简单动网格
Fluent中的动网格
Fluent中的动网格动网格是目前求解计算域变化问题的常用方法。
参考Fluent帮助，可以知道动网格技术与一般流动计算设置的主要区别在于网格更新方法和更新域设置。
这里就这两方面问题的一点体会作一简单记录。
一、网格更新方法弹簧近似光滑法将任意两网格节点之间的连线理想地看成一条弹簧，并通过近似弹簧的压缩或拉伸实现网格和计算域的改变。
该方法网格拓扑不变，无需网格的插值处理，对结构化（四边形、六面体）和非结构化（三角形、四面体）网格同样适用。
但不适合于大变形情况，当计算区域变形较大时，变形后的网格质量变差，严重影响计算精度。
动态分层法在运动边界相邻处根据运动规律动态增加或减少网格层数，以此来更新变形区域的网格。
该方法适用于结构化网格，通过设置适当的分层和缩减系数，更新后的网格依然为较为均匀的结构化网格，对计算精度影响较小。
对于运动域具有多自由度和任意变形情况，该方法处理起来非常困难。
网格重生方法在整个网格更新区域内依据设定的最大和最小网格尺寸判断需要进行网格重生的网格，并依据设置的更新频率进行网格重生处理。
该方法适用于非结构化网格，能够较好的应用于任意变形的计算区域处理。
二、更新域设置更新域设置是动网格设置中的一项重要工作，最常用的设置是刚体运动域和变形域，这里针对这两种域的设置注意事项和技巧作一简单介绍。
1、域动网格一般来讲，设置为刚体运动域的区域一般为壁面类边界，通过设置固壁的运动，模拟计算域内物体的运动。
由于固壁边界有时形状较为复杂，壁面附近网格尺度与周围网格尺度存在较大差别，网格更新时变形较大。
在这种情况下，可以设置一个包含固壁运动边界的计算域，通过该计算域的整体运动模拟域内物体的运动，在有的地方将这种方法称为域动网格法。
在域动网格法中，需要设置包含运动物体的内部计算域、内部计算域界面均为刚体运动域。
如下图所示。
2、动态分层法中的分界面在应用动态分层网格更新方法时，当分层界面在计算域内部时，需要采用Split interface（这里称分界面）将运动域运动范围与固定计算域区分开来，以保证动态分层网格处理（如果运动域网格与固定域网格没有分界面，动态分层无法执行）。
Fluent 动网格实例具体操作步骤
目录实例：Profile定义运动 (2)I、参数说明 (2)II、操作步骤 (3)一、将计算域离散为网格 (3)二、Fluent操作步骤 (4)1.启动Fluent 14.5求解器 (4)2.初始设置 (4)3.选择湍流模型 (5)4.设置流体物性 (6)5.设置边界条件 (7)6.动网格设置 (8)7.设置其它选项 (12)在Fluent中，动网格模型可以用来模拟由于流域边界运动引起流域形状随时间变化的流动情况，动网格在求解过程中计算网格要重构，例如汽车发动机中的气缸运动、阀门的开启与关闭、机翼的运动、飞机投弹等等。
CFD中的动网格大体分为两类：（1）显式规定的网格节点速度。
配合瞬态时间，即可很方便的得出位移。
当然一些求解器（如FLUENT）也支持稳态动网格，这时候可以直接指定节点位移。
（2）网格节点速度是通过求解得到的。
如6DOF模型基本上都属于此类。
用户将力换算成加速度，然后将其积分成速度。
在Fluent中，动网格涉及的内容包括：（1）运动的定义。
主要是PROFILE文件与UDF中的动网格宏。
（2）网格更新。
FLUENT中关于网格更新方法有三种：网格光顺、动态层、网格重构。
需要详细了解这些网格更新方法的运作机理，每个参数所代表的具体含义及设置方法，每种方法的适用范围。
动网格的最在挑战来自于网格更新后的质量，避免负体积是动网格调试的主要目标。
在避免负网格的同时，努力提高运动更新后的网格质量。
拉格朗日网格(固体有限元计算)网格欧拉网格(流体计算)实例：Profile定义运动I、参数说明本次实例采用的场景来自于流体中高速飞行的物体。
如子弹、火箭、导弹等。
这里只是为了说明profile在动网格运动定义中的应用，因此为了计算方便不考虑高速问题。
问题描述如下图所示：图 1 (1为运动刚体，2为计算域)图2计算说明：由于不考虑也没办法考虑刚体的变形，因此在构建面域的时候，将1中的部分通过布尔运算去除。
计算域总长度300mm，其中固体运动最大位移为：300-40-30-6mm=224mm。
动网格计算方法
7.3 7.3.1
操作
Fluent 中动网格相关设置
启动动网格计算
需要酷活胡同伤口胃幢块 井扯啊!胡同恪且体 it-r1"
在 F l uen t 中，要址行功闯将计贸
参盟及模式 .
