TGRID的案例
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沃爾沃XC90空氣動力學CFD網格劃分
4 結果
使用不同網格（ICEM CFD / TGrid和Harpoon）進行的模擬總體上顯示出良好的相關性，但在某些區(qū)域存在明顯差異。 在評估魚叉網格的質量時，將結果與基于常規(guī)生成的網格的計算進行了比較：上半身的八叉樹網格（ICEM-CFD）和地板的Delaunay網格（TGrid）。
ICEM-CFD/TGrid-Netz在上半車身表面和車輪上都有多層。第一棱柱層的高度為1.5 mm，邊緣長度約為10 mm，對于100.38 m/s的密度，y+值小于88。
甚至魚叉也有能力制作棱柱形層。但由于細胞質量相對較差，因此沒有選擇這種選擇。為了獲得可接受的低y+值，生成了更細的網格（細胞大小為5 mm，關鍵區(qū)域為2.5 mm）。
4.1 車身下面板的影響
對于兩個計算變體（沒有/有UBP），魚叉網格的C d值比ICEM-CFD/TGrid網格的C d值低0.016。對于兩個網格，UBP 和無 UBP 之間的 Cd 值之差為 0.005，請參見表 2。
在表 3 的 c l 值處可以看到更大的差異。與測試結果相比，兩個網格都預測前升力太低，后升力（圖 4）太高。 魚叉網格的 c l 值更高（不使用 UBP 時為 0.109，使用 UBP 時為 0.086）。即使有/沒有UBP的差異對于Harpoon網格來說也更大。負責增加后升力。
對于魚叉網，沒有UBP的變體在整個基部區(qū)域的壓力略高。與魚叉網相比，ICEM-CFD/TGrid網的尾燈上的低壓區(qū)域更大，如圖5所示。這表明用ICEM-CFD/TGrid制成的網格在下游發(fā)生分離。與在風洞中進行的測試結果相比，魚叉網的分離線看起來更逼真。
由于后部的分離不同，尾流結構是不同的。兩個網格的下半部分看起來相同。但在頂部，魚叉網看起來更不規(guī)則。
展開 
目前流行的CFD網格劃分軟件，你了解幾個？
其前身是Tgrid非結構體網格生成工具，并在最近的幾個版本新增了Fluent風格的操作界面與幾何導入技術，目前已經成為ANSYS主推的流體前處理軟件。
3 如何選擇
其實上述的任何一款軟件都能滿足工程需要，但考慮到各軟件的易用性及功能側重點，針對自己的工作環(huán)境選擇合適的軟件及其組合，還是可以考慮的。
最基本的原則：能輸出目標求解器支持的網格文件類型，除此以外還可以采用以下方案：
單純的CFD環(huán)境。可以考慮ANSYS ICEM CFD或POINTWISE或者。就學習成本來講，這兩款軟件差不多。
涉及多物理場計算。如果ANSYS系列軟件，則建議使用ANSYS Mesh或者ANSYS Fluent Meshing ，可以同時劃分流體網格和固體網格。
比較流行的工程組合TGrid+ANSA及TGrid+Hypermesh，主要是利用ANSA及Hypermesh生成面網格，之后利用TGrid生成體網格。這種方式充分利用了兩個軟件各自的優(yōu)勢，但缺點是需要購買兩款軟件，成本比較高。
免費的方案。不少人出于成本考慮，可能更希望找到一些免費的網格工具，這里推薦salome。這是一款基于opencascad的開源軟件，同時具備幾何建模及網格劃分功能，是一款功能全面的前處理軟件。
4 網格劃分學習
對于網格劃分，重要的是練習，對于網格小白來講，需要了解以下一些東西：
網格生成的基本流程。雖然當前網格生成軟件眾多，但是實際上網格生成流程都差不多，無非是：【幾何準備】—【尺寸控制】—【局部控制】—【網格生成】—【質量評價】—【網格修改】—【網格輸出】
評價網格好壞。對不同形式的網格，能快速評判其好壞，并配合軟件對壞網格進行修補。
