網格重構的案例
STAR-CCM+案例｜擺線泵--網格重構功能模擬仿真擺線泵內部流場
類似這種狹縫結構在泵類模型中經常會碰到，目前可選的方法包括利用重疊網格、網格重構等。但這些方法都有各自的麻煩之處。
STAR CCM+的Remeshing功能計算效率較低，計算一段時間時間后要停下來重新生成網格，如果重生成的網格與之前的網格差距過大，會造成極大的插值誤差，因此在使用此方法的過程中，盡量減小時間步長，以避免網格重構前后的網格節點差距過大。
文章來源：CFD之道
FLUENT動網格案例之二：2D絕熱壓縮過程彈簧光滑和網格重構算法實現 ￥9
2D絕熱壓縮過程彈簧光滑和網格重構算法實現
使用基于彈簧的光滑和網格重網格運動方法來更新變形區域的體網格。對于三角形或四面體網格的區域，基于彈簧的平滑可以根據已知的邊界節點的位移來調整內部節點的位置。基于彈簧的平滑方法在不改變網格連接性的情況下更新了體網格。
但是，當邊界位移相對于局部網格尺寸較大時，網格質量可能惡化或退化。更新網格后，會導致收斂問題。為了避免這個問題，FLUENT的網格重構算法可以將劣質網格(太大、太小或拉伸過度的網格)聚集在一起，并在局部重新自動劃分網格。
在彈簧光滑模型中，網格的邊被理想化為節點間相互連接的彈簧。移動前的網格間距相當于邊界移動前由彈簧組成的系統處于平衡狀態。在網格邊界節點發生位移后，會產生與位移成比例的力，力量的大小根據胡克定律計算。邊界節點位移形成的力雖然破壞了彈簧系統原有的平衡，但是在外力作用下，彈簧系統經過調整將達到新的平衡，也就是說由彈簧連接在一起的節點，將在新的位置上重新獲得力的平衡。原則上彈簧光順模型可以用于任何一種網格體系，但是在非四面體網格區域（二維非三角形），網格更容易畸變。在系統缺省設置中，只有四面體網格（三維）和三角形網格（二維）可以使用彈簧光順法。在其他網格類型中使用需要在TUI界面iain激活該模型。激活彈簧光順模型，相關參數設置位于Smoothing標簽下，可以設置的參數包括Spring Constant Factor（彈簧彈性系數）、Boundary Node Relaxation（邊界點松弛因子）、Convergence Tolerance（收斂判據）和Number of Iterations（迭代次數）。彈簧彈性系數應該在0 到1 之間變化，彈性系數等于0 時，彈簧系統沒有耗散過程；在彈性系數等于1 時，彈簧系統的耗散過程與缺省設置相同。
展開 Ansys Fluent 2.5D動網格技術及應用案例
<p><span style="color: rgb(18, 18, 18);">此資料主要講述Ansys Fluent 2.5D動網格技術特點及應用案例。Ansys Fluent 2.5D動網格技術是一種快速網格重構方法。適用于 2.5D 動網格技術的工程問題需具備以下特點：計算域網格類型為三棱柱單元，計算域為柱體，兩個端面平行且形狀相同，端面和側面垂直；兩個端面網格均為三角形單元，且單元分布完全相同；運動部分為側面，為速度方向始終平行于端面的剛體運動。典型應用場景為存在復雜平面運動且無法簡化為二維計算的問題。</span></p><p><strong>掃描二維碼 免費獲取完整版資料</strong></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/YHFPhJp87hL51P7RgLITjWmLibzWHzUCpm6nbIb6zTvQRlp1cQYIkwuTzcA95vqsB5YgupKOcnklnaY3rmG9Pdw/640?wx_fmt=png&from=appmsg"></p><p><br></p><p><strong>目錄</strong></p><p><strong>1. 概述</strong></p><p><strong>2. 2.5D網格重構的應用</strong></p><p>2.1模型概述</p><p>2.2動網格設置</p><p>2.3運動側面設置</p><p>2.4端面設置</p><p>2.5固定側面設置</p><p>2.6網格重構過程</p><p><strong>3. 注意事項</strong></p><p><br></p><p><strong>1. 概述</strong></p><p>Ansys Fluent 2.5D動網格技術是一種快速網格重構方法。
展開 二十四、動網格Remeshing方法及實例
