結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的案例
結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
到目前為止，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展得相對(duì)比較成熟，而非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)由于起步較晚，實(shí)現(xiàn)比較困難等方面的原因，現(xiàn)在正在處于逐漸走向成熟的階段。下面就簡(jiǎn)要介紹一些這方面的情況。
1.1結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
從嚴(yán)格意義上講，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)所有的內(nèi)部點(diǎn)都具有相同的毗鄰單元。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)有大量的文獻(xiàn)資料。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格有很多優(yōu)點(diǎn):
1.它可以很容易地實(shí)現(xiàn)區(qū)域的邊界擬合，適于流體和表面應(yīng)力集中等方面的計(jì)算。
2.網(wǎng)格生成的速度快。
3.網(wǎng)格生成的質(zhì)量好
4.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
5.對(duì)曲面或空間的擬合大多數(shù)采用參數(shù)化或樣條插值的方法得到，區(qū)域光滑，與實(shí)際的模型更容易接近。
它的最典型的缺點(diǎn)是適用的范圍比較窄。尤其隨著近幾年的計(jì)算機(jī)和數(shù)值方法的快速發(fā)展，人們對(duì)求解區(qū)域的復(fù)雜性的要求越來越高，在這種情況下，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)就顯得力不從心了。
結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成技術(shù)只要有：代數(shù)網(wǎng)格生成方法。主要應(yīng)用參數(shù)化和插值的方法，對(duì)處理簡(jiǎn)單的求解區(qū)域十分有效。
PDE網(wǎng)格生成方法。主要用于空間曲面網(wǎng)格的生成。
1.2非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
同結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的定義相對(duì)應(yīng)，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的內(nèi)部點(diǎn)不具有相同的毗鄰單元。即與網(wǎng)格剖分區(qū)域內(nèi)的不同內(nèi)點(diǎn)相連的網(wǎng)格數(shù)目不同。從定義上可以看出，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格有相互重疊的部分，即非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中可能會(huì)包含結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的部分。
非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)從六十年代開始得到了發(fā)展,主要是彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格不能夠解決任意形狀和任意連通區(qū)域的網(wǎng)格剖分的缺欠.到90年代時(shí),非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的文獻(xiàn)達(dá)到了它的高峰時(shí)期.由于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成技術(shù)比較復(fù)雜,隨著人們對(duì)求解區(qū)域的復(fù)雜性的不斷提高,對(duì)非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)的要求越來越高.從現(xiàn)在的文獻(xiàn)調(diào)查的情況來看,非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)中只有平面三角形的自動(dòng)生成技術(shù)比較成熟（邊界的恢復(fù)問題仍然是一個(gè)難題，現(xiàn)在正在廣泛討論）,平面四邊形網(wǎng)格的生成技術(shù)正在走向成熟。
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從總體上來說，數(shù)值仿真計(jì)算中采用的網(wǎng)格可以大致分為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格兩大類。
1。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)所有的內(nèi)部點(diǎn)都具有相同的毗鄰單元,為六面體；在拓?fù)?em>結(jié)構(gòu)上矩形區(qū)域內(nèi)的均勻網(wǎng)格，其節(jié)點(diǎn)定義在每一層的網(wǎng)格線上，且每一層上節(jié)點(diǎn)數(shù)都相等，但這樣復(fù)雜外形的貼體網(wǎng)格生產(chǎn)比較困難。
優(yōu)點(diǎn)：
在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)及控制容積的幾何信息必須加以存儲(chǔ)，但該節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)關(guān)系則是可以依據(jù)網(wǎng)格編號(hào)的規(guī)律而自動(dòng)得出的，因此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不必專門存儲(chǔ)這類信息，這是結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的一大優(yōu)點(diǎn)；除此外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是：1：網(wǎng)格生成的速度快；2：網(wǎng)格生成的質(zhì)量好；3：對(duì)曲面或空間的擬合大多數(shù)采用參數(shù)化或樣條插值的方法得到，區(qū)域光滑，與實(shí)際的模型更容易接近。它可以很容易地實(shí)現(xiàn)區(qū)域的邊界擬合，適于流體和表面應(yīng)力集中等方面的計(jì)算。
缺點(diǎn)
適用的范圍比較窄，只適用于形狀規(guī)則的圖形。
2。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的內(nèi)部點(diǎn)不具有相同的毗鄰單元，可以是多種形狀，四面體（也就三角的形狀），六面體，棱形，也可以是六面體。與網(wǎng)格剖分區(qū)域內(nèi)的不同內(nèi)點(diǎn)相連的網(wǎng)格數(shù)目不同。
優(yōu)點(diǎn)
非結(jié)構(gòu)畫網(wǎng)格沒有規(guī)則的拓?fù)?em>結(jié)構(gòu)，也沒有層的概念。網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的分布是隨意的，因此具有靈活性，
