FLUENT动网格知识汇总
Fluent理论手册3—滑移网格及动网格理论

为节点i与其相邻节点j的位移, 为连接节点 的邻居节点数量,
为弹簧节点 与其相邻节点 间的弹簧刚度。连接节点i与j的边的弹簧刚度可以 定义为: = (3.3.2)
为保持平衡,所有连接节点弹簧产生的净力必须为零。这一条件在迭代方程 中可写成: = (3.3.3)
当边界位移已知时(边界节点位置被更新) ,方程(3.3.3)在所有内部节点 上使用雅克比卷积。当收敛时,位置被更新为: = +
3.3 3 动网格 格理论
ANSYS FLUENT F 中的动网格模 中 模型能用于 于模拟计算域 域中存在边 边界随时间运 运动 的情 情况。动网格 格模型同样 样能够用于稳 稳态问题。运动可以是 是指定的( (如指定固体 体重 心关 关于时间的 的线速度或角 角速度) ,也 也可以是非 非指定的运动 动,这种情 情况下运动取 取决 于当 当前的求解 解(例如线速 速度及角速度 度通过固体 体的力平衡计 计算而得,此时采用的 的是 6DO OF 求解器。 。ANSYS FLUENT 基 基于新的边 边界位置,在 在每一时间 间步自动更新 新体 网格 格位置。为 为使用动网格 格模型,需 需要提供初始 始网格及任 任何移动区域 域的运动描 描述。 ANSYS FLUE ENT 允许使 使用边界配置 置,用户自 自定义函数或 或 6DOF 求 求解器对运动 动进 行指 指定。 ANSYS FLUENT F 期望在每一个 期 个网格面或 或网格区域上 上指定运动 动描述。若模 模型 中包 包含运动及 及非运动区域 域, 你需要将 将在这些体 体网格创建时 时将其分别 别进行分区标 标记。 此外 外, 由于运动 动引起变形 形的区域相邻 邻区域也需 需要在网格创 创建时独立 立归结到独立 立的 区域 域中。各区域 域之间的边 边界面不需要 要共形。可 可以使用非保 保角或滑移 移界面在最终 终的
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动网格通关秘籍.ppt

在Fluent中使用动网格,为什么要具备一定的C语言编程基础? /Bida_Q_qv_id_11798.html 因为一般来讲,在Fluent中使用动网格,基本上都要使用到UDF,所以你最 好具备一定的C语言编程基础。
在Fluent中,动网格计算中网格的动态变化过程可以用哪三种模型进行计算? /Bida_Q_qv_id_11799.html 弹簧近似光滑模型(spring-based smoothing)、动态分层模型(dynamiclayering) 和局部重划模型(localremeshing)。 在Fluent中,弹簧近似光滑模型的使用范围是什么? /Bida_Q_qv_id_11800.html 原则上弹簧光顺模型可以用于任何一种网格体系,但是在非四面体网格区域 (二维非三角形),最好在满足下列条件时使用弹簧光顺方法: (1)移动为单方向。 (2)移动方向垂直于边界。 如果两个条件不满足,可能使网格畸变率增大。另外,在系统缺省设置中, 只有四面体网格(三维)和三角形网格(二维)可以使用弹簧光顺法, 如果想在其他网格类型中激活该模型,需要在dynamic-mesh-menu下使用 文字命令spring-on-all-shapes?,然后激活该选项即可。
在Fluent中,动态分层模型的应用有什么限制? /Bida_Q_qv_id_11804.html (1)与运动边界相邻的网格必须为楔形或者六面体(二维四边形)网格。 (2)在滑动网格交界面以外的区域,网格必须被单面网格区域包围。 (3)如果网格周围区域中有双侧壁面区域,则必须首先将壁面和阴影区分割开 ,再用滑动交界面将二者耦合起来。 (4)如果动态网格附近包含周期性区域,则只能用FLUENT 的串行版求解,但 是如果周期性区域被设置为周期性非正则交界面,则可以用FLUENT的并行 版求解。
Fluent动网格系列篇