網格疏密分布。需要根據(jù)所求解的問題，提前預測測物理量分布，在梯度大的區(qū)域分布更密的網格。
展開 ANSYS CFD的那些前處理工具
ANSYS將Tgrid進行深度改造，打造出一個與Fluent無縫集成的網格生成工具，而且在最近幾個版本中推出了watertight工作流程，的確是讓tgrid脫胎換骨，不然就原來tgrid那狗都嫌棄的gui界面和毫無邏輯的操作流程，大概也就開發(fā)者能捏著鼻子用吧。
Fluent Meshing提供了三套操作流程：outline流程、watertight流程以及FMT流程。outline流程就是那個毫無邏輯的操作流程，適合高端用戶。watertight和fmt流程是ANSYS打造的新流程，非常適合工程應用。尤其是watertight流程配合SCDM，簡直就是絕配。
Fluent Meshing能夠支持所有Fluent支持的網格形式，且支持并行網格生成，非常適合于大規(guī)模網格生成，256G內存可以很輕松生成幾千萬網格。
Fluent Meshing不能生成二維網格，也不能做分塊結構網格。目前最新版本可以支持Multizone網格，也算是支持掃掠網格了。
總體上來講，這些前后處理工具各有千秋，任意搭配一兩款即可應付絕大多數(shù)的工程問題了。
我個人還是比較推薦使用SCDM+Fluent Meshing組合，利用SCDM處理幾何，對于二維模型和簡單的三維模型，可以直接在SCDM中生成網格，而對于復雜的三維幾何模型，則可以在Fluent Meshing中生成網格，它們和Fluent Solution都是可以無縫連接的。
如果做流固耦合，則很有必要掌握ANSYS Meshing。
如果對分塊網格有執(zhí)念，去耍ICEM CFD吧，不過我還是建議直接SCDM，雖然SCDM做分塊網格沒有ICEM CFD那么多。
如果要做旋轉機械建模，可以試試DM。
展開 Fluent Meshing實戰(zhàn)發(fā)動機燃燒室網格 Part 2-表面網格
Fluent曾經擁有兩個網格工具：Gambit和TGrid。Tgrid在ANSYS
14.5版本之后以Fluent Meshing亮相，這與ANSYS Meshing是完全不同的。Fluent
Meshing低調得如同掃地僧，甚至在Star CCM+把蜂巢型網格（Polyhedral Mesh）作為大賣點之前，F(xiàn)luent
Meshing早在Tgrid階段就已經完美實現(xiàn)該技術。Fluent進入ANSYS大家族之前，Tgrid就是個高端網格工具，時隔多年依然高端，以至于ANSYS不得不把它請出山。
現(xiàn)在，我們通過一系列案例教學，來領略Fluent Meshing的霸氣側漏。挑選一個燃燒室的案例（ANSYS官網稱為Can Combustor模型），結構足夠復雜，適合初學者直接撲向疑難問題。
《Fluent Meshing實戰(zhàn)發(fā)動機燃燒室網格》系列，包括四部分：
① 幾何修復
② 表面網格
③ 蜂巢網格
④ 燃燒模擬
今天介紹Fluent Meshing如何通過wrap功能，對復雜幾何進行簡化，并生成高質量的表面網格：
我們測試的軟件平臺是ANSYS Fluent V18.2，輸入文件為（做完上一個練習的朋友可以用自己存盤的文件繼續(xù)本教程）：
FM_Generic_Combustor_part1.msh.gz
下載鏈接：http://pan.baidu.com/s/1eRA6zIi
密碼：vayi
1
導入幾何
打開Fluent 18.2，注意選擇Meshing Mode。讀入FM_Generic_Combustor_part1.msh.gz文件。如圖1，通過wrap操作，建立幾何結構的loop。
圖1.