缺點(diǎn)：
計(jì)算時(shí)需要較大的內(nèi)存。
3。計(jì)算精度主要在于網(wǎng)格的質(zhì)量（正交性，長(zhǎng)寬比），并不決定于拓?fù)洹?來源：流體空間
展開 關(guān)于CFD網(wǎng)格結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化
拓?fù)淦鋵?shí)就是房子的結(jié)構(gòu)。這么理解拓?fù)浔容^容易些，以后認(rèn)識(shí)多了，就能徹底通了。
生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的軟件gridgen,icem等等都是需要你去建立拓?fù)洌簿褪?em>結(jié)構(gòu)，然后軟件好根據(jù)你的機(jī)構(gòu)來建立網(wǎng)格，或者砌磚頭，呵呵。
非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成相對(duì)簡(jiǎn)單，四面體網(wǎng)格基本就是簡(jiǎn)單的填充。非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格生成還有些復(fù)雜的。但仍然比結(jié)構(gòu)化的建立拓?fù)浜?jiǎn)單多。比如gambit的非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格是建立在從一個(gè)面到另外一個(gè)面掃描(sweep)的基礎(chǔ)上的。Numeca公司的hexpress的非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格是用的一種吸附的方法。反正你還是要花點(diǎn)功夫。
另外一點(diǎn)就是，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格可以直接應(yīng)用于各種非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的CFD軟件，比如你在gridgen里面生成了一個(gè)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，用fluent讀入就可以了。fluent是非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格CFD軟件，它會(huì)忽略那些結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)信息（也就是B,I,J,K），當(dāng)成簡(jiǎn)單的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格讀入。非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格就不能用在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的CFD求解器了。
結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格仍然是CFD工程師的首選。非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格也還湊合，四面體網(wǎng)格我就不喜歡了。數(shù)量多，計(jì)算慢，后處理難看。簡(jiǎn)單說，如果非結(jié)構(gòu)化即快又好，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格早就被淘汰了。
總結(jié)一下：
結(jié)構(gòu)化六面體：建立拓?fù)洌ㄋ熊浖ridgen,icem什么的都是一種拓?fù)涓拍睿缑娌灰粯恿T了），生成網(wǎng)格
非結(jié)構(gòu)化六面體：學(xué)習(xí)軟件，gambit用掃描方法，hexpress用吸附方法，按照步驟就行了。
非結(jié)構(gòu)化四面體：簡(jiǎn)單，看兩頁教程，搞定，就是簡(jiǎn)單填充，沒什么技術(shù)含量！
其他非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，棱形等等：學(xué)習(xí)軟件，按照步驟，很容易。
不管用什么網(wǎng)格軟件，我們最好有比較扎實(shí)的CAD(pro/e, solidworks, UG什么的)基礎(chǔ)。熟練的CAD技術(shù)太重要了。
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換句話說，對(duì)用戶來說好處是立竿見影的：不再需要從結(jié)構(gòu)化到非結(jié)構(gòu)化的轉(zhuǎn)換，從網(wǎng)格到求解器的轉(zhuǎn)換是直接的，并且流求解器使用結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的最佳組合！
關(guān)于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的適用性問題
關(guān)于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的適用性問題。有些前輩認(rèn)為，數(shù)值計(jì)算中應(yīng)采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，如果非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格則計(jì)算結(jié)果將“慘不忍睹”。搞壓氣機(jī)計(jì)算的同行也認(rèn)為，必須用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。然而， 對(duì)復(fù)雜的計(jì)算域，如果采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格必然造成網(wǎng)格質(zhì)量的急劇下降，扭曲加大等問題。我覺得這時(shí)，不如采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。諸位，請(qǐng)?zhí)岢鲎约旱囊庖?下面是各位的意見。
我是這樣看的：非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格使用很方便，外型越復(fù)雜就越顯示出其優(yōu)越性；至于計(jì)算結(jié)果的精度，就要看非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格在單元網(wǎng)格面、體積處理上方法是不是比結(jié)構(gòu)網(wǎng)格要差。就fluent軟件，它是用體積積分法求解雷諾平均方程的，在單元網(wǎng)格面、體積處理上方法好像是按非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格方法處理的。你就是按結(jié)構(gòu)網(wǎng)格方法來生成網(wǎng)格，進(jìn)入fluent中，進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí)都是按非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格來處理，所以在fluent中，你用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格方法生網(wǎng)格，和用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格計(jì)算沒多大區(qū)別！我說說我個(gè)人看法.