不一样那就要另外计算了。 3)这里首先,你已经会怎么会使用fluent计算颗粒在流场中 的运动轨迹了,然后,你跟踪某一个颗粒,观察这个颗粒是 否到达壁面,然后用plot看是否能输出这个颗粒的运动轨迹 ,最后可以根据运动轨迹,确定你需要的坐标位置的速度分
布。
4)关于碰撞角度,这个就困难了,再思考,能否借用fluent 里面现有的参数进行计算。 个人的看法,仅供交流,如有不妥,请多包涵。
7.Fluent软件知多少 Fluent软件经典问题汇总
8.FLUENT动网格专题讨论
9.FLUENT News—Dynamic Mesh.pdf
பைடு நூலகம்10.包含运动边界的多体非定常流场数值模拟方法研究
气温度么?希望大家帮忙解惑,这个问题困扰我好久了
A:这个是不是只设好壁面初始温度,选好壁面材料参数,模 型里都有默认的导热系数吧。如果考虑室外空气对流的影响 ,我觉得就把壁面做出来,把室外的壁面作为模型边界。输
入温度和传热系数属于传热学的第三类边界条件,这样应该
就清楚了不是,温度就是室外空气的温度,或者说是自由流 体的温度对流换热系数指的是壁面和外面的自由流体发生对 流换热时,那个对流换热系数,用这个条件的时候,要输入 壁面的厚度,其实就是间接地算了一次热传导。
A:不同初始化条件下,每次迭代的截断误差可能不同,致使
最终的结果存在不一致性,但一般的话,只要误差没有超过
5%,都还是可以接受的。迭代了多少次?如果迭代次数过少 会进入伪收敛。收敛的标准不仅仅是残差,还要看迭代次数 以及守恒量守恒等指标。
8.急求fluent第二类边界条件的UDF:边界条件如下 u为x方向速度分量,我用的是速度入口,和压力出口,上述 边界条件应该如何UDF?
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。
Fluent_动网格总结

0.3
Maximum Length Scale
1.4
Maximum Cell Skewness
0.7
Size Remeshing Interval
5
结论:(2)(3)中 Minimum Length Scale 和 Maximum Length Scale 差距过大,导致新生成 网格的长细比大,看上去质量应不高。(4)(5)(6)中的网格同差,但比(2)(3)强一点。 由于尺度差距较大,很难设置的好,除非全局网格都画小。否则 Max/Min 大了后,网格质 量不会好的哪里去。sizing function 应该可以解决这个问题。以(4)的参数作为基本参数,进 行 sizing function 参数设置的分析。
Value 0.3 1.4 0.7 5 3 1 0.3
网格质量明显变好,但无关网格也发生了变化,物体周围的局部网格也令人满意。
江之上制作
7
(8)
Parameter Minimum Length Scale Maximum Length Scale Maximum Cell Skewness Size Remeshing Interval
Resolution Variation(a) Rate(beta)
Value 0.3 1.4 0.7 5 10 1 0.3
不知道怎么回事,远处的网格不变了。附近的网格(全局图中)密了一些。
(9)
Parameter
Value
Minimum Length Scale
0.3
Maximum Length Scale
江之上制作
8
Parameter Minimum Length Scale Maximum Length Scale Maximum Cell Skewness Size Remeshing Interval
FLUENT_6_动网格技巧

