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收斂方法</strong></p><p> </p><p><br></p><p><strong>3.1 提高網(wǎng)格質(zhì)量</strong></p><p><br></p><p>最重要的一點，提高網(wǎng)格質(zhì)量。對于簡單的模型，能用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格盡量結(jié)構(gòu)化。</p><p>對于物理量變化比較劇烈的部分要進行網(wǎng)格加密，如邊界層。

Fluent質(zhì)量和能量守恒</strong></p><p> </p><p><br></p><p>Fluent收斂性的判斷有時候很讓人頭疼，我們在<a href="http://mp.weixin.qq.com/s?

上述段落中隱含了在計算 CFD 解決方案之前判斷網(wǎng)格質(zhì)量的想法。有些人認(rèn)為先驗網(wǎng)格質(zhì)量評估的價值有限，并且根據(jù)正在發(fā)展的流動解決方案更改網(wǎng)格（通過網(wǎng)格自適應(yīng)或伴隨方法或其他技術(shù)）是生成良好網(wǎng)格和準(zhǔn)確網(wǎng)格的更好方法解決方案。網(wǎng)格質(zhì)量研討會鑒于這種情況，召集網(wǎng)格生成研究人員和從業(yè)人員來評估網(wǎng)格質(zhì)量這一主題非常重要。

流體區(qū)域網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖3所示，平均網(wǎng)格質(zhì)量為0.926 853，數(shù)值越接近1，網(wǎng)格質(zhì)量越高，該網(wǎng)格質(zhì)量符合算例網(wǎng)格質(zhì)量要求。圖3 網(wǎng)格質(zhì)量 1.3 邊界條件設(shè)置設(shè)置適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件，根據(jù)實際情況，設(shè)置旋轉(zhuǎn)牽引氣墊輥內(nèi)部和外部的邊界條件，包括入口速度、出口壓力等。將供應(yīng)商提供的風(fēng)機參數(shù)曲線如圖4所示轉(zhuǎn)化為輸入?yún)?shù)，完善入口處風(fēng)機設(shè)置，定義氣墊輥兩端入口。

關(guān)于Fluent-Meshing的WaterTight封閉幾何的畫網(wǎng)格流程網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)有很多視頻資源，這里不做細(xì)講。 設(shè)置穩(wěn)態(tài)CFD計算，并啟用粘性湍流模型中的k-e Realizable模型，此模型適用于有個別網(wǎng)格質(zhì)量稍差且無強曲率旋轉(zhuǎn)的情形，且對網(wǎng)格質(zhì)量要求不高。

實際工況中選擇進行單向耦合分析還是雙向耦合分析需要根據(jù)實際產(chǎn)品及作用工況進行判斷。 本文將執(zhí)行一個單向流固耦合分析流程，先在Hypermesh前處理器進行流體域的建立和CFD網(wǎng)格劃分，然后導(dǎo)入至Fluent求解器進行流場計算，得到流體與固體界面的壓強信息，隨后將Fluent中計算得到的壓力信息映射至結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上，并使用Optistruct求解器進行結(jié)構(gòu)力學(xué)分析。

因此，高質(zhì)量的初始網(wǎng)格是非常重要的步驟。

掌握離散化和網(wǎng)格劃分的過程，以在 CFD 分析中獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，認(rèn)識到高質(zhì)量網(wǎng)格劃分的關(guān)鍵作用。熟練通過迭代網(wǎng)格劃分和重新劃分網(wǎng)格技術(shù)來最小化離散化誤差，直到滿足收斂標(biāo)準(zhǔn)。深入了解網(wǎng)格劃分和離散化在各種工程分析（包括 FEA、CFD 和其他應(yīng)用）中的重要性。

而FLUENT則不同了，如果直接輸出，則只能創(chuàng)建的面識別成interface，且無法改成interior，而由于只有一個面，無法構(gòu)建interface對，區(qū)域無法聯(lián)通。因此，我們需要在ICEM CFD中對交界面進行設(shè)置，將其改成interior。 第二個問題：交界面網(wǎng)格質(zhì)量 由于在交界面上直接進行網(wǎng)格節(jié)點合并，所以極其容易導(dǎo)致低質(zhì)量的網(wǎng)格。