i孟押De fi n e→ Dyn amic Mesh→ Parameters 命令，打开如阳 '-6 所示的 Dyn amic
7.2
域内的体同协
动网格更新方法
当远南条件直且在边界条件上时， Fluent 提供了种2珩同精 i孟动的方法米亚新型~Ifj区
①蓝子弹性变陋的问恪饰整。② qJ ，备的同格应变
③i，r.;j 部同格 E构 .
7.2. 1
基于弹性变形的网格调整
对于三 角.m ilX:四地扉间格的iAi体区睛，可 U 通过基 f ll\ tl置脏的问恪调lI'1万以，相甜 边界 w 点上的已知位移朱光滑调整流域内节点的位置.通过芷 I 弹性变脏的同恪血滑晴整
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活塞垦的单元层的网幡分解情况
Fluent 动网格实例具体操作步骤
目录实例：Profile定义运动 (2)I、参数说明 (2)II、操作步骤 (3)一、将计算域离散为网格 (3)二、Fluent操作步骤 (4)1.启动Fluent 14.5求解器 (4)2.初始设置 (4)3.选择湍流模型 (5)4.设置流体物性 (6)5.设置边界条件 (7)6.动网格设置 (8)7.设置其它选项 (12)在Fluent中，动网格模型可以用来模拟由于流域边界运动引起流域形状随时间变化的流动情况，动网格在求解过程中计算网格要重构，例如汽车发动机中的气缸运动、阀门的开启与关闭、机翼的运动、飞机投弹等等。
CFD中的动网格大体分为两类：（1）显式规定的网格节点速度。
配合瞬态时间，即可很方便的得出位移。
当然一些求解器（如FLUENT）也支持稳态动网格，这时候可以直接指定节点位移。
（2）网格节点速度是通过求解得到的。
如6DOF模型基本上都属于此类。
用户将力换算成加速度，然后将其积分成速度。
在Fluent中，动网格涉及的内容包括：（1）运动的定义。
主要是PROFILE文件与UDF中的动网格宏。
（2）网格更新。
FLUENT中关于网格更新方法有三种：网格光顺、动态层、网格重构。
需要详细了解这些网格更新方法的运作机理，每个参数所代表的具体含义及设置方法，每种方法的适用范围。
动网格的最在挑战来自于网格更新后的质量，避免负体积是动网格调试的主要目标。
在避免负网格的同时，努力提高运动更新后的网格质量。
拉格朗日网格(固体有限元计算)网格欧拉网格(流体计算)实例：Profile定义运动I、参数说明本次实例采用的场景来自于流体中高速飞行的物体。
如子弹、火箭、导弹等。
这里只是为了说明profile在动网格运动定义中的应用，因此为了计算方便不考虑高速问题。
问题描述如下图所示：图 1 (1为运动刚体，2为计算域)图2计算说明：由于不考虑也没办法考虑刚体的变形，因此在构建面域的时候，将1中的部分通过布尔运算去除。
计算域总长度300mm，其中固体运动最大位移为：300-40-30-6mm=224mm。
0630滑移网格法
滑移网格法滑移网格法作为众多网格方法中的一种，在CFD 计算方面应用十分广泛，特别是在处理有旋转域的相关问题上。
但是“滑移”在中文的传统意义上是属于“动”的一种，使得很多人将滑移网格法错误的认为是动网格方法的一种。
以下将具体介绍动网格的三种实现-方法，以及滑移网格和滑移网格方法的具体实现步骤。
1 动网格方法动网格可以用来模拟流场形状由于边界运动而随时间改变的问题。
其在商用软件中的应用十分广泛。
-动网格可以分为以下三种：弹簧近似光顺法、动态分层法、局部网格分层法。
1.1 弹簧近似光顺法弹簧近似光顺法近似将网格节点间通过弹簧相连，任意一个网格节点的位移均会打破网格系统的力的平衡，通过反复迭代，得到一个新的网格系统，变化过程中网格总量不变。
