Fluent嵌套網格
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
Fluent嵌套網格的視頻教程
基于Fluent嵌套網格的“小鳥”直升機飛行仿真
三、掌握fluent穩態求解的設置，包括： 模型的設置 計算域設置： 重疊網格，穩態計算的設置， 獲取旋翼懸停時的穩態載荷； 為瞬態計算提供初始流場 四：掌握fluent瞬態求解的設置 重點講解運動UDF的編寫與含義； 以及區域運動的設置； Scene動畫的設置等； 課程介紹： 本案例采用fluent的嵌套網格模擬直升機飛行過程中的流場情況，模擬了直升機前飛，爬升的飛行，同時考慮了直升機螺旋槳的轉動情況
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基于重疊（嵌套）網格方法的直升機旋翼懸停流場數值仿真（數值仿真結果與試驗結果進行了對比驗證）
1.本課程首先詳細講解了旋翼的建模過程、可以幫助初學者掌握采用Profili和Catia對旋翼進行三維建模； 2.本課程在Star ccm軟件中對旋翼進行了前處理，可以幫助初學者掌握Star ccm的建模模塊； 3.本課程在Star ccm軟件中對旋翼進行了細致的網格劃分，可以幫助初學者掌握Star ccm軟件網格劃分的策略，讓初學者更快掌握Star ccm軟件中的網格劃分功能。
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解決fluent動網格負體積—重疊網格技術
fluent的動網格一直是仿真過程的老大難，負體積分分鐘讓我們崩潰，那么拿什么拯救你呢，沒錯————————就是重疊網格！！
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Fluent嵌套網格的實例教程
在用Fluent的時候經常會遇到固體在運動的情況，比如已知運動過程的，平移的、旋轉的機械，還有不明運動的物體，比如自由下落的雨傘、或者導彈。你希望計算流體和固體相互作用的過程。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。
展開 在用Fluent的時候經常會遇到固體在運動的情況，比如已知運動過程的，平移的、旋轉的機械，還有不明運動的物體，比如自由下落的雨傘、或者導彈。你希望計算流體和固體相互作用的過程。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。
展開 來源：安世亞太
首先，介紹一下嵌套網格。網絡上關于嵌套網格的的內容大多數是關于直接利用軟件進行計算的過程，而對于前處理過程中的網格生成過程并沒有什么描述，其實這種技術已經在學術界流傳已久，只是用的都是自己的程序算法，今天，我們來使用商用軟件ICEM來進行嵌套網格的劃分，并用Fluent進行計算。
之所以稱之為嵌套網格，即多重網格相互重疊，組合成的一組網格。這里存在兩套或者兩套以上的網格相互重疊，目前支持嵌套網格的求解器的有Fluent17.0以上版本，OPENFORM最新的版本。具體的求解技術大致為：求解器識別嵌套網格邊界，對被組分網格遮蔽的背景網格部分進行“挖洞”，具體的描述大家可以參考文獻[1]，至于網格生成思路請大家參考文獻[2]，下面進入主題。
本文的研究對象為二位圓柱繞流，Re=20，此時圓柱表面流動認為層流，會在圓柱背風面形成一對穩定的弗普爾旋渦，如下圖。這部的計算內容對比參考文獻[3].
首先介紹網格生成思路：(1) 生成包裹圓柱的組分網格；(2) 生成外流場域的背景網格；(3) 組合網格進行計算。
首先生成內部包裹圓柱的網格，為了簡單我們選擇了簡單的的正方形網格：
對上面左邊的圓柱劃分O-block，并進行相應的關聯，將正方形周圍的part名稱改為overset，方便在Fluent中進行改變邊界條件，成為右邊的圖，并生成網格，之后，將網格轉換成非結構網格。保存網格為inner.uns文件，特別注意，只用進行到這一步就好了，不必轉換成.msh文件，特別注意。
然后劃分外流場網格，這里要注意兩組網格的坐標系要一致，即組裝起來之后，圓柱要在流體域的中間。
展開 除此之外，Pointwise具有T-REX和Source功能可以實現對面網格和體網格的加密，具有對流場中任意區域進行加密控制的能力。
以下是本文作者基于Pointwise軟件和商業及開源軟件完成的一些驗證算例或項目工作。特分享如下。點擊部分項目標題，可跳轉至案例出售界面。
(1) Pointwise生成M6機翼(曲面翼梢）網格
項目說明：使用Pointwise生成了M6機翼(曲面翼梢）網格，并分別使用SU2軟件和ANSYS Fluent進行了氣動仿真計算。
（2）Pointwise生成運輸機驗證機構型全機網格
項目說明：使用Pointwise軟件生成了運輸機構型整機網格，包括機身、機翼、垂尾和平尾。使用了包括T-REX在內的多項技術。
(3) Pointwise生成逆向設計的"協和”號整機模型黏性網格
項目說明：基于公開圖片使用CATIA繪制了“協和”號超聲速客機整機模型，使用Pointwise生成了整機非結構混合網格，并使用SU2開源軟件對其氣動力進行了仿真。
（4）Pointwise生成NASA驗證機整機網格
項目說明：使用Pointwise軟件生成了NASA驗證機整機非結構混合黏性網格，模型包括機身、機翼、平尾、垂尾和發動機艙。