完成約65萬網(wǎng)格生成后，通過Mesh Quality檢查模塊驗證正交質(zhì)量（Orthogonal Quality>0.15）、面網(wǎng)格增長率（<1.5）等指標(biāo)，對診斷出的0.05%負(fù)體積單元采用Smooth工具進行局部重構(gòu)。

Expansion Factor：從面網(wǎng)格生成體網(wǎng)格的比率。 Do Proximity Checking：激活此項，則自動檢測非常接近的幾何結(jié)構(gòu)，在生成網(wǎng)格過程中對于一些細(xì)小的溝槽能很好地生成網(wǎng)格，但是會花費大量的網(wǎng)格生成時間。 (4)FLUENT Meshing。采用FLUENT Meshing算法生成四面體網(wǎng)格，其參數(shù)設(shè)置面板如圖5所示。

若鄰近邊界的一層網(wǎng)格的高度小于優(yōu)化高度一定比例時，也會將鄰近邊界一層的網(wǎng)格刪除。動態(tài)層技術(shù)就是通過這種方法來保持邊界附近的網(wǎng)格保持一定的密度。 當(dāng)邊界位移相對局部單元尺寸較大時，單元質(zhì)量將惡化或單元將退化，從而導(dǎo)致下一時間步的求解收斂困難。為了避免這個問題，把質(zhì)量差的網(wǎng)格單元進行重新劃分，這就是局部網(wǎng)格重構(gòu)法。

1.2 使用準(zhǔn)則 表面網(wǎng)格必須足夠的好來為表征一些重要的幾何特征。 初始網(wǎng)格應(yīng)該有足夠多的網(wǎng)格單元來捕獲流場的關(guān)鍵特征。 在進行網(wǎng)格自適應(yīng)前應(yīng)該是一個合理收斂的結(jié)果。 網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)一般用于計算的中間，算著覺得某個部分不太好，用這個技術(shù)提高一下質(zhì)量，繼續(xù)算。 差的自適應(yīng)操作可能會產(chǎn)生不利的效果。

同時將網(wǎng)格質(zhì)量的最小值作為輸出參數(shù)，通過這個值來判斷網(wǎng)格是否可用 此時，在Parameter Set會更新參數(shù)，多了兩個剛設(shè)置的輸入?yún)?shù)和一個輸出參數(shù)。

網(wǎng)格質(zhì)量的度量無論是STAR-CCM+、SCDM、ICEM、Ansys mesh、Fluent meshing等網(wǎng)格工具，對于網(wǎng)格質(zhì)量的評價都是具有著類似的度量標(biāo)準(zhǔn)，如：面有效性、網(wǎng)格單元質(zhì)量、體積變化、網(wǎng)格單元偏斜角、扭曲率等。

FLUENT劃分網(wǎng)格的途徑 一種是，用FLUENT提供的專用網(wǎng)絡(luò)軟件GAMBIT進行網(wǎng)絡(luò)劃分；另一種則是由其他的CAD軟件完成造型工作，再導(dǎo)入GAMBIT中生成網(wǎng)格。 還可以用其他網(wǎng)格生成軟件生成與FLUENT兼容的Pro/E，SolidWorks，Solidedge等。

提示網(wǎng)格縱橫比過大，并給出了解決辦法，對于本例，縱橫比過大不會影響計算結(jié)果，因此不必進行操作。</span></p><p><strong style="color: rgb(0, 0, 0);">注：一般情形下，網(wǎng)格縱橫比越接近1越好，主體內(nèi)網(wǎng)格縱橫比不超過5，邊界層內(nèi)縱橫比不超過100，網(wǎng)格縱橫比會影響計算收斂性，是判斷網(wǎng)格質(zhì)量的一個標(biāo)準(zhǔn)。

以100mm為最大體網(wǎng)格尺寸生成六面體網(wǎng)格。與生成面網(wǎng)格時一樣，生成后Console欄會提示網(wǎng)格質(zhì)量，或者通過Report>Cell Limit查看網(wǎng)格質(zhì)量。寫入msh文件保存。 以100mm為最大體網(wǎng)格尺寸生成六面體網(wǎng)格。與生成面網(wǎng)格時一樣，生成后Console欄會提示網(wǎng)格質(zhì)量，或者通過Report>Cell Limit查看網(wǎng)格質(zhì)量。

至此，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格構(gòu)建完成，至于如何將結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格導(dǎo)入到入FLUENT之類的后處理器，我們有時間再講。