但在处理计算域较大变形问题时，误差较大。
1.2 动态分层法动态分层法是根据移动边界的运动规律，在变形区域实时增加或减少网格。
局部网格发生增减。
相对弹簧近似光顺法，可以处理计算域变形较大的问题。
1.3 局部网格分层法局部网格分层法是在弹性光顺法的基础上发展得到的。
在弹性光顺法得到新的网格系统的基础上，删除部分网格并从新生成。
该方法有一个网格拉伸度尺寸标准，弹性光顺法得到的网格满足标准则继续使用原网格，不满足则从新生成。
由上可见，动网格方法在数值模拟计算域形状发生变化的相关问题上具有较好的效果。
但在处理计算域旋转但形状不变的问题上有所不足。
而滑移网格方法可以很好的弥补这一不足。
2 滑移网格法滑移网方法是在计算过程中，移动单元区域沿网格分界面滑动，移动网格区域内部网格保持不变。
这一特点使得其在数值模拟带有旋转区域相关问题时，具有较大的优势。
2.1 滑移网格法实现步骤（1）读取各计算计算域网格，识别转/静交接面；（2）对转/静交界面上的网格节点进行外延，构造滑移边界；（3）找到每个滑移点的宿主单元，并计算对应的插值型函数；（4）进行流场的定常数值计算，达到收敛标准；（5）开始非定常计算，第一个物理时刻t=0；（6）对旋转域进行相应旋转，重新构造滑移边界、宿主单元搜索和插值函数计算；（7）进行第t 个物理时刻计算，直到满足内迭代收敛标准；判断非定常计算是否完成，完成则终止计算；否则开始下一物理时刻t=t+1时刻的计算，返回（6）。
移动网格方法及其应用共3篇
移动网格方法及其应用共3篇移动网格方法及其应用1移动网格方法及其应用移动网格方法是一种基于时间的离散化方法，用于处理动态网格问题。
它是在传统网格方法基础上发展而来的，对于处理曲线和曲面等复杂几何体和流体运动问题具有很好的效果。
由于其可以在处理网格中动态添加或删除网格点，所以能够大大提高计算效率和精度，被广泛应用于流体力学、结构力学、人工智能等领域。
移动网格方法最基本的思想是将要解决的复杂问题分解成无数个较为简单的小问题进行求解，然后再把这些小问题组合在一起。
针对不同的物理问题，可以采用不同的网格规律。
为了使移动网格方法更加高效，可以在网格中嵌入其他算法，例如基于树的多级静态网格算法、基于稳定性的失笼技术等。
在流体力学中，移动网格方法是一种比较常用的数值计算方法。
它可以很好地处理复杂几何体内的流动现象，如弯管、尖锐物体等。
同时，移动网格方法在边界条件处理方面也有一定的优势，能够自动适应以及处理复杂边界，避免移动边界带来的边界条件更新问题。
基于移动网格方法的振荡器自可控平衡（OSC）引发了强烈的兴趣，它可以模拟OSC产生的不同模态。
除此之外，移动网格方法在其他领域也具有广泛的应用。
例如在结构力学中可以用于求解离散化问题、在人工智能中可以用于机器学习中的卷积神经网络处理问题、在大气科学中可以用于求解混合积分方程组等。
总之，移动网格方法是一种有效解决动态网格问题的方法，它可以很好地处理流体力学、结构力学和人工智能等领域中的问题。
随着计算机技术的不断提高和人们对于精度、效率的不断追求，相信移动网格方法将会得到越来越广泛的应用移动网格方法是一种广泛适用的数值计算方法，可以有效地解决动态网格问题，特别适用于解决流体力学、结构力学和人工智能等领域中的问题。
随着计算机技术不断提高，移动网格方法将会得到越来越广泛的应用。
未来，我们可以期待该方法在更多学科领域的发展和应用，为解决实际问题带来更多的便利和突破移动网格方法及其应用2移动网格方法及其应用随着科技的不断发展，人们对于数据分析的需求也日益增长。
fluent 动网格
