多域網格
關注創建者：CFD初學者 創建時間：2023-08-22
多域網格的視頻教程
基于組分輸運和MRF模型的3D攪拌槽模擬
組分輸運flent仿真基本通用流程； 3.fluent meshing多域網格劃分過程 4. fluent與cfd-post后處理過程； 5.提供源文件與答疑過程；
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多域網格的實例教程
今天我們主要給大家帶來 Fluent Meshing 中的多域（Multizone）網格。
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多域（Multizone）網格
為了為復雜的幾何配置創建純（六邊形）網格，有時可能會被迫手動將幾何體分解或切片為單獨的實體（這說明多域網格的劃分有時需要人為的在幾何階段進行幾何切分）。然而，多區域網格方法（“多區域”）可以讓用戶在幾何體的所有區域創建純六邊形網格，自動將幾何體分解為單獨的實體。
多域網格的劃分一定要注意幾何的切分，因為切分方式決定網格的劃分效果。注意多域網格網格是在幾何描述階段進行的，詳細見圖 1.
圖1 描述幾何（Describe Geometry）
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多區域網格的填充方式
Fluent Meshing 多域網格的填充方式有 4 種，分別是六面體平鋪（Hex-Pave）、六面體映射（Hex-Map）、棱柱（Prism）、混合（Mixed）。下面是具體的填充方式：
六面體平鋪（Hex-Pave）：使用六面體網格填充選定區域。所有連接的區域必須使用相同的體積填充類型。如果設置不同，區域填充類型將自動設置為使用此填充類型。
六面體映射（Hex-Map）：使用六面體網格單元填充選定區域。
棱柱單元（Prism）：用棱鏡元素填充選定區域。
混合（Mixed）：除了一些棱鏡棱柱網格單元外，還用六面體網格填充選定的區域。
展開 4.設置連接關系：玻璃夾層之間直接共享拓撲，無需建立接觸對連接，只需要指定鋼球與玻璃間的相互作用關系即可
5.劃分網格：采用多域網格劃分形式，設置玻璃各夾層網格大小為2mm，劃分好網格如下圖所示。
6.設置邊界條件：對玻璃底部四個邊界施加固定約束，給定鋼球的初始速度為1m/s。
7.求解：計算時間為0.005s
8.結果后處理：提取出整體及各部分的應力隨時間的變化曲線以及各部分應力分布情況。
圖1 整體應力變化曲線
圖2 接觸力變化
圖3 最大等效應力云圖
圖4 位移云圖
圖5 PVB層應力云圖
圖6 玻璃層應力云圖
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結論
碰撞沖擊后產生“震蕩”耗散能量。
每一層最大應力值都發生在碰撞瞬間。玻璃層應力值最大，PVB層應力值較小。
主要是因為夾層玻璃受沖擊時，玻璃表現為彈性段內的脆性失效。對于PVB，則主要表現為動態拉伸下的大變形。
本次計算未考慮材料非線性影響。
來源：ANSYS學習與應用公眾號，版權歸作者所有。
展開 (2)以 cfd_surface_mesh方式導入CAD模型
(3)面網格編輯功能詳解
(4)基于object多域網格劃分介紹
(5)案例練習
第二天
(6)幾何編輯
(7)包面功能
(8)體網格劃分技術
(9)案例練習
(10)Q&A
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報名方式
Registration
掃碼即可報名
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關于workbench網格劃分的方法和差別，各有什么特點呢？
一般情況下，對于空間物體而言，我們應當盡量使用六面體網格。當對象是一個簡單的規則體時，使用掃掠網格劃分是合適的；當對象是對個簡單的規則體組成時，使用多域掃掠網格劃分是合適的；接著盡量使用六面體主導的方式，它會在外層形成六面體網格，而在心部填充四面體網格。
四面體網格是最后的選擇。其中如果要忽略一些小細節，如倒角，小孔等，則使用patch independent算法;如果要要考慮一些小細節，則使用patch conforming算法。
至于自動網格劃分，是最傻瓜化的方式，一般對于初學者適用。
例如：
（1）用掃掠網格劃分。
對整個構件使用sweep方式劃分網格。（失敗）
該方法只能針對規則的形體（只有單一的源面和目標面）進行網格劃分。
（2）使用多域掃掠型網格劃分。
可見ANSYS把該構件自動分成了多個規則區域，而對每一個區域使用掃略網格劃分，得到了很規則的六面體網格。這是最合適的網格劃分方法。
（3）使用四面體網格劃分方法。
使用四面體網格劃分，且使用patch conforming算法。可見，該方式得到的網格都是四面體網格。且在倒角處網格比較細密。
使用四面體網格劃分，但是使用patch independent算法。忽略細節。此時得到的仍舊是四面體網格，但是倒角處并沒有特別處理
（4）使用自動網格劃分方法。