計(jì)算精度，主要在于網(wǎng)格的質(zhì)量（正交性，長(zhǎng)寬比等），并不決定于拓?fù)洌ㄊ?em>結(jié)構(gòu)化還是非結(jié)構(gòu)化）。
例如同樣的2d的10×10的正交網(wǎng)格，fluent采用非結(jié)構(gòu)化方式對(duì)網(wǎng)格編號(hào)，另一種軟件按結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格處理，如果其它條件相同，二者的精度應(yīng)該是一樣的。
我們通常所說的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，第一映象就是網(wǎng)格質(zhì)量差，不正交的，編排無規(guī)律的網(wǎng)格的三角形網(wǎng)格或四面體網(wǎng)格，實(shí)際上一個(gè)二維區(qū)域的三角形網(wǎng)格，如果控制得好（如相鄰控制體中心的連線與公共邊基本接近正交的話），其不結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（網(wǎng)格正交性好）的精度是一致的.
我個(gè)人感覺采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格還是非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，主要看解決什么問題，如果是無粘歐拉方程的話，只要合理布局，結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)都能得到較為理想的結(jié)果。但如果涉及到粘性影響的話，尤其在壁面處，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有一定優(yōu)勢(shì)，并且其對(duì)外形適應(yīng)性差的缺點(diǎn)，也可以通過多塊拼接網(wǎng)格解決。
展開 CFD前處理：結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格將永遠(yuǎn)存在
由于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格在解決復(fù)雜幾何形狀的邊界層、尾流和其他流動(dòng)特征方面提供了有希望的結(jié)果，人們可能會(huì)得出這樣的結(jié)論：結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格將很快退出市場(chǎng)，因?yàn)槠渖蓵r(shí)間較長(zhǎng)的名聲。相反，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格為您提供了非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格可能缺乏的兩件事，即質(zhì)量和控制，并且由于網(wǎng)格的選擇在解決方案的準(zhǔn)確性中起著重要作用，因此很明顯結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格將繼續(xù)存在！
圖 1. 為專為噪聲計(jì)算而設(shè)計(jì)的多元件翼型生成的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。
使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn)
時(shí)間與記憶
使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，可以用比四面體更少的六邊形填充相同的體積，從而減少單元數(shù)，從而減少 CFD 計(jì)算時(shí)間和內(nèi)存使用量。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格通常具有與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格不同的拓?fù)?em>結(jié)構(gòu)，因此很難進(jìn)行直接的單元計(jì)數(shù)比較。最簡(jiǎn)單的是，每個(gè)六面體可以分解為五個(gè)共享邊緣的四面體，在相同的流場(chǎng)分辨率下，單元數(shù)量減少 5:1。當(dāng)生成解析長(zhǎng)度尺度變化很大的網(wǎng)格時(shí)，減少單元數(shù)的好處變得非常明顯。
解決
流體的流動(dòng)通常會(huì)在一個(gè)方向上表現(xiàn)出較強(qiáng)的梯度，而在橫向方向上表現(xiàn)出較溫和的梯度（例如，邊界層、剪切層、尾流）。在這些情況下，可以在具有高縱橫比（大約一千或更多）的六角網(wǎng)格上輕松生成高質(zhì)量的單元。在高度拉伸的四面體上生成精確的 CFD 解決方案要困難得多。（另外，并非所有拉伸的四邊形都相等，具體取決于最大夾角。）
結(jié)盟
當(dāng)網(wǎng)格與主要流動(dòng)方向?qū)R時(shí)，CFD 求解器可以更好地收斂并產(chǎn)生更準(zhǔn)確的結(jié)果。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中的對(duì)齊幾乎是隱式實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)?em>網(wǎng)格線遵循幾何圖形的輪廓（與流一樣），而非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中則沒有這種對(duì)齊。
可定義正常
當(dāng)存在垂直于墻壁或尾流等特征的明確定義的計(jì)算方向時(shí)，邊界條件和湍流模型的應(yīng)用效果很好。橫向法線很容易在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中定義。