Remeshing方法中的一些参数设定：Remeshing中的参数Minimum length scale和Maximum Length Scale，这两个参数你可以参考mesh scale info中的值，仅是参考,因为mesh scale info中的值是整个网格的评价值，设置的时候看一下动网格附近的网格和整个网格区域的大小比较，然后确定这两个参数，一般来讲，动网格附近的网格较密，这些值都比整体的小，所以在设置时通常设置为比mesh scale info中的Minimum length scale大一点，比Maximum Length Scale小一点。
以上是一般来讲的设置思路。
下面是我在NACA0012翼型动网格例子中的设置：Remeshing中的参数设定：为了得到较好的网格更新，本例在使用局部网格重新划分方法时,使用尺寸函数,也就是Remeshing+Must Improve Skewness+Size Function的策略。
将Minimum Length Scale及Maximum Length Scale均设置为0，为了使所有的区域都被标记重新划分；Maximum Cell Skewness（最大单元畸变)，参考Mesh Scale Info…中的参考值0.51，将其设定为0。
4,以保证更新后的单元质量；Size Remesh Interval（依照尺寸标准重新划分的间隔），将这个值设定为1，在FLUENT,不满足最大网格畸变的网格在每个时间步都会被标记,而后重新划分，而不满足最小，最大及尺寸函数的网格，只有在Current Time=（Size Remesh Interval）＊delta t的时候，才根据这些尺寸的标准标记不合格的单元进行重新划分,为了保证每步的更新质量，将其修改为1，就是每个时间都根据尺寸的标准标记及更新网格.Size Function Resolution(尺寸函数分辨率)，保持默认的3;Size Function Variation（尺寸函数变量）：建议使用一个小值，在0.1到0。
动网格系列(一)
b = NV_DOT(rvec, axis);
NV_V_VS(Pp, =, origin, +, axis, *, b);
/*节点沿径向运动*/
NV_VV(dvec, =, NODE_COORD(v), -, Pp);
在动网格设置面板中，点击按钮【Create/Edit…】按钮，弹出动网格区域定义对话框。如图1-5、图1-6所示。
在图1-6所示面板中，设置Zone Names为fluid-cylinder，设置Type为User-Defined，在下方的Motion Attributes标签页中设置Mesh Motion UDF为scale_cyl::libudf，点击按钮【Create】创建动网格区域。
点击按钮【Load】加载UDF文件。如图1-2所示。
UDF加载成功后，input.txt文件内容将会被显示在命令窗口中。如图1-3所示。
图1-2编译UDF
图1-3input.txt文件内容
Step 4：设置网格运动及缩放圆柱区域
点击模型树节点【Dynamic Mesh】，在右侧面板中勾选【Dynamic Mesh】，本例不需要设置Mesh Methods，如图1-4所示。
{
v = C_NODE(c,tc,n);//取得节点
if (NODE_POS_NEED_UPDATE(v))
{
NODE_POS_UPDATED(v);
/* direction vector of node wrt origin of cylinder axis */
NV_VV(rvec, =, NODE_COORD(v), -, origin);
Fluent理论手册3—滑移网格及动网格理论
(3.3.4)
35