由于邊界不發生變形，故不必設置deforming邊界</p><p> </p><p><strong>Parameters：</strong>參數設置，此設置決定了網格重構的標準。具體如下：</p><p> </p><p><strong>Min length scale：表示網格小于這個值開始重構網格</strong></p><p><strong>Max length scale：表示網格大于這個值開始重構網格</strong></p><p><strong>Max Cell skewness：最大偏斜程度，表示網格偏斜程度大于這個值，開始重構網格</strong></p><p><strong>Size remeshing interval：表示經過幾步進行判斷網格尺寸，從而重構網格策略</strong></p><p><strong> </strong></p><p><strong>如果網格重構過程中，出現較小的網格，可以將Min length scale的值增大；如果出現較大的網格，可以將Max length scale的值減小。如果網格質量不好，可以將Max Cell skewness值減小。</strong></p><p> </p><p> </p><p>為了獲取上述參數參考依據，可單擊Mesh scale info，</p><p>Mesh scale info：單擊得到目前網格的相關信息，酌情對應輸入。</p><p>Reset/Default：單擊后，可用于設置默認參數，然后在各項中更改。</p><p> </p><p>使用上圖的數據，單擊OK，回到Dynamic Mesh頁面。
展開 
ANSYS CFX V13外掛物分離測試
ANSYS-CFX V13.0開始新增了剛體六自由度運動模塊，結合ICEMCFD V13.0可以完成網格重新劃分，這和ANSYS-Fluent局部網格重構有本質的區別，通過外部調用ICEMCFD實現網格重新劃分并結合ANSYS-CFX獨特的網格剛性控制可以用比較經濟的網格重新劃分次數完成外掛物大位移六自由運動，比如級間分離、機彈分離、座椅彈射、艙蓋拋灑等復雜運動，并且在ANSYS-CFX中可以采用高階精度離散格式完成計算。本文的案例證明這種全新的方法具有非常實用的應用價值。
模型來源于Fluent外掛物分離驗證案例
如圖
在ICEMCFD里劃分高質量的四面體網格，網格單元數12萬，網格質量達到0.15。計算中關注外掛導彈的分離軌跡，因此在彈體用到了比較細密的網格，本次計算主要為了演示流程，因此機翼和掛架部分沒有加密，也沒有增加棱柱層網格，主要為了減少計算量。
剛體運動設置
多流程+網格重構設置
網格重構次數監控
最小正交角度變化
剛體運動參數 監控
加個計算結果
Snap5.png
展開 ANSYS FLUENT 動網格模型（上）
除了體網格重構外，邊界上網格的三角形面或線性面也將隨同體網格一起重構。
除了具有上述3種更新變形區域內體網格方法的動網格模型技術之外，FLUENT還提供了六自由度(6DOF)求解器。6DOF可以根據作用在流場中某個物體上的重力空氣動力或其他力、力矩來計算物體的位置和姿態。6DOF 技術配合動網格使用可以解決一些流固耦合、多體分離的實際工程問題。
文章來源：精準CAE部落
PERA SIM高級CFD網格劃分案例： 工程師如何在仿真前處理階段提高仿真效率？
局部網格參數設置表單
3.3局部區域加密設置
PERA SIM軟件在劃分網格時還提供了密度盒加密網格設置，用戶可根據自己的需求選擇不同形狀及位置區域來對局部空間進行網格加密處理，本例中選擇box形狀對車身尾部區域進行加密。
局部區域網格加密
3.4泄漏檢查
在進行最后一步包面網格劃分之前，可以通過泄露檢查確定包面的可實施性。在PERA SIM中可在內外部各自創建源點和目標點，來確認計算區域是否水密封閉。
3.5包面網格生成
前期設置完成后即可進行包面網格劃分：
包面之后表面網格
PERA SIM中提供了包面的網格表面和原始幾何表面形狀差異的對比數據，可以通過距離的測量來評判包面網格與原始幾何形狀之間的貼體差異。
網格與幾何貼體探測
3.6網格重構
在完成初步包面之后，部分區域的網格質量會存在一定的問題，此時可以通過PERA SIM中的網格重構功能Remesh進一步提升面網格的質量，此步操作也是為了確保能生成質量更佳的體網格而做準備。
Remesh后網格
Wrap后表面網格
Remesh后表面網格
3.7網格編輯
如若在自動網格重構之后還未達到理想的面網格質量，還可以通過PERA SIM的一系列網格編輯功能實現自定義網格優化操作。如本例中，外后視鏡部分區域在網格重構之后仍然存在網格質量較差的區域。
面網格扭曲度較大的區域
在手動選擇部分區域之后，通過網格編輯功能中的光順操作，可改善對應區域的網格質量。
