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但這種控制是有限的，所以人們后來采用了許多人工控制邊界層的方法，以達到影響邊界層結構，從而避免邊界層內氣流分離，和減少阻力增加舉力的目的。

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。

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.

</p><p>3.1?&nbsp;邊界層網格</p><p>5層邊界層，兩層厚度之間比為1.2</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202410/650f3a78a054094119f0dfba94ba74a9.png"></p><p>圖4?&nbsp;邊界層網格</p><p>3.2?&nbsp;飛機面網格</p><p><img src=

CFD 使用Navier-Stokes 方程進行流體流動和邊界層分析的數值模擬。可能涉及以下步驟： 在計算域中，選擇合適的層流/湍流模型。檢查湍流建模中的 y+ 要求。 生成精細網格或網格并定義 3D 模型的幾何形狀以進行邊界層分析。將 Navier-Stokes 方程分配并求解到每個網格，以準確捕獲邊界層厚度。 指定流體流動的初始條件和邊界條件。

由于FENSAP流場求解器要求壁面第一層網格尺寸必須小于10-5m，本文采用0.005mm的邊界層第一層網格厚度。計算區域內生成的網格如圖所示。網格在葉片表面附近密度增大用來捕捉邊界層區域的流動信息。為了得到更加準確的計算結果，這里將地面也建立了致密的邊界層網格。

圖3 網格參數設置 在車身附近和尾跡區采用密度盒進行網格加密，生成多面體加邊界層網格約634萬。

在板的表面附近，流體由于摩擦而減速并形成稱為邊界層的薄層。邊界層的厚度計算為表面與流體流速等于 99% 自由流速度的點之間的距離。該邊界層的估計非常重要，因為它能夠支持阻力和升力的預測、流固耦合的理解以及流固設計和優化的湍流建模。 在計算流體動力學 (CFD) 中，使用稱為 Y+ 值的參數可以更輕松地估算邊界層厚度。Y+邊界層厚度有助于提高流體模擬計算的準確性和效率。

自適應網格保留了初始用戶定義的網格設置，最重要的是，邊界層網格劃分策略。自適應網格本質上符合網格生成器已知的底層幾何形狀。隨著點云數據不斷細化網格，網格質量隨著每個網格自適應循環不斷提高，并且不需要先驗選擇“局部細分”。作為獎勵，適應過程自然地識別和糾正大網格膨脹率的區域。 整個過程在計算上是高效的，因為網格僅在局部區域被細化。

考慮當前幾何模型已處理密閉且清理得較為干凈，選擇拓撲網格劃分方法，直接生成體網格。船體需要捕捉的最小幾何特征為0.4mm，但不是特別關鍵位置，因此設置最小尺寸為0.2mm即可；對船體表面添加局部尺寸，控制最大尺寸為32mm；對船體近場流場網格和自由液面處網格進行加密，以捕捉船興波的變化，為避免網格量過大，從近到遠分為3個加密等級；船體表面添加5層邊界層。

由于層流會沿著邊界表面的形狀流動，因此層流建模成功的關鍵之一是創建與該表面平行的網格，即離散化步驟，以便最好地捕獲邊界層。工程師通常使用像Ansys TurboGrid?渦輪葉片網格劃分軟件這樣的工具，為已知拓撲自動創建高效、準確的邊界層網格。由于CFD程序會求解模型中每個網格單元中的流動，因此形狀均勻網格的任何變形，或單元尺寸的突然變化，都會導致求解中的數值誤差。

最好的系統設計是基于對自然發生的理想層流邊界層和混沌湍流邊界層之間差異的透徹理解。 湍流邊界層與層流邊界層的區別 就它們對飛機飛行的影響而言，湍流和層流邊界層可以被認為是相反的。層流是更可取的，因為它有助于穩定和平穩的飛行，而湍流會導致飛行顛簸，并且會由于增加的阻力（主要空氣動力之一）而威脅飛機保持其航向和高度的能力。從圖形的角度來看，這種差異非常明顯，如下所示。

直接數值模擬（DNS）求解全非定常N-S方程，可以很好的模擬出層流破碎、湍斑發展、湍流形成的整個過程。但是為了捕捉細微尺度的湍流，DNS方法必須隨著計算的雷諾數的增長而對計算網格進行加密，即使是低雷諾數流動，其網格要求也非常高，相應的計算資源需求極大，因此距離工程實用還有很長的距離。

之后更新邊界類型，外流域邊界對著尾跡的z-方向定義為壓力出口，戰機表面為Wall，其他邊界均為壓力遠場。 由于算力和時間所限，本例演示不畫邊界層。通常對于一般的低速飛行器需2~5層邊界層，而高速飛行器需要12~15層邊界層。 以100mm為最大體網格尺寸生成六面體網格。

彎頭、閥門處加密網格（邊界層至少3層），直管段可適當粗化。

1.3.4網格及無關性分析采用多面體加附面層網格的生成方法，網格的總單元數為6833648個，如圖5所示。多孔介質區域的物面部分不需要生成邊界層網格。這是因為計算多孔介質的慣性和粘性系數時，已經考慮了上下壁面阻力的影響。因此，在求解時只需要在壁面加“滑移”邊界條件，無需考慮邊界層，能夠大大減少總網格數量，提高計算效率。

壓差阻力才是氣動阻力的主要組成部分，而對于一般的物體，壓差阻力則主要是由于邊界層分離產生的。 早期的人們（可能現在很多人也這樣認為）基于某種“常識”，認為物體前部的形狀決定了阻力的大小，前部尖一些阻力就會小。有了邊界層理論后，發現物體后部的形狀才是更重要的。