展開 Fluent Meshing實戰(zhàn)發(fā)動機燃燒室網格 Part 1-幾何修復
Fluent曾經擁有兩個網格工具：Gambit和TGrid。Tgrid在ANSYS
14.5版本之后以Fluent Meshing亮相，這與ANSYS Meshing是完全不同的。Fluent
Meshing低調得如同掃地僧，甚至在Star CCM+把蜂巢型網格作為大賣點之前，F(xiàn)luent
Meshing早在Tgrid階段就已經完美實現(xiàn)該技術。Fluent進入ANSYS大家族之前，Tgrid就是個高端網格工具，時隔多年依然高端，以至于ANSYS不得不把它請出山。
現(xiàn)在，我們通過一系列案例教學，來領略Fluent Meshing的霸氣側漏。挑選一個燃燒室的案例（ANSYS官網稱為Can Combustor模型），結構比較復雜，適合初學者直接撲向疑難問題。
《Fluent Meshing實戰(zhàn)發(fā)動機燃燒室網格》系列，包括四部分：
① 幾何修復
② 表面網格
③ 蜂巢網格
④ 燃燒模擬
今天介紹Fluent Meshing在復雜幾何體修復和幾何前處理準備方面的工作。概括起來，F(xiàn)luent Meshing的主要特點包括：
① 完全嵌入在Fluent界面中
② 能夠讀入CAD以及復雜的多區(qū)域組合網格模型
③ 為使用者提供更多的網格控制方式
④ 能夠處理超過十億的網格
⑤ 包含節(jié)點級網格控制
⑥ 能夠利用腳本實現(xiàn)批處理
我們測試的軟件平臺是ANSYS Fluent V18.2，輸入文件為
FM_Generic_Combustor.msh.gz
下載鏈接：http://pan.baidu.com/s/1dEHtZgt 密碼：phay
1
導入幾何
打開Fluent 18.2，注意選擇Meshing Mode。
圖1.
展開 ANSYS-Meshing網格劃分教程-01概述
據(jù)說該模塊在不斷的吸收GAMBIT、ICEM CFD及TGrid（都是ANSYS收購的軟件）的網格生成算法，按照ANSYS的發(fā)展策略，可以預測將來ANSYS將會以此模塊作為主打網格生成器。
03 FLUENT Meshing（TGrid）
這是一個非結構網格生成器，原本屬于FLUENT，在ANSYS收購FLUENT的時候被一起打包收購。據(jù)說該軟件生成非結構網格能力超強，可以毫不費勁的生成千萬級別的網格。目前該軟件已經被集成進fluent軟件，作為FLUENT Meshing模式。
04 PointWise
說起PointWise就不能不提Gridgen，Pointwise是Gridgen換了副面孔后的結構。Gridgen據(jù)說來源于通用動力公司開發(fā)F16戰(zhàn)斗機時的遺留品，目前在CFD網格領域占有很大的比重。該軟件提供了眾多的網格操縱功能，在結構網格與非結構網格劃分方面均提供了良好的性能，輸入輸出接口也相當豐富，能夠支持絕大多數(shù)CAD文件格式，也支持絕大多數(shù)CFD求解器。對于打算長期從事CFD行業(yè)的人們來講，PointWise 是不錯的選擇。
05 GridPro
GP是另一款CFD專用網格生成軟件。該軟件早期版本僅能生成六面體網格，不過該軟件新版本貌似可以生成四面體網格了，實用性也更高了。該軟件采用類似icem CFD的block網格生成思路，先創(chuàng)建塊，再將塊與幾何進行關聯(lián)，之后在塊上生成網格，并將塊上的網格映射到幾何上，形成最終的網格。
06 ANSA
ANSA是一款希臘人開發(fā)的軟件，號稱是操作最快的軟件。打開軟件就明白這軟件快的理由:所有的功能按鈕都是單級，省去了其他軟件多級菜單的尋找時間，當然快了。單級按鈕雖然操作方便，但有密集恐懼癥的使用者肯定不會這么想。
