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模型基于背景網(wǎng)格實現(xiàn)，通過單元集的劃分，將不同的晶格指定不同的材料類型。

將建立的三維梯度孔隙模型導(dǎo)入到COMSOL軟件，在COMSOL內(nèi)定義流體屬性物理域后，需明確流體物性參數(shù)（如動力黏度、密度），為后續(xù)仿真提供基礎(chǔ)條件。 對模型添加滲流研究，設(shè)置邊界條件并劃分網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分需兼顧計算效率與精度，并確保流動細節(jié)的捕捉能力。

使用 CFD 工具，可以在垂直和水平壓力梯度力分析中采用以下方法： 創(chuàng)建飛機的 3D 模型并將其劃分為更小的單元格或網(wǎng)格，以模擬飛機周圍的流動行為以及邊界條件。 求解每個單元格的 Navier-Stokes 方程，以預(yù)測飛機周圍的空氣動力學(xué)行為。 計算沿垂直和水平方向的壓力梯度力。該計算對于識別飛機經(jīng)歷的升力和阻力可能很重要。

這意味著要重新走一遍網(wǎng)格無關(guān)性驗證流程。有沒有辦法讓算法自己尋找需要加密的地方？天洑AICFD的AI網(wǎng)格正是為了解決這一痛點。在AI網(wǎng)格流程下，你只需要提供一套基礎(chǔ)的、覆蓋幾何形狀的粗網(wǎng)格。算法在計算過程中會實時監(jiān)控物理場的變化，自動計算物理量梯度，自動加密大梯度區(qū)域。

沿直線分布的FGM梯度晶體模型只需在CAD草圖建立時將邊界線用多段線分段繪制即可，每段的尺寸與對應(yīng)位置的晶粒尺寸一致。 可對模型劃分網(wǎng)格，并進行后續(xù)的梯度晶粒結(jié)構(gòu)仿真模擬分析。

二維熱梯度平流圖 2 說明了一個簡單的 2D 案例，其中熱剖面在模擬域中平流。圖 2. 該圖顯示了由矩形域組成的測試用例和施加的熱梯度，該梯度將平流穿過模擬體積。這里的誤差是從純四邊形網(wǎng)格考慮的。解決方案中存在的小誤差只是有限離散化大小導(dǎo)致的基線插值誤差。也就是說，解決方案中存在的錯誤完全是由于網(wǎng)格分辨率的限制，而不是電池質(zhì)量差的結(jié)果。圖 3.

然后，他們豐富了最高梯度區(qū)域的網(wǎng)格，希望減少離散化誤差并確定模擬問題的“理想”網(wǎng)格。適應(yīng)聽起來令人印象深刻。許多商業(yè) CFD 軟件包中都提供了它。 那么為什么我們不在 CFD 模擬中使用自適應(yīng)呢？ 問題在于大多數(shù)網(wǎng)格自適應(yīng)程序否定了他們試圖解決的關(guān)鍵好處。

對模型劃分網(wǎng)格。 創(chuàng)建并提交作業(yè)，查看模擬結(jié)果。

這些場中的尖銳梯度需要局部密集網(wǎng)格才能求解。在最好的情況下，未充分求解的梯度通過數(shù)值離散化方案（例如穩(wěn)定性或迎風(fēng)穩(wěn)定性）消散，這降低了精確度，也可能導(dǎo)致大范圍的振蕩甚至發(fā)散。在流體力學(xué)領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗的專業(yè)人員可以預(yù)測哪里可能出現(xiàn)尖銳梯度，并在這些位置創(chuàng)建局部細化的網(wǎng)格，而不是細化所有網(wǎng)格。 計算成本 我們可以在任何位置創(chuàng)建非常密集的網(wǎng)格，但在大多數(shù)情況下，由此產(chǎn)生的計算成本非常大。

2.3 梯度自適應(yīng)（Field Variable Cell Register） 在網(wǎng)格自適應(yīng)過程中，經(jīng)常利用求解得到的流場變量作為網(wǎng)格粗化或者細化的度量標(biāo)準(zhǔn)。舉個栗子來理解一下，計算某個模型，算到中間發(fā)現(xiàn)某個地方壓力突變較大，這時候就可以使用壓力梯度自適應(yīng)的方法將網(wǎng)格細化。