圖2 . 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格非常適合渦輪機(jī)械應(yīng)用。
展開 CFD分析的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格自動(dòng)生成方法
在CFD分析的全自動(dòng)優(yōu)化過程中，一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)就是如何實(shí)現(xiàn)模型、網(wǎng)格的自動(dòng)生成以及CFD流場(chǎng)分析的自動(dòng)運(yùn)行。最近，我們?cè)诘囊粋€(gè)名為“GAMMA”研究項(xiàng)目中，遇到這樣一個(gè)難題——要求自動(dòng)的生成一個(gè)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。
為什么要結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格相比，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格可以極大地加快流場(chǎng)分析，并且能得到一個(gè)精度較好的結(jié)果。在大型設(shè)計(jì)研究中進(jìn)行高質(zhì)量的分析時(shí)，兩者都可以很好的應(yīng)用。然而，在優(yōu)化研究中，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的自動(dòng)化生成會(huì)更加容易實(shí)現(xiàn)——只需幾何模型就可以實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)畫網(wǎng)格卻不是這么簡(jiǎn)單。
結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的挑戰(zhàn)
關(guān)鍵問題在于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格如何去填充一個(gè)任意幾何的全部特征？舉個(gè)我們研究的例子，例如渦輪增壓器的蝸殼，它就存在一個(gè)雖然很小，但卻很難處理的幾何特征——蝸舌。如下圖所示：
蝸舌區(qū)域是蝸管體和出口段之間的過渡區(qū)域。這對(duì)于結(jié)構(gòu)網(wǎng)格來說有點(diǎn)復(fù)雜。對(duì)于蝸管主體，可以很好劃分結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，一般這部分的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格方式比較明確。但是在蝸殼存在蝸舌結(jié)構(gòu)，如何對(duì)蝸舌處劃分結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格？在這里就有一些用戶迷茫了。
幾何框架
考慮在這樣的蝸殼幾何生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，那么就需要要為網(wǎng)格系統(tǒng)提取一些有用的信息。對(duì)于各類復(fù)雜幾何，是不可能只以一種方式來自動(dòng)生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。我們所做的不僅是生成出新設(shè)計(jì)的網(wǎng)格，還基于CAESES軟件建立一套基于模型參數(shù)化的幾何框架（能引導(dǎo)生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格），它在某種邏輯上展示了網(wǎng)格是如何劃分的，然后用該幾何框架生成結(jié)構(gòu)畫網(wǎng)格。下圖展示了幾何框架是如何布置的。
通過這些幾何信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)這個(gè)復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分。由于這些內(nèi)部曲線是模型本身的一部分，所以當(dāng)修改蝸殼的設(shè)計(jì)變量時(shí)，它們也會(huì)自動(dòng)調(diào)整。對(duì)于無界面使用者，也可以在優(yōu)化過程中通過腳本形式創(chuàng)建幾何，實(shí)現(xiàn)相同的效果，例如通過外部?jī)?yōu)化工具控制。這也使得該方法能直接適用于HPC環(huán)境。
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轉(zhuǎn)自：傲雪論壇
有些前輩認(rèn)為，數(shù)值計(jì)算中應(yīng)采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，如果非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格則計(jì)算結(jié)果將“慘不忍睹”。搞壓氣機(jī)計(jì)算的同行也認(rèn)為，必須用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。然而， 對(duì)復(fù)雜的計(jì)算域，如果采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格必然造成網(wǎng)格質(zhì)量的急劇下降，扭曲加大等問題。我覺得這時(shí)，不如采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。諸位，請(qǐng)?zhí)岢鲎约旱囊庖?/span>
