CFD網格建模
關注創建者：寒寒boy 創建時間：2017-12-22
CFD網格建模的視頻教程
基于Pumplinx軟件進行離心式水泵的CFD建模
介紹了使用Pumplinx軟件如何離心式水泵進行CFD仿真建模，包括流域處理、網格劃分、模型設置以及結果處理等部分。
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CFD網格建模的實例教程
我們創建的第一個網格通常不夠理想，往往需要改變幾何結構、網格，或同時對兩者進行修改。COMSOL Multiphysics 中的幾何結構和網格劃分序列可以很好地應對這一問題。幾何序列中引入的變化可通過模型向下傳播，如此一來，在幾何結構中引入變化時，就無需重新指定物理場或網格設置。此外，我們也可以大幅更改網格設置，重建整個網格序列，而不用從頭開始操作。另一種可能性是在幾何結構和網格中使用參數，從而得到一個模型，在其中單擊幾下即可將網格細化。
本系列文章只是初步揭示了在 COMSOL Multiphysics 中創建網格的可能性。除此之外，你還可以使用更多設置和選項進行 CFD 建模。
來源：COMSOL
展開 SMD方法可以有效地提高凹角處的網格質量
由8個分區著色處理器生成的6100萬單元F22戰斗機網格
在網格劃分軟件對高性能計算資源的利用方面，商業CFD和網格劃分代碼通常運行在數十億單元數的情況，
雖然數百億的網格在技術上是可行的，但很少有用戶使用這么大的網格。目前
大多數HPC網格是在本地服務器上完成的，同時云計算的試驗也在推進當中。
一些國家
實驗室可以使用比商業用戶更強大的計算機，但其使用的網格仍然在百億級別，而且還受到數據I/O效率的困擾，目前花費了
相當多的資源研究如何壓縮CFD數據，以便可以適用于現有的計算集群和用于后處理的的工作站
。
基于解決方案的網格自適應過程
近年來，對于復雜邊界表示(Boundary REPresentation)特征、表面曲率和底層表面參數化，初始和適應性網格生成的自動化程度有所提高。NASA、波音等也在持續推進自適應非結構網格方法的驗證。研究表明，相較于固定網格，自適應網格能夠大大減少人工成本。
一些非傳統的外部空氣動力學求解器，如CONVERGE和Cart3D，也在繼續發展高性能的笛卡爾切割單元方法來適應網格細化。
某型發動機的快速笛卡爾網格生成算法
幾何建模
幾何建模被提議作為2020年路線圖中的新元素。這是因為航空工程界有了同時獲取多種形式幾何模型的需求。這些需求在一些商用軟件中出現了越來越頻繁的應用。一個例子是最新版本的PTC Creo 加入了拓撲優化工作流程。
盡管商業MCAD軟件無法以高級CFD應用程序所需的方式提供對底層幾何模型的訪問，但依然愿意推進定制幾何建模系統的能力。
展開 SMD方法可以有效地提高凹角處的網格質量
由8個分區著色處理器生成的6100萬單元F22戰斗機網格
在網格劃分軟件對高性能計算資源的利用方面，商業CFD和網格劃分代碼通常運行在數十億單元數的情況，
雖然數百億的網格在技術上是可行的，但很少有用戶使用這么大的網格。目前
大多數HPC網格是在本地服務器上完成的，同時云計算的試驗也在推進當中。
一些國家
實驗室可以使用比商業用戶更強大的計算機，但其使用的網格仍然在百億級別，而且還受到數據I/O效率的困擾，目前花費了
相當多的資源研究如何壓縮CFD數據，以便可以適用于現有的計算集群和用于后處理的的工作站
。
基于解決方案的網格自適應過程
近年來，對于復雜邊界表示(Boundary REPresentation)特征、表面曲率和底層表面參數化，初始和適應性網格生成的自動化程度有所提高。NASA、波音等也在持續推進自適應非結構網格方法的驗證。研究表明，相較于固定網格，自適應網格能夠大大減少人工成本。
一些非傳統的外部空氣動力學求解器，如CONVERGE和Cart3D，也在繼續發展高性能的笛卡爾切割單元方法來適應網格細化。
某型發動機的快速笛卡爾網格生成算法
幾何建模
幾何建模被提議作為2020年路線圖中的新元素。這是因為航空工程界有了同時獲取多種形式幾何模型的需求。這些需求在一些商用軟件中出現了越來越頻繁的應用。一個例子是最新版本的PTC Creo 加入了拓撲優化工作流程。
盡管商業MCAD軟件無法以高級CFD應用程序所需的方式提供對底層幾何模型的訪問，但依然愿意推進定制幾何建模系統的能力。
展開 數值計算的第一步是生成合適的計算網格，即將連續的計算域離散為網格單元，如二維時的三角形、四邊形、多邊形；三維情況下的四面體、三棱柱、六面體、金字塔、多面體等。網格生成技術在 CFD 中扮演著極為重要的角色。
利用數值計算方法得到的離散解是否比較滿意地逼近原偏微分方程組定解問的解，不僅取決于對原偏微分方程組所采用的離散化方法（即內點計算格式）及邊界條件的離散化方法（即邊界點計算格式），而且取決于離散點的分布情況。
另一方面，許多流體力學實際問題的邊界幾何形狀是非常復雜的，如戰斗機、運輸機全機構型。要得到高精度的數值解，邊界條件處理本身應保證適當的計算精度。而在邊界處理中，往往有些物理量是通過插值方法求得的。插值的精度直接影響邊界條件處理的精度，為此一般要求邊界附近的網格線盡可能與邊界正交，而且在物面邊界附近還需保證一定的網格節點密度，過稀的網格將導致計算精度的降低。
由此可知，對于數值求解偏微分方程（PDE）的定解問題而言，網格分布是十分重要的。在達到相同解的精度的前提下，合理的網格分布往往可以大大減少網格點的數目，從而大大節省所需要的計算機內存和計算時間。計算經驗表明，在某些問題中，不合適的網格分布有可能導致計算過程的不穩定或不收斂。
