
本案例主要展示VirtualFlow在攪拌釜仿真中的應用，讓大家了解VirtualFlow在網格處理、剛體運動和多相流模型的技術優勢。
高效結構化網格能力：VirtualFlow的高效結構化網格技術，能在秒級實現百萬網格的劃分，避免在前處理上花費大量的時間，有效提升工作效率。如下圖所示，VirtualFlow不需要根據幾何模型的結構生成貼體網格，而是直接生成結構網格塊，網格生成速度非?？?，且網格質量高，感興趣的網友可以通過塊收縮功能減少網格量。
簡單的剛體運動處理能力：
VirtualFlow的剛體運動指定非常簡單，只需要在“幾何對象”窗口下勾選“運動”，在“運動”標簽下設置攪拌釜轉軸的轉速，即可實現轉軸轉動的相關設置。由于VirtualFlow生成的都是正交的結構網格，計算過程中，不會像貼體網格那樣出現“負體積”的現象，計算報錯幾率大大減小。
展開 案例解析|翼型擺動cfd模擬
而嵌套網格技術已經被廣泛應用于各種空氣動力學模型，如旋翼飛行器、翼型擺動等的振動和噪聲控制分析。
其能較好的分析振蕩翼型運動，諸如大幅度偏轉運動等。
本項目采用openfoam軟件，根據naca0012模型模擬運動中的翼型偏轉，利用嵌套網格技術生成單獨的翼型貼體網格（如圖3所示），對大尺度的運動網格進行cfd模擬。
模型簡化
模擬項目采用NACA0012翼型，如下圖所示：
圖1. 翼型幾何模型
網格劃分
使用snappHexMesh工具對幾何模型進行網格劃分，網格為嵌套網格（如圖3），分為背景網格和翼型貼體網格。
網格具體信息參數如下表1、表2所示：
表1背景網格信息參數
表2翼型貼體網格信息參數
物性參數
分析所涉及流場介質為空氣，其相關物性參數如表3所示。
展開 3D相交管道網格劃分
使用總結：
1：對于類似結構可以采用相同的方法，其中圓柱的貼體網格可以采用三條邊近似
2：生成面網格后，采用拉伸生成體網格，然后投影到幾何模型上
3：對于近似的幾何模型，采用鏡像的方式可以快速生成
4：不合適的地方，可以采用merge功能來替代，該方法也常用于幾何模型有變化，而直接修改部分網格的操作
總體上畫起來非常方便快捷，十幾分鐘搞定。
內部截面，黑色是網格太密
CFD結構化網格和非結構化網格【學習筆記】
從總體上來說，數值仿真計算中采用的網格可以大致分為結構化網格和非結構化網格兩大類。
1。結構化網格
結構化網格是指網格區域內所有的內部點都具有相同的毗鄰單元,為六面體；在拓撲結構上矩形區域內的均勻網格，其節點定義在每一層的網格線上，且每一層上節點數都相等，但這樣復雜外形的貼體網格生產比較困難。
優點：
在結構化網格中，每一個節點及控制容積的幾何信息必須加以存儲，但該節點的鄰點關系則是可以依據網格編號的規律而自動得出的，因此數據結構簡單，不必專門存儲這類信息，這是結構化網格的一大優點；除此外，還具有的優點是：1：網格生成的速度快；2：網格生成的質量好；3：對曲面或空間的擬合大多數采用參數化或樣條插值的方法得到，區域光滑，與實際的模型更容易接近。它可以很容易地實現區域的邊界擬合，適于流體和表面應力集中等方面的計算。
缺點
適用的范圍比較窄，只適用于形狀規則的圖形。
2。非結構化網格
非結構化網格是指網格區域內的內部點不具有相同的毗鄰單元，可以是多種形狀，四面體（也就三角的形狀），六面體，棱形，也可以是六面體。與網格剖分區域內的不同內點相連的網格數目不同。
優點
非結構畫網格沒有規則的拓撲結構，也沒有層的概念。網格節點的分布是隨意的，因此具有靈活性，
缺點：
計算時需要較大的內存。
3。計算精度主要在于網格的質量（正交性，長寬比），并不決定于拓撲。
來源：流體空間
展開 ANSYS Icepak封裝級電子散熱仿真解決方案
ECAD & MCAD 數據導入：ANSYS Icepak可以導入各種格式的ECAD和MCAD數據格式