該方法實際上是在四面體網格和掃掠網格之間自動切換。當能夠掃掠時，就用掃掠網格劃分；當不能用掃掠網格劃分時，就用四面體。這里不能用掃掠網格，所以使用了四面體網格。
（5）使用六面體主導的網格劃分方法。
該方法在表面用六面體單元，而在內部也盡量用六面體單元，當無法用六面體單元時，就用四面體單元填充。
展開 圖1 AICFD軟件界面
一、版本更新介紹
AICFD 2025R1版本在AI網格生成、網格劃分、可壓縮流動模擬、界面交互體驗以及自動優化功能等方面實現了全面升級。以下是本次更新的核心亮點：
1. AI網格
針對傳統CFD仿真中網格生成耗時長、對專家經驗依賴度高等痛點，AICFD創新性地推出了AI網格功能。
用戶只需生成基礎網格，AICFD即可通過流場解驅動的智能網格加密技術捕捉流動特征，并采用智能幾何保形技術確保網格加密嚴格遵循幾何邊界，實現網格生成的一鍵式操作。
圖2 AI網格加密歷程
2.幾何網格功能增強
針對多域CFD模擬中的網格劃分難題，AICFD 2025R1版本新增了幾何壓印功能，自動匹配交界面，從而保證多域計算求解精度。
同時，軟件支持生成多面體網格以及通過網格掃掠生成六面體，在保證網格質量的同時大幅減少網格數量，有效提高求解速度。
圖3 多域多面體網格
3.可壓縮流動
當空氣流動的馬赫數超過0.3時，其可壓縮性通常不可忽略，因此可壓縮計算是進行超聲速乃至高超聲速流動模擬的“敲門磚”。
AICFD 2025R1版本的求解器大幅提升了可壓縮計算能力，解決了高超聲速模擬的行業難題，且求解過程比同類軟件用時更短。
圖4 AICFD可壓縮案例
4.界面交互
在幾何和網格界面，AICFD 2025R1版本新增了右鍵菜單和交互點選等功能，并優化了視口顯示。用戶在幾何和網格編輯過程中能夠實現“所見即所得”，軟件的易用性和交互性得到了顯著提升。
圖5 AICFD視口右鍵菜單
5.自動優化接口
AICFD 2025R1版本通過腳本錄制和播放功能，與天洑智能優化設計軟件AIPOD實現了無縫對接。
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圖3 多域多面體網格
3.可壓縮流動
當空氣流動的馬赫數超過0.3時，其可壓縮性通常不可忽略，因此可壓縮計算是進行超聲速乃至高超聲速流動模擬的“敲門磚”。
AICFD 2025R1版本的求解器大幅提升了可壓縮計算能力，解決了高超聲速模擬的行業難題，且求解過程比同類軟件用時更短。
AICFD 2024R1全面升級AI加速模塊，在適用范圍、易用性、穩定性、精度方面均有大幅提升：
◆ 適用范圍擴大：可適應各類湍流模型、大網格多域并行運算等場景，求解范圍擴大至各類工業級流動換熱復雜案例；
◆ 易用性與穩定性提升：簡化設置操作，用戶僅需一鍵勾選即可獲得穩定加速效果，加速預期不少于20~30%；
◆ 精度提升：物理量關鍵統計值誤差不大于5%，空間分布一致性大幅提升。
多域網格的劃分一定要注意幾何的切分，因為切分方式決定網格的劃分效果。注意多域網格網格是在幾何描述階段進行的，詳細見圖 1.
第一天
(1)基于object網格劃分軟件界面介紹
(2)以 cfd_surface_mesh方式導入CAD模型
(3)面網格編輯功能詳解
(4)基于object多域網格劃分介紹
需要注意的是，使用單個操作對多個域進行網格劃分時，計算機能夠
并行生成網格
。出于這些原因，建議使用盡可能少的操作。
三維示例
最后，我們將在三維模式下研究一個盒子內的線圈，以了解這些效果如何體現在更高級的幾何結構中。我們使用的是內置線圈幾何單導線線圈–矩形導線、跑道型、閉側，可在“AC/DC 模塊”的零件庫中找到。
因為流體相互作用常常出現在這些區域，比如在靠近避免的邊界層有很大的速度梯度，所以它可以在靠近一個或多個邊界域進行網格細化。
當對象是一個簡單的規則體時，使用掃掠網格劃分是合適的；當對象是多個簡單的規則體組成時，使用多域掃掠網格劃分是合適的；接著盡量使用六面體主導的方式，它會在外層形成六面體網格，而在心部填充四面體網格。
四面體網格是最后的選擇。其中如果要忽略一些小細節，如倒角，小孔等，則使用patch independent算法;如果要要考慮一些小細節，則使用patch conforming算法。
當對象是一個簡單的規則體時，使用掃掠網格劃分是合適的；當對象是多個簡單的規則體組成時，使用多域掃掠網格劃分是合適的；接著盡量使用六面體主導的方式，它會在外層形成六面體網格，而在心部填充四面體網格。
四面體網格是最后的選擇。其中如果要忽略一些小細節，如倒角，小孔等，則使用patch independent算法;如果要要考慮一些小細節，則使用patch conforming算法。
（11）FLUENT求解全流程案例詳細演示
四、FLUENT傳熱模擬
（1）導熱及對流換熱模擬（2）輻射模型及輻射換熱模擬
（3）自然對流模擬 （4）傳熱模擬的UDF
（5）對流換熱、輻射換熱、自然對流模擬要點總結及案例演示
五、FLUENT流固耦合
（1）流體及固體計算域（單向、雙向）（2）多計算域網格生成
導熱及對流換熱模擬（2）輻射模型及輻射換熱模擬
（3）自然對流模擬 （4）傳熱模擬的UDF
（5）對流換熱、輻射換熱、自然對流模擬要點總結及案例演示
五、FLUENT流固耦合
（1）流體及固體計算域（單向、雙向）（2）多計算域網格生成