Griddle劃分非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格(FLAC3D和3DEC)
1 引言
結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格只能包含六面體，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格在拓?fù)?em>結(jié)構(gòu)上是均勻的網(wǎng)格，單元之間有規(guī)則的連接，這樣使得復(fù)雜外形的邊界網(wǎng)格難以生成；而非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格可以包含四面體，沒有規(guī)則的拓?fù)?em>結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的分布是隨機(jī)的。相對(duì)而言，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格比非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格能提供更精確的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，但非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成速度要快得多。FLAC3D使用2D Extruder可以產(chǎn)生相對(duì)簡(jiǎn)單的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，對(duì)于復(fù)雜的幾何形狀，使用Griddle生成網(wǎng)格(Griddle---FLAC3D和3DEC的高級(jí)網(wǎng)格劃分工具)。這個(gè)筆記試驗(yàn)了Griddle生成FLAC3D和3DEC的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。
2 Griddle組件
Griddle是Rhino的一個(gè)插件, 其主要用途是為FLAC3D和3DEC模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。基本的工作原理是在Rhino生成幾何形狀的基礎(chǔ)之上，Griddle進(jìn)行表面網(wǎng)格和體積網(wǎng)格劃分，然后輸出為網(wǎng)格數(shù)據(jù)文件。Griddle共有10個(gè)可操作的組件，如下圖所示。
展開 推力球軸承結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分
1、結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分思路
1-1、檢查模型
1-1-1、觀察模型（是否為對(duì)稱模型，是否需要采用殼/線單元）
1-1-2、簡(jiǎn)化模型（去除非關(guān)鍵位置圓角，去除破面與多余線體）
1-2、繪制引導(dǎo)面網(wǎng)格
1-2-1、切分實(shí)體、平面、繪制引導(dǎo)線
1-2-2、劃分二維網(wǎng)格
生成本案例采用模型如圖1所示
1-3、體網(wǎng)格
1-4、檢查網(wǎng)格
1-4-1、合并網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)
1-4-2、檢查自由邊、T形邊、網(wǎng)格質(zhì)量
圖1
2、軸承上環(huán)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分
2-1、檢查模型
軸承上環(huán)為軸對(duì)稱模型，可以通過二維引導(dǎo)網(wǎng)格直接旋轉(zhuǎn)掃掠獲得結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，去除非關(guān)鍵位置圓角后得到如圖2所示
展開 使用BlockRanger(BR)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
1 引言
在《Griddle劃分非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格(FLAC3D和3DEC)》中首先使用Cylinder和Mesh命令初步劃分三角形網(wǎng)格，然后使用GSurf和GVol命令生成非結(jié)構(gòu)化以六面體為主的網(wǎng)格。對(duì)于這樣一個(gè)圓柱體，如果想使用BlockRanger產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格是不可能的，因?yàn)锽lockRanger只能對(duì)四面、五面或六面的實(shí)體(不是表面網(wǎng)格)進(jìn)行操作，而圓柱體只有三個(gè)面。如果非要進(jìn)行這樣的操作，則會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤信息"遇到不支持的實(shí)體(只支持六面體、棱柱體、四面體和掃掠形的實(shí)體)。請(qǐng)檢查高亮顯示實(shí)體的拓?fù)?em>結(jié)構(gòu)"。
另一方面，使用Cylinder命令產(chǎn)生的網(wǎng)格是一個(gè)整體，用Itasca語言講，它是一個(gè)Group, 如果在圓柱體內(nèi)想設(shè)置兩種或兩種以上的材料，顯然這種方法是行不通的。因此需要使用不同的技術(shù)來達(dá)到這一目的。
