邊界層網格生成的案例
運用Star CCM+生成流體域的可變邊界層網格 ￥10
在進行湍流仿真計算時，對于流體域截面積存在突變的情況，如果采用固定邊界層厚度值，可能會使注流速區網格不滿足仿真要求。本案例僅運用Star CCM+前處理完成可變邊界層厚度設置，sim文件如下。
[問題討論]黏性網格生成時第一層網格高度的設置問題（Y+)
1、為什么會存在第一層網格的問題
關于這個問題，實際上要從邊界層說起。實驗表明，邊界層內根據流動狀態的不同可以分為三層，自壁面向流動核心區分別為：粘性子層、過渡層和湍流核心層。邊界層很薄，一般都是毫米~微米級，因此，若采用劃分網格進而利用數值方法求解的話，勢必會大大增加計算網格的數量，從而急劇增加計算工作量。又有實驗發現，在粘性子層和過渡層內，主要是粘性力在起主導作用，慣性力的作用幾乎可以忽略。在該區域內，粘性力與速度梯度成線性關系，因此在于核心層為高雷諾數湍流流動的情況下，過渡層與粘性子層內的速度分布可以通過經驗公式直接計算得到，而無需劃分網格，換句話說，在這種情況下，可以將計算節點的第一層網格節點放置在湍流核心區內，而過渡層與粘性子層中則無需要任何網格。這部分區域中的物理量分布采用壁面函數（wall function）來計算完成。需要用到壁面函數的湍流模型包括：k-epsilon模型，雷諾應力模型。
另外一種低雷諾數湍流模型的情況則與之不同，其不采用壁面函數來求解粘性子層與過渡層中的流動物理量分布，而是采用NS方程離散求解，與核心區域求解方式一樣，如K-W模型，SA模型等。
2、Y+的問題
Y+是什么玩意兒？Y+其實是一個無量綱量，其定義為：
式中，u*為近壁面摩擦速度（friction velocity），為第一層網格節點與壁面的間距，υ為流體的運動粘度。
其中壁面摩擦速度
式中τw為壁面剪切應力，其值為，其中μ為動力粘度，為第一層網格間距。
因此可以估算第一層網格間距：
3、更簡單的計算方式
采用上式進行第一層網格間距計算比較麻煩，因為需要計算u*，而u*的計算又涉及到壁面剪切應力的計算，壁面剪切應力的計算又涉及到速度梯度的計算。麻煩的事情在于壁面法向速度梯度在劃分網格的時候是未知的，只有在計算完畢后才能得到，這實在是打臉的行為。
展開 流體網格為什么有邊界層劃分
求解高雷諾數繞流問題時，可把流動分為邊界層內的粘性流動和邊界層外的理想流動兩部分，分別迭代求解。邊界層有層流、湍流、混合流 ，低速（不可壓縮）、高速（可壓縮）以及二維、三維之分。由于粘性與熱傳導緊密相關，高速流動中除速度邊界層外，還有溫度邊界層。
三、邊界層厚度
邊界層內從物面 （當地速度為零）開始，沿法線方向至速度與當地自由流速度U 相等（嚴格地說是等于0.990或0.995U）的位置之間的距離，記為δ 。
邊界層厚度與流動的雷諾數、自由流的狀態、物面粗糙度、物面形狀和延展范圍都有關系。由繞流物體頭部（前緣）起，邊界層厚度從零開始沿流動方向逐漸增厚。當空氣流的雷諾數為Rex=10時，在距前緣1米處，平板上層流邊界層的厚度為3.5毫米。在平滑平板上，層流邊界層的厚度。
四、層流邊界層
流體繞物體流動時，在物體的前端或上游部分的邊界層，一般是層流邊界層。沿曲面的層流邊界層。由于外流速度有變化，與平板有所不同，但速度分布大致類似。緊貼物面的速度梯度較大，因而剪應力也較大。物面上的剪應力為：
式中， 為流體動力粘性系數。算出了τ0，就可求出物面的摩擦阻力系數和摩擦阻力。
展開 [教程]hypermesh CFD邊界層網格劃分CFD-1200: CFD Meshing with
Open the Model File
安裝目錄下的： manifold_inner_cylinder.hm 網格文件。
3. Check That the Surface Elements Define a Closed Volume