展開 如何利用HyperMesh進行FLUENT前處理
同屬于ANSYS陣營，ICEM CFD及Tgrid無疑是FLUENT網格生成的良好選擇。同時，作為Workbench平臺的一個模塊，利用Mesh為FLUENT提供網格生成似乎也成了ANSYS的努力方向。雖然說ICEM CFD，TGRID以及Mesh都是非常優(yōu)秀的網格生成工具，但是對于一些熟悉HyperMesh網格生成的人士來說，卻并非是一種理想的選擇，因為使用一款新的軟件，意味著增加新的學習成本。
FLUENT網格生成包括兩方面的內容，首先要將幾何離散成網格，其次還應該包括邊界命名。由于在FLUENT中進行網格分割命名較為麻煩，因此這部分工作最好在網格生成之前進行。
HyperMesh是Altair公司的一款非常優(yōu)秀的前處理工具，利用其可以為FLUENT生成網格。下面以一個簡單的例子來描述如何使用HyperMesh為FLUENT生成網格。
1、啟動HyperMesh
啟動HyperMesh，進行User Profiles對話框設置，選中CFD，如圖所示。（這一設置不是必須的，但是選中CFD會有一些菜單提供快捷設置）。
2、導入幾何模型
進入菜單【File】>【Import】>【Model】如下圖所示選擇幾何模型文件。點擊Import按鈕導入模型。模型包含兩個入口（inlet1及inlet2）、一個出口（outlet），其他邊界為壁面（wall）。
3、創(chuàng)建Component
利用菜單【Mesh】>【Components】>【Create】或者在屬性菜單Component上點右鍵創(chuàng)建四個Component放置面網格（inlet1，inlet2，outlet，wall），創(chuàng)建一個Component放置體網格（fluid）。創(chuàng)建完畢后的樹形菜單如圖所示。
展開 ANSYS Workbench Meshing網格劃分的幾種方法
在workbench中，四面體網格的生成主要基于兩種方法：RGRID算法和ICEM CFD tetra算法，具體如下：
1.基于TGRID算法的四面體網格，TGRID算法的四面體網格有以下特點：
①劃分網格是一次從幾何的邊、面、體的順序劃分網格。
②劃分網格時都考慮到了幾何體上的面積邊界，包括邊界層上網格的設置等。
③主要適用于比較好即較“干凈”的幾何體。
④同一幾何體上可以有不同的網格類型，如掃掠法產生的網格。
2.基于ICEM CFD Tetra法的四面體網格有以下特點：
①劃分網格時依次從幾何的體、面、邊順序劃分網格。
②主要適用于比較“爛”即比較“臟”的幾何體。
③幾何體上的面積邊界等的影響往往可能被忽略，即粗糙的網格可能忽略幾何體表面細節(jié)。
2 掃掠
這種網格劃分方法主要是產生六面體網格或者棱柱形網格。但要注意被劃分體必須是可掃掠（規(guī)則幾何體）的，且有單一的原面和單一的目標面。
3 自動劃分
自動劃分實際就是在四面體與掃掠型劃分之間自動切換，這取決于被劃分的幾何體能否被掃掠。具體的說當幾何體不規(guī)則（即不能被掃掠）時，程序就自動產生四面體。反之，當幾何體規(guī)則（即能被掃掠）時就產生六面體網格。
4 六面體為主
Hex-Dominant網格實際上是在模型的外面生成六面體單元，而里面是四面體單元。
展開 
全新體驗的Fluent Meshing | 在汽車外氣動和熱管理中的應用
盡管如此，由于其強大的網格生成和優(yōu)化能力，國內還是有一些忠實的用戶在最關鍵的體網格生成環(huán)節(jié)選用TGrid來保證體網格的質量和生成效率。為了讓TGrid的強大網格生成功能被更加廣泛的行業(yè)客戶采用，Ansys從R14.5版本開始推出了Fluent Meshing，并在后續(xù)版本中持續(xù)改善工作流程和交互方式。