BlockRanger是Griddle的全六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成器，它的操作原理與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格器GVol不同。 為了在圓柱體內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格，必須將初始實(shí)體細(xì)分為適合BlockRanger的形狀。
展開 
使用Extrusion工具產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格(unstructured Mesh)
(1) 由于僅創(chuàng)建非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格，因此選擇Create unstructured meshes only[extrude mesh type unstructured]。(2) Target zone size 該參數(shù)指定在塊體內(nèi)所需的單元尺寸(目標(biāo)尺寸)，默認(rèn)值為0。目標(biāo)尺寸是包圍四邊形或三角形單元在內(nèi)的圓的半徑。當(dāng)它們遠(yuǎn)離區(qū)塊體邊界時(shí)，單元的尺寸趨向于這個(gè)值。目標(biāo)區(qū)域大小可能比在塊體邊緣指定的默認(rèn)單元尺寸更小或更大[extrude mesh target-size 0.1]。(3) Max gradation該參數(shù)指定非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格器的最大梯度，默認(rèn)值為0.5。該參數(shù)控制單元尺寸的漸變，從塊體邊界上指定的尺寸到塊體內(nèi)部目標(biāo)區(qū)塊尺寸所定義的尺寸。接近0的值會(huì)導(dǎo)致區(qū)域大小的漸進(jìn)變化(更平滑)[extrude mesh gradation 0.1]。
(4) Optimization level 該參數(shù)指定非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格器的優(yōu)化級(jí)別0≤i≤10, 默認(rèn)值為5。0使網(wǎng)格器跳過優(yōu)化步驟, 在這種情況下，網(wǎng)格劃分速度最快，但網(wǎng)格質(zhì)量可能很差。從1開始，優(yōu)化算法使用多種技術(shù)來改善單元的形狀質(zhì)量和尺寸質(zhì)量。5通常是質(zhì)量和速度之間的很好的權(quán)衡值[extrude mesh optimization 10]。(5) Shape quality weight 這個(gè)參數(shù)指定非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格器的形狀質(zhì)量 , 0≤f≤1, 默認(rèn)值為0.7。該參數(shù)控制形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化之間的權(quán)衡。它是形狀質(zhì)量在衡量一個(gè)單元整體質(zhì)量的權(quán)重。默認(rèn)值(0.7)使形狀質(zhì)量稍稍優(yōu)先于尺寸質(zhì)量。(6) Weight on quadrilaterals 這個(gè)參數(shù)為非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格器指定四邊形的權(quán)重, 0≤f≤1, 默認(rèn)值是0.75。這個(gè)參數(shù)不能用于純四邊形的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。該參數(shù)控制了更高的四邊形比例和更多三角形更好網(wǎng)格之間的權(quán)衡。
展開 非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格：Voronoi 圖和 Delaunay 三角剖分
作者Cadence CFD 解決方案
關(guān)鍵要點(diǎn)
Voronoi 圖和 Delaunay 三角剖分是生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格復(fù)雜幾何模擬的理想方法。
Voronoi 圖是 Delaunay 三角剖分的對(duì)偶。兩者都使用相同的點(diǎn)集，并且適用于一個(gè)點(diǎn)的屬性也適用于另一個(gè)點(diǎn)。
通過使用高階網(wǎng)格劃分流域，Voronoi 圖和 Delaunay 三角剖分有助于深入了解流動(dòng)行為。
使用 Delaunay 三角剖分創(chuàng)建非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
在流體系統(tǒng)的計(jì)算分析中，用于模擬的網(wǎng)格生成是一種常用的方法。生成的網(wǎng)格可用于模擬廣泛應(yīng)用中的流動(dòng)行為或傳熱行為，包括航空航天和汽車行業(yè)。
對(duì)于復(fù)雜的幾何形狀，可以使用 Voronoi 圖和 Delaunay 三角剖分方法完成網(wǎng)格生成。在計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) (CFD) 中，這些方法在網(wǎng)格劃分過程中產(chǎn)生準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。讓我們?cè)敿?xì)了解 Voronoi 圖和Delaunay 三角剖分的概念，并分析它們對(duì)生成高質(zhì)量網(wǎng)格的影響。