(5) Pointwise生成機翼導彈掛架網格
項目說明：使用Pointwise生成了機翼導彈掛架網格，并使用Fluent嵌套網格技術進行了投彈過程六自由度仿真計算。
注：本文由技術鄰用戶Oler原創，轉載請注明出處。
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利用 ANSYS Fluent 動態網格進行渦輪泵仿真的方法
本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、滑移網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。上一節已經展開了動網格制動盤散熱過程的教學，因此本節展開滑移網格的耦合教學。
1 workbench 設置
本案例分為三個模塊，其中分別是滑移網格運動區域，固體結構和外部靜止域。
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
與 Fluent 動網格
本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、動網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。上一節已經展開了制動過程的教學，因此本節展開熱仿真的耦合教學。
1 workbench 設置
與 Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一) 相比，增加了一個模塊，是用來劃分固體域網格。
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
與 Fluent
本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、動網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。因此在設計本案例的教學推文時，本節僅對制動盤的制動過程進行仿真計算教學。待大家掌握動網格、滑移網格兩種制動過程的仿真之后，再分別展開熱仿真的耦合教學。本案例采用800mm的車輪，600mm的制動盤，以100m/s的速度、5m/s^2的制動加速度為計算工況，展開了相對應的制動過程仿真計算
本案例利用Fluent重疊網格與UDF,對撲翼機的氣動特性展開仿真。該案例所用模型為假設模型，僅作計算設置參考。通過此案例后續可以對進一步添加udf代碼與更換模型，實現更為復雜的撲翼機運動，對其展開氣動仿真計算。
1 UDF說明
在本研究中采用重疊網格模型對撲翼機撲翼運動進行模擬。本案例選擇DEFINE_CG_MOTION進行定義，omega[0]代表z軸旋轉方向，本案例設計翼型上下擺動18°
摘要：
本案例利用Fluent Meshing對固定翼無人機進行網格劃分，采用全多面體網格方案減少30%單元量仍保持湍流粘性底層解析能力，不僅為無人機巡航/爬升等多工況氣動仿真提供了高精度網格基礎，還通過標準化流程支持氣動-結構耦合、控制仿真等跨學科研究，兼顧工程效率與計算經濟性。
特別適合無人機設計工程師快速掌握復雜氣動外形的工業級網格生成策略、CFD工程師學習多物理場仿真的網格適應性優化方法
本案例利用Fluent重疊網格與UDF,對NACA0012翼型擺動的氣動特性展開仿真。該案例所用模型為假設模型，僅作計算設置參考。通過此案例后續可以對不同初始迎風角度、不同模型、不同速度等工況展開類似仿真計算。
1 UDF說明
在本研究中采用重疊網格模型對NACA0012翼型俯仰運動進行模擬。本案例選擇DEFINE_CG_MOTION進行定義，vel[1]代表y軸方向，
本案例利用Fluent動網格對高速列車橫風影響下的動態氣動特性展開仿真。對橫風32m/s（風向角90°）、行駛速度為300km/s的復興號展開仿真，該案例所用模型為假設模型，僅作計算設置參考。通過此案例后續可以對不同橫風角度、不同模型、不同行駛速度等工況展開類似仿真計算。
文本涉及到UDF、層鋪網格，網格劃分與流場設置十分繁瑣，可能有部分遺漏，大家可以留言詢問。
1 動網格技術說明
本案例利用Fluent中的VOF模型和重疊網格技術，對水平圓柱以恒定速度入水問題進行了仿真計算。
以miao實驗為例，展開砰擊系數的計算。該案例僅作簡單介紹，后續可以運用到小球自由落體入水、船舶出入水、水上飛機出入水等多種案例的計算。
1 workbench 設置
1.1 選擇以下三個模塊進行流體計算
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
依據相關實驗進行幾何劃分
本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、滑移網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。上一節已經展開了動網格制動盤散熱過程的教學，因此本節展開滑移網格的耦合教學。
1 workbench 設置
本案例分為三個模塊，其中分別是滑移網格運動區域，固體結構和外部靜止域。
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
與Fluent 動網格