貼體網格自動劃分Fluent求解器：
- ANSYS Icepak可以自動劃分高質量的貼體網格，而非一般電子散熱仿真工具非常粗糙的階梯型網格。網格算法靈活多變，可根據具體問題選擇最為合適的方法。Icepak網格技術在沒有損失求解精度的情況下使得模擬速度大大加快！
- ANSYS Icepak使用全球CFD市場占有率最高的ANSYS FLUENT求解器。
phoenics介紹
網格系統包括：直角、圓柱、曲面（包括非正交和運動網格，但在其VR環境不可以）、多重網格、精密網格?？梢詫θS穩態或非穩態的可壓縮流或不可壓縮流進行模擬，包括非牛頓流、多孔介質中的流動，并且可以考慮粘度、密度、溫度變化的影響。在流體模型上面，Phoenics內置了22種適合于各種Re數場合的湍流模型，包括雷諾應力模型、多流體湍流模型和通量模型及k-e模型的各種變異，共計21個湍流模型，8個多相流模型，10多個差分格式。 Phoenics的VR（虛擬現實）彩色圖形界面菜單系統是這幾個CFD軟件里前處理最方便的一個，可以直接讀入Pro/E建立的模型（需轉換成STL格式），是復雜幾何體的生成更為方便，在邊界條件的定義方面也極為簡單，并且網格自動生成，但其缺點則是網格比較單一粗糙，針對復雜曲面或曲率小的地方的網格不能細分，也即是說不能在VR環境里采用貼體網格。另外VR的后處理也不是很好。要進行更高級的分析則要采用命令格式進行，但這在易用性上比其它軟件就要差了。
另外，Phoenics自帶了1000多個例題與驗證題，附有完整的可讀可改的輸入文件。其中就有CHAM公司做的一個PDC鉆頭的流場分析。Phoenics的開放性很好，提供對軟件現有模型進行修改、增加新模型的功能和接口，可以用FORTRAN語言進行二次開發。
另一個CFD軟件STAR-CD的創始人與Phoenics的創始人Spalding都是英國倫敦大學同一教研室的教授，他們的軟件的核心算法大同小異，這里對STAR-CD就不做詳述。
PHOENICS界面包括模型編輯界面，數值計算運行界面和計算結果查看界面三部分。
利用模型編輯界面來建立幾何模型是最適合初學者的，因為它不僅簡單易懂，而且還可以自動生成PHOENICS輸入語言所編寫的Q1文件而不用使用者學習PHOENICS輸入語言。
展開 Phoenics軟件介紹
網格系統包括：直角、圓柱、曲面（包括非正交和運動網格，但在其VR環境不可以）、多重網格、精密網格?？梢詫θS穩態或非穩態的可壓縮流或不可壓縮流進行模擬，包括非牛頓流、多孔介質中的流動，并且可以考慮粘度、密度、溫度變化的影響。在流體模型上面，Phoenics內置了22種適合于各種Re數場合的湍流模型，包括雷諾應力模型、多流體湍流模型和通量模型及k-e模型的各種變異，共計21個湍流模型，8個多相流模型，10多個差分格式。
Phoenics的VR（虛擬現實）彩色圖形界面菜單系統是這幾個CFD軟件里前處理最方便的一個，可以直接讀入Pro/E建立的模型（需轉換成STL格式），是復雜幾何體的生成更為方便，在邊界條件的定義方面也極為簡單，并且網格自動生成，但其缺點則是網格比較單一粗糙，針對復雜曲面或曲率小的地方的網格不能細分，也即是說不能在VR環境里采用貼體網格。另外VR的后處理也不是很好。要進行更高級的分析則要采用命令格式進行，但這在易用性上比其它軟件就要差了。
另外，Phoenics自帶了1000多個例題與驗證題，附有完整的可讀可改的輸入文件。其中就有CHAM公司做的一個PDC鉆頭的流場分析。 Phoenics的開放性很好，提供對軟件現有模型進行修改、增加新模型的功能和接口，可以用FORTRAN語言進行二次開發。