展開 ICEM結構化網格重構攪拌釜CFD工作流 ￥59.9
其中，采用ICEM劃分的高質量結構網格對仿真精度起決定性作用：結構化網格的規整拓撲特性可精確捕捉攪拌區復雜渦流，確保流場計算結果可靠性；其邊界層控制能力還能有效模擬近壁面湍流特性。若網格質量不足，易導致數值擴散或收斂困難，使仿真結果偏離實際物理現象。因此，ICEM生成的高質量結構網格是獲得準確攪拌釜仿真數據的重要基礎。
ICEM結構網格劃分技術特別適合化工機械、過程裝備專業的工程師與研究生學習，尤其針對從事攪拌設備CFD仿真的研究人員。該技術能幫助流體仿真工程師解決復雜幾何的網格生成難題，對需要精確模擬攪拌流場（如混合、反應等工業應用）的專業人員極具價值。同時，也推薦CAE軟件應用工程師學習，以提升其處理旋轉機械網格的專業能力。掌握該技能可顯著提升多相流、傳質傳熱等仿真的計算精度，是從事化工設備數字化研發的核心競爭力之一。
1 導入幾何模型
在SpaceClaim軟件中完成攪拌釜三維建模并保存為專用的design.scdoc文件，隨后啟動ICEM新建項目，選擇導入模型時指定文件為design.scdoc，加載完成后通過取消勾選創建材料點等默認設置完成幾何體載入。該格式可直接保留建模軟件中的幾何特征，無需進行中間格式轉換，相較于傳統IGES/STEP導入方式更高效。導入后可在左側模型樹中調整顯示屬性，并為后續網格劃分創建對應的部件命名。
展開 STAR-CCM+旋轉機械案例｜擺線泵
類似這種狹縫結構在泵類模型中經常會碰到，目前可選的方法包括利用重疊網格、網格重構等。但這些方法都有各自的麻煩之處。
STAR CCM+的Remeshing功能計算效率較低，計算一段時間時間后要停下來重新生成網格，如果重生成的網格與之前的網格差距過大，會造成極大的插值誤差，因此在使用此方法的過程中，盡量減小時間步長，以避免網格重構前后的網格節點差距過大。
文章來源：CFD之道
Fluent 中尺寸函數的應用
尺寸函數（Size Function）通常和局部體網格重構時結合使用，尺寸函數用于控制重構過程中的網格分布。簡單地說，尺寸函數的功能就是在運動邊界處約束網格，使其維持在一個較小的尺度，在遠離運動邊界處，逐步將其增大。在Fluent中，軟件自動標記出那些網格尺度大于當地尺寸函數值得網格。注意：尺寸函數僅僅用來在重構前標示某些網格，它并不在重構過程中控制網格尺寸，它是一種對網格的間接控制方法。
應用尺寸函數的體網格重構算法步驟：
（1） 標記出扭曲率大于“Maximum Cell Skewness”的所有網格；
（2） 如果（time=SRI*△t），標記出長度尺度小于“Minimum CellLength”或大于“Maximum Cell Length”的網格；
（3） 標記出不滿足當地尺寸函數的網格數（必須首先激活尺寸函數）；
（4） 局部重構所標記的網格；
（5） 進行光順（推薦激活光順）。
如圖所示，用戶使用尺寸函數時控制三個參數。
（1） 尺寸函數分辨率（Size Function Resolution）控制背景網格的密度。
（2） 尺寸函數變化量α（Size Function Variation），是最大允許網格尺度的量度。
（3） 尺寸函數變化率β（Size Function Rate）,是網格成長率的量度。β=0意味著線性增長，β值越大表明邊界處網格生長越慢，內部網格生長越快。
尺寸函數本身的原理很復雜，本文不再贅述。
展開 【Abaqus插件下載】孤立網格逆向重構幾何體 ￥9.9
<strong>不要用于梁單元和二維網格！！！</strong></p><p>梁單元可以通過GUI界面功能create wire→point to point還原為幾何線</p><p>二維網格參考本貼方法2，結合草圖功能在GUI界面操作就能還原為幾何面！</p><p><br></p><p>附件為插件，有兩個版本，捐助打賞此貼、即可獲得贈送下載~</p>
技術講解 | 內嚙合齒輪泵瞬態流場仿真
2）劃分什么樣的網格？
3）動網格如何設置？下面介紹如何使用ANSYS Fluent軟件解決這三方面問題，順利的實現齒輪泵動態流場的仿真。
本文所選取的實例模型如圖1所示，主要包含內齒圈、齒輪軸、月牙隔板、泵殼等部件。
圖 1.內嚙合齒輪模型
01 嚙合間隙的處理方法
如圖2，由于齒輪之間的嚙合間隙極小，會給流體域網格劃分帶來很大的困難，而且一般需要采用動網格技術模擬齒輪的旋轉運動，太小的間隙也會使嚙合區域網格重構時產生嚴重的扭曲，造成計算不收斂，所以通常都會對嚙合位置進行適當的處理。
圖2. 齒輪嚙合間隙示意