CFD對計算網格的基本要求
網格質量是網格生成技術重點關注的研究領域。
展開 明確這些問題直接決定你劃分網格的策略和方法
選擇合適的網格劃分辦法
對于一個CFD的計算網格你需要明確，你所需要的最低的網格質量是多少？你所能接受的網格數是多少，你需要劃分的網格是結構網格還是非結構網格（這將決定你在劃分網格上所花費的時間）。
好的網格
如何去評價一個網格劃分的好壞呢？
劃分的網格必須能夠捕捉一定的物理場，比如邊界層中的流動（如果你關心的話），傳熱，流動尾跡，流動梯度等等。那么這些就會涉及到邊界層的劃分。
邊界層劃分準則：對于一般的湍流來講，邊界層必須要做，而且不同的湍流模型都會對邊界層的Y+提出要求。一般來講，邊界層的層數一般在10-15層左右，而且增長率一般在1.2-1.3，而且對于傳熱來講你的Y+應該控制在1左右，對于轉戾來講你的Y+也應該控制在1左右。
在一般的CFD求解器中都會對網格的質量提出要求，比如在ICEM中，就會提供一個綜合的評價要求，對于一般的流動會要求網格的綜合質量要大于0.3，ANSYS Meshing也會提供這樣的一個綜合評價要求。而在Fluent Meshing中則會單獨去評價網格的質量，比如從網格的斜率，網格的長寬比，等等，當然其他軟件也會提供這樣的評價標準。那么應該從哪幾個角度去評價一個網格的好壞呢。一般會從以下三個方面：
1.網格斜率
一般這個值不應該大于0.95，我們一般會取0.9，越小越好，正交性大于0.1
2.網格的長寬比
這個最直觀的就是網格的矮胖還是高瘦，在網格中，矮胖是比較受歡迎的。
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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
ICEM結構化網格重構攪拌釜CFD工作流10個月前
摘要：
攪拌釜仿真是優化化工設備性能的關鍵手段，能顯著降低實驗成本并指導設計改進。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
塑料件的網格劃分是CAE仿真中的一個重要環節，它對于確保仿真結果的準確性和可靠性起著關鍵作用。汽車設計中涉及到的塑料件及鑄件幾何形狀往往非常復雜，包括曲線、曲面以及各種特征結構。這些復雜的幾何形狀給網格建模帶來了巨大的挑戰。為了確保仿真結果的準確性，網格模型需要精確地反映這些復雜的幾何特征。然而，創建這樣的高精度網格模型卻十分耗時耗力。
對于內外飾的CAE工程師，如何快速劃分塑料件的2D
1. MeshWorks擁有與其他軟件不同的專利六面體建模技術，與市場上的其他工具相比，建模效率提升50%以上。
2. MeshWorks提供了多種六面體建模方法，對于不同特點的模型，采用不同的建模方法，給用戶帶來更大的靈活性及效率提升。
3. MW具有最廣泛的六面體網格劃分功能，如自動笛卡爾六面體網格劃分、參數化拉伸六面體網格劃分，殼網格—體網格方法等。
4. MeshWorks獨有的特征映射六面體建模方法特別適合于復雜輪胎花紋的建模
wx_fmt=png&from=appmsg"></p><p><strong>傳統CFD建模的體網格</strong></p><p><br></p><p><strong>隱式建模</strong></p><p><br></p><p>通過數學函數、方程或特定算法來間接定義模型。
<h3 class="ql-align-justify">Altair官方線下培訓日程公布-11月27日，廣州，注塑件和鑄造件中面網格建模培訓</h3><p class="ql-align-justify"><strong>線下培訓時間：2025.11.27</strong></p><p class="ql-align-justify"><strong>培訓地點：廣州</strong></p><p
<h3 class="ql-align-justify">Altair官方線下培訓日程公布-8月28日，北京，注塑件和鑄造件中面網格建模培訓</h3><p class="ql-align-justify"><strong>線下培訓時間：2025.8.28</strong></p><p class="ql-align-justify"><strong>培訓地點：北京</strong></p><p class
Altair官方線下培訓日程公布-4月10日，上海，注塑件和鑄造件中面網格建模培訓
線下培訓時間：2025.4.10
培訓地點：上海
溫馨提示：
線下公開培訓僅線下參加，暫不實行線上直播/錄播。
培訓席位有限，請至少提前一周報名，報名入口添加客服獲取。
#線下培訓教室地點：
上海辦公室：
上海市靜安區恒通路268號 凱德星貿大廈2803室
DEIP是一個田納西大學土木工程學院開發的一個應用于MATLAB/Octave的插件，用于將零厚度界面元素插入二維和三維有限元網格。底層算法基于拓撲，適用于混合類型線性和二次元素的復雜非結構化網格。插入是根據整個分析域內的區域或子域指定的。
支持的單元類型包括：
同時該插件目前支持多種有限元軟件的導入格式：
使用效果如下：
也可以應用于多晶界面行為研究：
該案例重點關注用于計算流體動力學 (CFD) 模擬的動脈瘤網格劃分。流體模擬的網格是使用 ANSYS ICEM-CFD 工具生成的。其中包括 ICEM 文件以及 Fluent 和 CFX 的 CFD 網格文件。