用于網(wǎng)格生成的 Voronoi 圖和 Delaunay 三角剖分
在 CFD 分析中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員尋求在幾何域中表示真實(shí)的流動(dòng)問題。網(wǎng)格生成將該域劃分為有限數(shù)量的較小單元格，其中控制方程使用不同的技術(shù)離散化并求解以用于復(fù)雜工程問題的數(shù)值分析。這些網(wǎng)格可以是結(jié)構(gòu)化的或非結(jié)構(gòu)化的，具體取決于幾何體的復(fù)雜性；但是，它們的質(zhì)量是模擬準(zhǔn)確性的極其重要的決定因素。
非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格更靈活地表示復(fù)雜的幾何形狀，通常使用三角剖分方法來精確地表示此類復(fù)雜的域。Voronoi 圖和 Delaunay 三角剖分通常用于生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。
展開 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分——Y型與O型
在實(shí)際模型中，我們經(jīng)常可以看到有三角形或者三棱柱幾何，甚至一些類似三角形結(jié)構(gòu)。如果直接生產(chǎn)四邊形網(wǎng)格會(huì)比較困難。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)我們通常采用的是Y型網(wǎng)格劃分方式，如下圖所示，將三角形分解為三個(gè)四邊形。 三棱柱結(jié)構(gòu)，則分為三個(gè)六面體結(jié)構(gòu)，方便進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
在ANSA中導(dǎo)入一個(gè)三角形的幾何。首先可以通過三角形的一個(gè)頂點(diǎn)向?qū)呉咕€，之后刪除三條不需要的線段。可以看到剩下的三條線就像一個(gè)字母‘Y’，因此稱作Y型網(wǎng)格劃分方法。然后把三個(gè)區(qū)域分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分。
最終生成的網(wǎng)格如圖所示，全部是比較規(guī)則的四邊形，且網(wǎng)格質(zhì)量都比較好。
Y型網(wǎng)格劃分方法是一種方法用來處理一些類似三角形結(jié)構(gòu)的四邊形、五邊形或者更多邊的自由形狀，能夠很好的進(jìn)行結(jié)構(gòu)化劃分網(wǎng)格。如下四種不規(guī)則形狀采用Y型網(wǎng)格劃分方法劃分出規(guī)則的四邊形網(wǎng)格。
O型網(wǎng)格最常使用在圓的網(wǎng)格劃分中。首先用兩條垂直的直徑把圓四等分。然后選擇四條半徑的中點(diǎn)來確定中間的一個(gè)“O型”。連接四個(gè)中點(diǎn)并刪除中點(diǎn)的四條線，對(duì)圓的剖分就完成了。
然后對(duì)五個(gè)區(qū)域逐個(gè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分。可以看到一個(gè)圓面全畫成規(guī)則的四邊形網(wǎng)格了。
ANSA_結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分——Y型與O型.pdf
展開 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分 一
原創(chuàng)： 張錚 房杰
來源：CAE從業(yè)者
市面上網(wǎng)格劃分的工具太多了。眾所周知，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格計(jì)算精度、計(jì)算時(shí)間等方面都有著較大優(yōu)勢(shì)，目前在CFD旋轉(zhuǎn)機(jī)械計(jì)算中廣泛采用的是結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（幾何結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜的情況除外），今天說說ICEM這款劃分工具在旋轉(zhuǎn)機(jī)械上的應(yīng)用。最早接觸ICEM是11.0版本，后ICEM被Ansys公司收購，界面也做了改善變得更加友好。它的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)尤其在旋轉(zhuǎn)機(jī)械這一部分還是得到了廣泛認(rèn)可。
言歸正傳，說說劃分思路。這次先闡述離心泵蝸殼的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分思路。
基本的思想：利用Y型網(wǎng)格來改變節(jié)點(diǎn)分布。
離心泵蝸殼三維幾何模型
對(duì)初學(xué)者來說直接劃分3D結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有一定的難度，這里我推薦先從2D的面網(wǎng)格開始入手。首先，以底部為基礎(chǔ)生成一個(gè)二維的塊結(jié)構(gòu)，如圖所示，接著
Step1 2d block
Step2 bulid o and split
將"o"網(wǎng)格進(jìn)行關(guān)聯(lián)映射，之后調(diào)整節(jié)點(diǎn)的位置并對(duì)最小的兩個(gè)塊進(jìn)行劃分。
展開 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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