目前常用的處理方法主要是分離法，即通過增加兩個齒輪之間的安裝中心距來加大齒輪嚙合區域的間隙，這種方法保留了輪齒的真實形狀，但是可能會造成齒輪與其他結構干涉等問題。另一種方法是齒面移動法，即將兩側齒面分別繞著旋轉軸向內旋轉，保證嚙合區最小間隙在0.05mm左右。
圖3.齒面移動示意圖
圖4.移動后的嚙合狀態
02 網格劃分方法
網格劃分對流場求解很重要，ANSYS提供了多種網格劃分工具，讓我們能夠根據模型特點、求解需求選擇最適合的工具和方法。
圖5. 網格工具和類型的選擇
ANSYS Fluent有兩種處理齒輪運動的方式：重疊網格和動網格，對網格的要求有所不同。
1）重疊網格
重疊網格的優勢在于可以使復雜幾何的網格劃分簡化；對于包含運動域的問題，可以不使用網格光順和網格重構方法，避免了可能會出現的負體積問題。
重疊網格由背景網格和部件網格組成，各網格獨立存在，在空間上相互重疊，需要通過設置重疊交界面，進行挖洞、匹配插值點等操作建立各網格之間的連接關系。
展開 內嚙合齒輪泵瞬態流場仿真
在ANSYS Meshing中，為輪齒幾何添加掃略方法，設置自由面網格類型為全部三角形，得到2.5D網格，激活近似加密功能，劃分間隙處網格為3-4層。
圖 10. 2.5D網格
③動網格設置
使用2.5D方法，需要激活Smoothing和Remeshing功能，同時需要設置網格更新的參數，包括最小網格尺寸、最大網格尺寸、最大網格偏斜和網格重構間隔，軟件提供了Mesh Scale Info輔助查看當前網格信息，包含最小長度Lmin和最大長度Lmax，推薦參數中的MinimumLength Scale設置為0.4Lmin，Maximum Length Scale設置為1.4Lmax，Size Remeshing Interval設置為1。
圖 11. 激活2.5D方法
圖 12. 運動變形邊界說明
其中兩個齒輪面設置為剛體運動，運動形式由UDF控制，使用DEFINE_CG_MOTION宏定義；兩端面設置為在平面上的Deforming，需要注意的是，由于2.5D網格在網格更新時，是將一端面網格進行光順和重構，并將網格的變化拉伸到另一端，因此設置時一端勾選Remeshing，另一端不要勾選，否則會出現錯誤。
圖 13. 變形邊界的設置
計算及結果分析
1）選擇時間步長
齒輪泵流場計算為瞬態計算，時間步長是一個很重要的參數，在選擇時間步長時遵循的一個基本原則是一定要保證能夠解析時間相關的特征，同時要確保求解的穩定性。
展開 ANSYS Fluent 內嚙合齒輪泵瞬態流場仿真
圖 8.背景局部加密
2）動網格方法
動網格是齒輪泵計算最常用的方法，由于輪齒部分幾何的特殊形式，可以采用計算量較小的2.5D方法，其網格是由2D三角形面網格沿著運動區域的法向拉伸得到；泵的進出口管路和進出油口可以采用四面體網格，計算域之間通過interface建立數據連接。
①幾何模型的處理。需要將流體域切分為三個部分：輪齒部分、進口管路和出口管路，如圖9，不要共享拓撲。
圖 9.流體域切分
②網格劃分。在ANSYS Meshing中，為輪齒幾何添加掃略方法，設置自由面網格類型為全部三角形，得到2.5D網格，激活近似加密功能，劃分間隙處網格為3-4層。
圖 10. 2.5D網格
③動網格設置
使用2.5D方法，需要激活Smoothing和Remeshing功能，同時需要設置網格更新的參數，包括最小網格尺寸、最大網格尺寸、最大網格偏斜和網格重構間隔，軟件提供了Mesh Scale Info輔助查看當前網格信息，包含最小長度Lmin和最大長度Lmax，推薦參數中的MinimumLength Scale設置為0.4Lmin，Maximum Length Scale設置為1.4Lmax，Size Remeshing Interval設置為1。
圖 11. 激活2.5D方法
圖 12. 運動變形邊界說明
其中兩個齒輪面設置為剛體運動，運動形式由UDF控制，使用DEFINE_CG_MOTION宏定義；兩端面設置為在平面上的Deforming，需要注意的是，由于2.5D網格在網格更新時，是將一端面網格進行光順和重構，并將網格的變化拉伸到另一端，因此設置時一端勾選Remeshing，另一端不要勾選，否則會出現錯誤。
圖 13.
展開 活塞壓縮動網格分析（彈性光順與局部重構）
問題描述：活塞壓縮
01 分析模塊
02 建立模型
03 劃分網格
04 定義物理模型
05 定義材料
06 定義流場材料類型
07 定義邊界條件
08 定義速度和動網格
09 求解方法，求解控制，監控，都按默認設置
10 初始化
11 求解
12 后處理