式中 + 1及 分别表示下一层时间步及当前时间步。 3.3.1.2 拉普拉斯光顺模型 拉普拉斯光顺是最常用而且最简单的网格光顺方法。 此方法调整每一网格顶 点至相邻网格顶点的几何中心。这种方法比较节省计算开销，但无法保证网格质 量。使用拉普拉斯光顺重新布置网格顶点时可能会导致非常差的单元质量。为克 服这个问题，ANSYS FLUENT 通过重新定位节点到相邻节点的几何中心上，当 且仅当存在提高网格质量时（例如扭曲度被提高了） 。 改良的拉普拉斯光顺仅能够用于边界变形 （例如 3D 区域中的三角单元及 2D 中的线性单元） 。节点位移通过下面方式进行计算： = 式中 （3.3.5） 在第 次迭代
3 滑 滑移网格 格及动网 网格
3.1 1 简介
在滑移网格中，静止 止和转动部分 分间的相对 对运动引发瞬态交互效 效应。这些交 交互 作用 用如图 3.1.1 1 所示，通 通常分成以下 下几类： 潜在作 作用：由于 于上游及下游 游压力波的 的传播导致流 流动不稳定 定 尾迹作 作用：由于 于上游叶片组 组的尾流传 传递至下游引起流动不 不稳定 冲击作 作用：在跨 跨音速或超音 音速流动中 中，由于激波 波冲击下游 游叶片组导致 致不 稳定。 。
湍流流动通过速度场波动进行表征。这些脉动混合诸于动量、能量及组分浓 度等标量方程， 引起传输量的脉动。 由于这些脉动存在于小尺度， 且频率非常高， 因此对其进行直接模拟非常消耗计算资源。
37
29
动网格模型同样可以用于边界变形或偏转，如： 气球的膨胀 人造壁面对心脏压力脉冲的响应
3.1.1 守恒方程
对于边界运动的动网格，任意控制体 上通用标量 的积分形式守恒方程可 以写成以下形式： d + ( − )⋅d = ⋅ + d （3.1.1）
Fluent动网格的应用过程
Fluent动网格的应用过程一、简介动网格模型可以用来模拟流场形状由于边界运动而随时间改变的问题。
网格的更新过程由FLUENT根据每个迭代步中边界的变化情况自动完成。
FLUENT要求将运动的描述定义在网格面或网格区域上。
如果流场中包含运动与不运动两种区域，则需要将它们组合在初始网格中以对它们进行识别。
二、动网格更新方法动网格计算中网格的动态变化过程可以用三种模型进行计算，即弹簧近似光滑模型、动态分层模型和局部重划模型。
1、弹簧近似光滑模型在弹簧近似光滑模型中，网格的边被理想化为节点间相互连接的弹簧。
移动前的网格间距相当于边界移动前由弹簧组成的系统处于平衡状态。
在网格边界节点发生位移后，会产生与位移成比例的力，力量的大小根据胡克定律计算。
边界节点位移形成的力虽然破坏了弹簧系统原有的平衡，但是在外力作用下，弹簧系统经过调整将达到新的平衡，也就是说由弹簧连接在一起的节点，将在新的位置上重新获得力的平衡。
从网格划分的角度说，从边界节点的位移出发，采用虎克定律，经过迭代计算，最终可以得到使各节点上的合力等于零的、新的网格节点位置，这就是弹簧光顺法的核心思想。
2、动态分层模型对于棱柱型网格区域（六面体和或者楔形），可以应用动态层模型。
动态层模型的中心思想是根据紧邻运动边界网格层高度的变化，添加或者减少动态层，即在边界发生运动时，如果紧邻边界的网格层高度增大到一定程度，就将其划分为两个网格层；如果网格层高度降低到一定程度，就将紧邻边界的两个网格层合并为一个层。
3、局部重划模型在使用非结构网格的区域上一般采用弹簧光顺模型进行动网格划分，但是如果运动边界的位移远远大于网格尺寸，则采用弹簧光顺模型可能导致网格质量下降，甚至出现体积为负值的网格，或因网格畸变过大导致计算不收敛。
为了解决这个问题，FLUENT 在计算过程中将畸变率过大，或尺寸变化过于剧烈的网格集中在一起进行局部网格的重新划分，如果重新划分后的网格可以满足畸变率要求和尺寸要求，则用新的网格代替原来的网格，如果新的网格仍然无法满足要求，则放弃重新划分的结果。