PHOENICS軟件是世界上第一套計算流體與計算傳熱學商用軟件，它是Parabolic Hyperbolic Or Elliptic Numerical Integration Code Series 幾個字母的縮寫，這意味著只要有流動和傳熱都可以使用PHOENICS程序來模擬計算。
展開 寫給即將踏入ICEM CFD世界的人們<2>：術語
幾何模型在非結構網格劃分中非常重要，特別是對于patch dependent劃分方法中。所以在幾何導入后，第一步要做的工作就是進行幾何清理，與拓撲重構，確保幾何中沒有損壞的特征（破碎的面、丟失的邊、不正確的拓撲關系等）。
4、Block
ICEM CFD利用拓撲塊的方式創建六面體網格。每一個拓撲塊均為六面體。有兩種創建塊的方式：自頂向下及自底向上方式。兩種方式均有其優缺點，在實際應用過程中，常?；旌鲜褂谩?5、Block中的一些術語
Face：塊上的面。
edge：塊上的邊。
vertices：塊的頂點。
注意這些概念與幾何模型中的特征的區別。
6、associate
通常翻譯為“關聯”，當然也可以解釋為映射。主要目的是將塊信息與幾何信息聯系起來。由于我們要創建的是貼體網格，而創建的塊是規則的六面體塊，所以如果沒有將塊與幾何相關聯的話，軟件是不會識別幾何的。
關聯這個概念非常重要，通常六面體網格質量差或者出現負網格，九成九是關聯不當造成的。
7、ICEM CFD中的各種塊剖分
O型剖分：一個block切分方式，將四邊形塊切成五個四邊形塊，或將六面體塊切成7個六面體塊。
L型剖分：O型切分的變種
C型剖分：O型切分的變種
Y型剖分：主要用于三棱柱塊或三角形塊。將一個三棱柱塊切分成三個六面體塊，將三角形塊切分成三個四邊形塊。
注意：上面的切分方式是ICEM CFD提供的便利，你完全可以采用普通的切割方式，然后通過定點合并等方式構建。
這些塊切分方式也是ICEM CFD的一個特色。
圖片上傳還是存在問題，同時上傳兩張以上的圖片就沒法操作，不知道怎么回事兒。
展開 phoenics經驗分享
Dn2
1.坐標系的選擇E(r
我覺得，如果你的模型很簡單的話，最好用貼體坐標，因為貼體坐標計算的精度還是好些，收斂也快，運算量小。3XBx7
如果你的模型是軸對稱，如管道，軸對稱射流等，最好用極坐標，這樣運算量大大降低。g#Fk0
如果不是上述兩種情況，那只能用直角坐標系了。66%HI
2.前處理問題Xn'g
對于貼體坐標系，當然只有建貼體網格了，可以在PHOENICS提供的環境中直接建立，也可以利用專門的軟件生成后調入。有一種軟件叫AC3D不錯，其界面如同3DMAX，只有不到2M大小，只是下載后不能輸出，如果有注冊版的話，還是不錯的選擇。'
對于極坐標系，也可以用AC3D，但仍然存在不能輸出的問題；在極坐標系下，要注意Ｘ方向代表角度。最好用3DMAX軟件做一個二維圖形，然后擠壓出一定的厚度，最后導出STL格式，就可以調用。這里需要注意兩個問題：一是導出時要選擇ＡＳＣＩＩ碼，另一個是在擠壓成三維實體時，一定要在擠壓方向給一定的段數。這是我昨天剛剛實現的，現在感覺很爽。#tgO
對于直角坐標系來說，生成三維實體的方法很多，可以用PHOENICS模型文件，也可以用autoCAD，還可以用proE，當然也可以用3DMAX。這幾中方法我都試過，但是對比來看，還是用proE和3DMAX更好些。PHOENICS的模型文件有限，有時不一定能給合出合適的模型，另外，它的模型很粗糙，如果要求模型較為精細的話，就不行了；autoCAD我試過，但沒有成功，因為我的軟件不能導出需要的格式。據說很多人用這個；3DMAX制作非常簡單，也很方便，只是相對于proE來說，3DMAX在準確度方面有些差。尢其是進行布爾運算時，它常常出錯。還用，用3DMAX做的模型，常常不被承認。所以，用proE更好些。\
3.
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