4. Generate a BL Distributed Thickness Loading to Prevent Boundary Layer Interference
5. Generate the Boundary Layer and Tetrahedral Core Mesh
點Mesh生成邊界層體網格。
合理控制修改層數、第一層厚度、增長率等參數，使得邊界層不超出壁面
6. Mask Elements to Inspect the Boundary Layers’ Thickness on Thinner Areas
7. Arrange Volume and Surface Components Before Exporting the Mesh for CFD Solvers
展開 
FLUENT網格必須做邊界層加密嗎？
我們在FLUENT中采用兩種網格來計算，一個是不做邊界層加密的（圖6），另一個是做邊界層加密的（圖7），所用的湍流模型是k-ω SST。
圖6 計算孔板流量系數所用的網格。不做邊界層加密。我們采用二維軸對稱模型來計算，上圖是整個計算域，下圖是孔板附近的局部放大。網格尺寸為3.5mm。
圖7 計算孔板流量系數所用的網格。做邊界層加密。上圖是整個計算域，下圖是孔板附近的局部放大。壁面第一層網格的高度為0.1mm。在遠離壁面的區域，網格尺寸和圖6的一樣（3.5mm）。
圖8 用圖7的網格算出的結果的速度云圖。根據對稱軸進行了鏡像處理。
用不做邊界層加密的網格算出的流量系數為0.6154，用做了邊界層加密的網格算出的流量系數為0.6282。根據實驗結果，直徑比d/D=0.5、雷諾數Re=106時。流量系數為0.6236。所以，用不做邊界層加密的網格算出的結果的誤差為1.3%左右，而用做了邊界層加密的網格算出的結果的誤差為0.74%左右。雖然做了邊界層加密的網格算出的結果比不做邊界層加密的網格稍好一點，但是必須承認，兩個網格算出的結果都是非常好的。而就網格生成的工作量來說，顯然生成圖7的網格所需的工作量要遠遠大于生成圖6的網格所需的工作量。
為什么在第一個例子“平板湍流邊界層摩擦阻力的計算”中，邊界層網格對計算結果的影響很大，而在第二個例子“孔板流量系數的計算”中，邊界層網格對計算結果的影響很小呢？
在第一個例子中，我們計算的是壁面摩擦力，而壁面摩擦力是導致邊界層內部的流體產生動量虧損的原因，要準確地計算壁面摩擦力，必須知道邊界層速度剖面的演化規律。相信了解卡門動量積分定理的讀者都知道，要用這個定理求出符合實際的壁面摩擦力，必須給定一個合乎實際的邊界層速度剖面。
展開 Hypermesh聯合Fluent仿真：教你創建CFD邊界層網格 ￥2.9
Hypermesh聯合Fluent仿真：教你創建CFD邊界層網格
導言：本教程適合采用Hypermesh作為CFD前處理軟件的新手，主要解決做流體仿真分析時，邊界層網格如何創建，以及內部的四面體網格如何創建的問題，不包含求解器分析部分。
目錄：數據導入、數據清理、網格劃分、網格導出
1、 數據導入
在數據導入hypermesh之前確保一些大的清理步驟，比如塊的創建、切割、面的縫合等已經過專業的三維數模軟件處理（Hypermesh做這些操作不是很方便）。打開Hypermesh，User Profiles先選擇默認，按圖1的步驟點擊導入數據。
圖1 數據導入
展開 全新體驗的Fluent Meshing | 在燃氣渦輪中的應用
渦輪前緣氣膜孔和尾部擾流柱多面體網格
靈活、易用、強大的網格加密和邊界層網格生成方法：Fluent Meshing提供多種網格加密方式，包括：局部面網格加密、局部體網格加密、影響體（Body of Influence）加密等多種方法；可對氣冷渦輪葉片的各個細節處進行網格加密，其中影響體（BOI）方法可在不對初始幾何進行分割的條件下對局部區域進行整體加密，工程師可在原始幾何基礎上直接添加一個特定形成的幾何體用于對該范圍內的體網格進行加密。
