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C5-實例－棱柱網格WaterJacketV10.pdf

C4-棱柱體網格自動生成V10.pdf

較佳展弦比的邊棱柱體元素 V.S. 較差展弦比的邊四面體元素 棱柱體(Prism)元素的展弦比 棱柱體的展弦比定義為 (Aupper+Alower)/2，Aupper 是棱柱體上方三角形的展弦比；Alower 是棱柱體下方三角形的展弦比。棱柱體展弦比的計算方式是依據三角形的展弦比，也是也是介于 0 與 1 之間。展弦比越大，棱柱體品質越好。計算展弦比定義時，排除棱柱體的高度。

于是一個六面體元素可以有6種分割法而產生12個不同的棱柱體元素，而每個棱柱體元素則各有一個定義的展弦比。六面體元素的展弦比則是用這12個可能分割出的棱柱體元素，12展弦比中的最小值：AHexa = min(APrism1, APrism2,…, APrism12) . 歪斜率(Skewness)內層表面可為三角形或四角形。P 與 E 為表面 e 相鄰的網格區塊中心。

邊界層網格構建時，在機翼表面設置5層棱柱層，首層高度0.01mm保證Y+<1，膨脹比1.2，總厚度占邊界層位移厚度的80%，該設置能精確捕捉翼型表面的流動分離現象。 最終體網格生成階段采用Poly網格類型，在機翼表面10mm范圍內生成多面體邊界層，邊界層區域使用棱柱層主導網格。

在風力渦輪機葉片后面的尾流區域中創建用于網格細化的密度框。 使用 Delaunay 算法創建體積網格。 設置棱柱網格參數，然后從零件列表中選擇 Wind turbine 以在其上創建棱柱層。 最初計算 5-7 層的棱柱網格，然后從編輯網格菜單中創建更多層，方法是將每層拆分為 3 層，從而制作 15-21 個棱柱層用于邊界層捕獲。

Fidelity Pointwise 中基于優化的平滑技術有望通過擠壓棱柱和六面體的混合物來準確解析粘性流中的邊界層。混合網格中的平滑Fidelity Pointwise 有兩種生成混合網格的技術：傳統的代數擠壓和各向異性四面體擠壓，也稱為T-Rex。這兩種技術都從三重或四重網格開始并向外推進，創建單元層（分別為棱柱和六面體）。

查看入口直徑，為8mm，則基本尺寸設置為8mm，網格要在這個方向畫十層網格，所以最小尺寸為直徑的10~15%，設置15%就行了，不然生成的網格太多了。設置棱柱層為3層，棱柱層延伸為1.2，棱柱層厚度為0.6mm（絕對尺寸）。一般棱柱層厚度為入口半徑（4mm）的10%，取了0.6mm。稍微大了一點點。

于是一個六面體元素可以有6種分割法而產生12個不同的棱柱體元素，而每個棱柱體元素則各有一個定義的展弦比。六面體元素的展弦比則是用這12個可能分割出的棱柱體元素，12展弦比中的最小值：AHexa = min(APrism1, APrism2,…, APrism12) .l 歪斜率(Skewness)內層表面可為三角形或四角形。P 與 E 為表面 e 相鄰的網格區塊中心。

典型的表面和體積網格控制包括默認的單元大小、最小和最大單元大小、單元生長速度、棱鏡層厚度、棱柱層數和允許的質量度量。文章來源：CAE虛擬與現實

在一些情況下，我們也需要混合網格，例如，葉輪（旋轉域）區域采用六面體網格，而渦殼（靜止域）區域則采用四面體+棱柱層網格。

其中四邊形和六面體網格質量較高，計算精度較高，速度也快，三角形網格和四面體網格優點在于生成迅速，能更好地逼近實體模型的壁面，棱柱網格和金字塔網格更多的時候作為一種輔助性質的網格，實現四面體網格和六面體網格之間的連接。

棱柱體網格另外一個重要的用途便是流場計算的壁面邊界層網格，因為流場壁面法向附近變量變化非常劇烈，因此往往要求沿法向網格具有結構化特征，利于數值離散插值，提高計算精度，而如果該區域是非結構四面體單元，要形成結構化排序是非常困難的。因此，一個折中的方案便是對壁面附近四面體網格進行層狀化劈分處理（涉及劈層以后的局部網格重構，技術難度很大），經劈分處理得到表層網格便是棱柱體網格。

2.挑選相交區域中的表面網格，然后單擊 MDXCheckUnmatchedSurface 以尋找棱柱體網格的自由表面。 3.建立區塊 B 中的棱柱體表面元素。在此案例中，區塊 B 是具有棱柱體元素及四角元素的單一封閉表面網格（無網格自由邊或重迭元素）。 4.單擊 MDXCreateTetraMesh 以在區塊 B 中建立四面體 元素。

邊界層設置需在壁面邊界配置5~7層棱柱網格（首層高度根據y+＜5計算確定，通常為0.1~0.3mm），增長率采用1.2~1.5的指數分布，并在Mesh→Global Mesh Setup中開啟"Height Ratio Control"防止層間畸變。

更多網格洞察檢查命令中可用的度量函數可以進一步了解網格的狀態和質量。您現在可以根據單元類型為它們著色：六面體、四面體、棱柱或金字塔，而不是根據計算的度量函數的值為網格單元著色。這讓用戶可以看到（在圖 3 中）T-Rex 網格在邊界層區域中的解析情況。圖 2. 亞琛渦輪機混合網格的剖切圖已按單元類型著色（紅色=四面體，黃色=金字塔，綠色=棱柱，藍色=六面體）。

右鍵單擊操作，選擇新建>網格>自動網格，在彈出的創建自動網格操作中，零部件選擇Body 1，網格生成器依次選擇：表面重構、自動表面修復、多面體網格和棱柱層網格生成器。默認控制中，基礎尺寸設置為0.8m，面網格增長率1.1，棱柱層數3，棱柱層延伸1.2，棱柱層總厚度0.01m，核心網格優化中的優化循環設置為3，質量閾值設置為0.7。

將此概念推廣至半結構的三棱柱網格，即要求棱柱的上下三角形面與其他面盡可能正交。其原因是正交性差的歪斜網格往往會帶來較大的計算誤差。 注：在物面邊界附近，網格的正交使得邊界條件的處理更加直截了當和精確，從而有利于提高計算精度。