為了讓各行各業(yè)的廣大用戶更全面深入地了解Fluent Meshing全新體驗，Ansys將推出一系列針對Fluent Meshing在不同行業(yè)的具體應用案例，旨在通過這一系列工業(yè)產品全方位的網格生成解決方案的展示，讓大家切身體驗到Fluent Meshing所帶來的超強能力和價值。本文作為該系列專題內容的開篇，將詳細介紹Fluent Meshing在汽車整車空氣動力學和熱管理分析中的應用。
汽車整車空氣動力學和熱管理性能是汽車設計和研發(fā)過程中的一個必經驗證環(huán)節(jié)，也是風噪、涉水過程分析的基礎。雖然從流動和傳熱過程類型看，汽車空氣動力學和熱管理性能評估屬于傳統(tǒng)的外部繞流流動和傳熱分析，但也具有鮮明的行業(yè)特點和分析流程。因此，要保證分析的可靠性，必須在前處理過程中基于分析需求進行針對性處理。
綜合看來，想要完成一個高精度的整車空氣動力學和熱管理性能評估任務，前處理過程中也會面臨諸多難點，一款優(yōu)秀的前處理工具需要對這些難點提供針對性解決方案，幫助用戶各個擊破。
展開 gambit介紹
GAMBIT中的TGRID方法可以在極其復雜的幾何區(qū)域中可以劃分出與相鄰區(qū)域網格連續(xù)的完全非結構化的網格，GAMBIT網格劃分方法的選擇完全是智能化的，當你選擇一個幾何區(qū)域后GAMBIT會自動選擇最合適的網格劃分算法，是網格劃分過程變的極為容易。
GAMBIT可以生成FLUENT5、FLUENT4.5、FIDAP、POLYFLOW、NEKTON、ANSYS等求解器所需要的網格。
Fluent Meshing 高效準確讀入CAD模型343攻略
圖5 使用 CFD surface Mesh 方法導入幾何模型
3、通過readàmeshà *.tgf格式的網格文件導入幾何
對于早期接觸Fluent和Tgrid軟件的流體工程師而言，*.tgf是一個常見的網格文件格式，他與傳統(tǒng)的*.stl格式文件類似，都是通過離散化CAD表面幾何而形成的。而且，無論是早期的Tgrid還是現(xiàn)在的Fluent Meshing，在導入幾何后仍舊會在默認的緩存目錄下生成一個*.tgf格式的網格文件，用以恢復崩潰所帶來的影響。
對于*.tgf的生成方式，在SCDM 18.0之后的版本中可以直接保存。使用SCDM輸出*.tgf網格文件的效率，要比使用Fluent Meshing讀入*.scdoc幾何文件（CAD Faceting方法）快30%~70%，而且還不會受到版本的限制（比如低版本的Fluent Meshing是無法直接導入高版本的*.scdoc文件的）。
同時，該方法在輸出表面的時候，還可以調節(jié)精度。因此，對于某些單個流體區(qū)域的問題（多區(qū)域可能會有問題），還是建議使用*.tgf文件進行過渡的；輸出文件之后，直接在FM中使用readàmesh就可以找到了。
圖6 使用 SCDM軟件輸出*.tgf網格文件
三、準確高效的讀入CAD模型的幾種策略
了解了FM讀入幾何的幾種方法之后，我們究竟該如何選擇呢？接下來就來討論一下不同的處理策略。
策略一：先通過 CAD Faceting方式讀入幾何，再通過Remesh方法改進
CAD Faceting方法工作效率高，離散速度快，可以高效的將幾何文件讀入到Fluent Meshing的算例中來。但是如上文所述，該方法的曲面精度可能不盡如人意。
展開 ICEM CFD中合并多個網格
其實能進行網格合并的軟件很多，比如TGrid，比如HyperMesh。這種方法主要是用在復雜模型上，可以將復雜模型分成多個部分，由多人獨自完成一部分。也算是并行工作的一種吧！
來源：本文來自ANSYS學習與應用公眾號，版權歸作者所有。