渦輪葉片前緣添加影響體（BOI）進行局部體網格加密
Fluent Meshing提供多種不同的邊界層網格生成方式，可在保證近壁面Y Plus數不變的情況下保證網格的擴張比和質量。
內部冷卻孔和葉片表面邊界層網格
邊界條件預定義和計算域自動識別：Fluent Meshing可以根據流體域和固體域名稱自動進行識別（也可手動指定），可預先對進口、出口、對稱面、周期對稱面等進行邊界條件類型設置并直接在后續的求解計算中使用。
高效并行網格劃分方式：Fluent Meshing支持網格并行計算，可極大提升網格效率。用戶無需購買額外的HPC即可使用多核并行計算生成Fluent Meshing網格。
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渦輪前緣氣膜孔和尾部擾流柱多面體網格
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渦輪葉片前緣添加影響體（BOI）進行局部體網格加密
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展開 ANSA在汽車外流場網格的應用
本文結合一個半車身的幾何模型，在ANSA中建立流體域，并劃分流體網格，給出了流體分析前處理網格劃分的流程。
一、幾何清理
（1） 讀入模型數據
（2） 幾何模型檢查
（3） 建立外流場區域
（4） 模型修改
（5） 邊界條件設置
二、面網格生成
（1）車體及流體區域網格劃分，用CFD網格功能生成面網格。
（2）局部網格加密，重用CFD網格生成功能生成網格
（3）面網格調整
三、體網格生成
（1）邊界層網格生成，采用layers生成邊界層網格。
（2）體網格生成，自動識別體，并自動劃分體網格。
（3）體網格檢查，檢查網格質量，確保沒有負體積出現。
ansa在汽車外流場網格的應用.pdf
展開 6月25-27日 成都 | Fluent 流體湍流場仿真工程應用
邊界層網格生成實踐
2. 壁面函數對比實踐
3. 湍流模型相關UDF編寫
4. 湍流計算收斂性控制
5. 湍流后處理實踐
案例練習
利用案例掌握湍流模擬中的設置流程及調試技巧
案例1：平板邊界層計算
案例2：管道壓力降計算
案例3：翼型升阻力計算
案例4：彎管二次流計算
案例5：圓柱繞流計算
案例6：旋風分離器計算
案例7：翼型轉捩計算
案例8：湍流后處理練習
培訓收費有兩類，請您按自身需要靈活選擇。
收費標準
A類：3980元/人（含結業證書一本）
B類：5580元/人（含培訓費、證書費）
證書：可選擇申報AXKG 全國職業技能考試鑒定中心頒發《CAE 仿真應用工程師》職業技能等級證書；費用 1600 元/每人，可作為在本行業專業崗位職業能力考核的證明，也在崗位聘用、任職、定級和晉升職務中作為重要依據。證書全國通用、聯網查詢、無須年檢。
展開 
邊界層理論及壁面方法
STAR-CCM+邊界層網格處理
STAR-CCM+邊界層網格生成方法非常簡單，默認設置如圖6所示，邊界層定義方法采用Stretch factor，需要定義的參數有：Numberof Prism Layer （邊界層總層數），Prism layer stretching（相鄰層間的比例），Prism LayerTotal Thickness（邊界層總厚度），邊界第一層網格厚度通過上述三個參數計算得出。
圖6 Stretch Factor方法