網(wǎng)格密度為了適應(yīng)應(yīng)力等計算數(shù)據(jù)的分布特點，在結(jié)構(gòu)不同部位需要采用大小不同的網(wǎng)格。在孔的附近有集中應(yīng)力，因此網(wǎng)格需要加密；周邊應(yīng)力梯度相對較小，網(wǎng)格劃分較稀。由此反映了疏密不同的網(wǎng)格劃分原則：在計算數(shù)據(jù)變化梯度較大的部位，為了較好地反映數(shù)據(jù)變化規(guī)律，需要采用比較密集的網(wǎng)格；而在計算數(shù)據(jù)變化梯度較小的部位，為減小模型規(guī)模，網(wǎng)格則應(yīng)相對稀疏。3.

分別設(shè)置晶粒及晶界的材料屬性，并完成網(wǎng)格劃分，后續(xù)可根據(jù)研究的需要完成仿真模擬分析。 ?

在最好的情況下，未充分求解的梯度通過數(shù)值離散化方案（例如穩(wěn)定性或迎風(fēng)穩(wěn)定性）消散，這樣可以降低精確度，也可能導(dǎo)致大范圍的振蕩甚至發(fā)散。在流體力學(xué)領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗的專業(yè)人員可以預(yù)測哪里可能出現(xiàn)尖銳梯度，并在這些位置創(chuàng)建局部細化的網(wǎng)格，而不是細化所有網(wǎng)格。 計算成本 我們可以在任何位置創(chuàng)建非常密集的網(wǎng)格，但在大多數(shù)情況下，由此產(chǎn)生的計算成本非常大。

大梯度變量的存在區(qū)域可以直接顯示在算例中 當(dāng)然，這種自適應(yīng)網(wǎng)格加密還可以動態(tài)進行，即根據(jù)大梯度變量在不同計算步中存在的情況進行加密，當(dāng)梯度變小之后，網(wǎng)格又恢復(fù)回原始大小（粗網(wǎng)格狀態(tài)）。

image-20230615232453912 交錯網(wǎng)格 為了解決棋盤震蕩下，存在壓力梯度但不能驅(qū)動速度的問題提出交錯網(wǎng)格的處理方法。 在原網(wǎng)格的基礎(chǔ)上向右平移半個網(wǎng)格（一維）： 此時速度變量存儲在平移后的網(wǎng)格，而其它變量都存儲在原始網(wǎng)格的質(zhì)心。

另一方面，四面體網(wǎng)格處于邊界時，即使只有一個面在邊界上,其它三個鄰居控制體上的分布也可能不合理，更不用說邊部或角部的鄰邊界控制體，它可能只有一個或兩個內(nèi)部的鄰居控制體，這會引起嚴(yán)重的數(shù)值計算問題，更不用談精度了。而多面體鄰居單元較多，即使在邊部和角部，多面體網(wǎng)格通常也會有多個鄰居單元，能更精確地計算控制體的梯度，這樣可以正常計算梯度和局部流動分布。

對模型劃分網(wǎng)格并在分析設(shè)置中添加受壓荷載。 求解并查看計算結(jié)果。

在線性坐標(biāo)系統(tǒng)中，梯度越靠近表面就會越大，網(wǎng)格密度也會隨著梯度的變大而增加。

在AutoCAD內(nèi)將圖紙另存為dxf格式文件，并將模型導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)，新建矩形與導(dǎo)入部件進行差集操作，建立梯度材料幾何模型。 對模型設(shè)置材料并劃分網(wǎng)格。

缺點： 適用于高Re數(shù)的流動，對低Re數(shù)流動適應(yīng)性較差，不適用于大壓力梯度、大體積力、低 Re 數(shù)、高速三維流動、高度蒸騰等問題。 (2）非平衡壁面函數(shù) 非平衡壁面函數(shù)法可以用來改善高壓力梯度、分離、再附著等情況。 優(yōu)點： 考慮了壓力梯度，可以計算分離、再附著、撞擊等問題。 缺點： 對于低Re數(shù)、較強壓力梯度、強體積力、強三維性的問題不適用。