如果想直接定義底層厚度，只需要在Prism Layer Mesher的屬性欄里更改生成方法，相應的參數變更為Prism Layer Near WallThickness（底層厚度），層間增長率通過計算得出。
圖7 wallThickness方法
以NASA CRM飛機模型巡航狀態工況為例（Ma=0.85，Re=5000000，特征弦長Lc=7m），若采用圖7的wallThickness方法，需要確定三個主要參數：
1. Prism Layer Near WallThickness（底層網格厚度）
可通過下列公式計算y+=1條件下的底層網格厚度，為0.037mm
2. Prism Layer TotalThickness（邊界層總厚度）
利用
計算得出
3. Number of PrismLayer （邊界層總層數）
外氣動計算一般推薦層間增長率在1.2~1.3之間，此處取增長率1.2，可計算得到大約需要35層邊界層。
展開 并聯四噴管發動機流場結構形態及CFD計算
計算軟件：
1
前處理：SolidMesh軟件；
2
邊界層網格生成
Moldex3D模流分析之冷卻系統建模
軟件會根據塑件尺寸自動建立模座邊界框用以定義適合的冷卻系統區域。確認模座大小(預設) 與開模方向 (Z軸向) 無誤后，即可按下確認鍵。
加入冷卻水路
模座建立好之后，單擊冷卻水路并調整相關參數如方向、管徑、水路間距、與塑件間距等(如下圖所示)。在水路配置精靈中，點選下一步(箭頭)后，取消勾選在塑件的上面并按下確認鍵。
再一次單擊冷卻水路，在跳出對話框中選取產生一組新的水路，按下確定后會開啟水路配置精靈。調整相關參數 (如下圖所示) 并按確認鍵 (由于先前已在塑件的下面產生水路，此步驟僅會產生在塑件上面的水路)。進出水口及水路的方向在水路生成時就會自動定義(若無則點擊進水/出水會自動建立并在精靈中列出，調整后按下確認鍵即可)。
生成網格
接著換到網格頁簽并點選生成開啟產生BLM精靈。此時會跳出對話框詢問是否保留附屬實體網格，點選是以保留塑件與流道，且精靈中相對應的項目會打勾。點選精靈中的生成鍵后即會產生冷卻系統的網格模型，完成后再點選網格頁簽中的最終檢查，系統檢查完成后會跳出網格已準備完成的對話框，此時點選繼續即完成模型準備工作。在模型樹形圖中，可以自行調整顯示/隱藏特定的組件取得較適合的圖面呈現(例如將模座取消勾選即可隱藏并可看見內部的其他組件)。
3. 準備完整分析
設定充填成型條件
回到首頁簽，點選成型條件開啟加工精靈，將會跳出一個窗口，這時請選擇新建并基于目前的設定，將所有條件保留與復制組別來源相同并點選充填/保壓頁簽中的進階設定鍵。在模具熱邊界設定頁簽中可以設定熔膠與模穴壁面的熱交換作用。將模穴熱傳部分選取由熱傳系數并手動調整參數。減少流動參數 (依數值：3000 W/m^2K) 代表著小塑件的快速充填條件，接著點選確認即可。
展開 LS-DYNA簡介及在汽車零部件行業中的應用
Frequency Domain Analysis
△ A cluster server under PSD acceleration
頻率響應
諧響應分析
隨機振動
譜分析
噪聲
疲勞分析
ICFDfor Incompressible Fluid
△ 風阻系數分析
隱式的不可壓縮流體求解器
自動的體網格及邊界層網格生成
RANS/LES湍流模型
多孔介質模擬
與結構、電磁以及熱求解器耦合
ALE/S-ALE
△ 侵徹分析
適用于材料大變形的仿真分析
常用的流固耦合模擬方法
S-ALE（結構化ALE）
- 自動生成結構化網格，更加簡潔的算法
- 更短的計算時間和更好的魯棒性
- 更少的內存占用
- 更好的并行計算加速性能
CESE
可壓縮流體求解器（Based onconservation element/solution element）
與LS-DYNA其它求解器耦合
Particles
展開 