FLUENT 6 动网格技巧一、动网格简介CFD动网格大致分为两类:第一类为显式规定网格节点速度,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网格节点的位移。
第二类为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。
对于第一类动网格问题,在FLUENT中通常可以使用Profile与UDF进行网格设置,通过规定节点或区域的速度、角速度或位移等方式来显式确定网格的运动,通常大部分的动网格问题都归于此类。
而对于第二类问题,通常涉及到力的计算,力在流体中通常是对压力进行积分而来。
将力转换为速度或位移,一般涉及到加速度、转动惯量等物理量的计算。
在FLUENT中,可以使用6DOF模型进行处理,在CFX中,可以使用刚体模型(13.0以上版本才有)。
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。
二、第一类动网格操作0打开FLUENT双击桌面快捷方式→ 选择2D或3D模式(FLUENT和GAMBIT默认单位为米)1导入网格文件File → Read → Case → 选择mesh文件2检查网格文件Grid > Check(可以查看网格的大致情况,如有无负体积等)3定义求解器Define → Models → Solver → 在Time项里点选Unsteady(非稳态求解器)4编译UDF文件Define → User-Defined → Functions → Compiled → 单击Add添加UDF文件(*.C)→点击Build按钮→ 点击Load按钮→ 点击Close按钮(如果不关闭编译对话框,在调试程序时可随时对程序进行编译)5设定动网格参数Define → Dynamic Mesh → Parameters→ 勾选Dynamic Mesh> Models(模型)Dynamic Mesh(动网格,默认勾选)In-Cylinder(气缸)2.5DSix DOF Solver(六自由度)> Mesh Methods(网格方法)Smoothing(网格光顺,默认勾选)Layering(动态分层)Remeshing(网格重构)> Smoothing(网格方法)Spring Constant Factor(弹簧常数因子,默认为1)Boundary Node Relaxation(边界节点松弛,默认为1)Convergence Tolerance(收敛容差,默认为0.001)Number of Iterations(迭代次数,默认为20)> Layering(网格方法)Constant Height(固定高度)Constant Ratio(固定比例)Split Factor(分割因子)Collapse Factor(收缩因子)> Remeshing(网格方法)Size Function(尺寸函数)Must Improve Skewness(必须提高扭曲度)Face Remeshing(面网格重构)Minimum Length Scale(最小长度缩放,默认为0)Maximum Length Scale(最大长度缩放,默认为1000)Maximum Cell Skewness(最大单元扭曲度,默认为0.6)Maximum Face Skewness(最大面扭曲度,默认为0.7)Size Remeshing Interval(尺寸重构间隔,默认为10)Size Function Resolution(尺寸函数分辨率,默认为3)Size Function V ariation(尺寸函数变异,默认为1.581787)Size Function Rate(尺寸函数比率,默认为0.3)6设定动网格区域Define → Dynamic Mesh → Zones> Zone Names(在下拉列表里选择要运动的区域或边界)> Type(点选区域或移动边界的类型)Stationary(静止的)Rigid Body(刚体,默认勾选)Deforming(变形)User-Defined(用户自定义)> Motion Attributes(运动属性)Motion UDF/Profile(运动自定义文件,一般UDF文件编译后,会在下拉列表中显示)Center of Gravity Location(全部设置为0)Center of Gravity Orientation(全部设置为0)> Geometry Definition(几何定义,一般不设置)> Meshing Options(网格划分选项)Adjacent Zone(毗邻区域,默认为fluid)Cell Height(单元高度,一般设定为网格单元最小尺寸)→ 单击Create按钮→ 单击Draw按钮→ 单击Update按钮→ 单击Close按钮(这一步非常关键,否则无法预览动态网格)7显示网格Display → Grid(弹出网格显示窗口)8预览动网格Solve → Mesh Motion> Time(时间设置)Current Mesh Times(当前时间,即瞬态运动的时间)Time Step Sizes(时间步长,每个子步的时间)Number of Time Steps(时间步,即总的时间步数)> Display Options(显示选项)Display Grid(显示网格,默认勾选)Save Hardcopy(保存硬拷贝)Enable Autosave(启动自动保存)Display Frequency(显示频率,默认为1)三、第二类动网格操作Number of Iterations(最大迭代步数,在每个时间子步内迭代的次数,即在一个时间步内计算稳态的过程)。
4-1 Fluent流体模拟培训教程-动网格

29
弹性光顺
弹性光顺法的限制:
小变形和小运动的情况
只适用于三角形、四面体网格 其他网格,需要特殊命令
30
局部重构法
当局部网格的扭曲率或尺寸超过用户规定的范围时,此 处网格将被重构 网格之间的连接属性发生改变 适用于三角形和四面体网格 局部重构法一般和光顺算法结合使用
适合于大变形或大位移的情况
基本特点: (1)节点之间的连接属性不变 (2)单独使用,仅限于变形非常小的情况 (3)适用于三角形和四面体网格
23
弹性光顺
动网格控制参数:
24
弹性光顺
运动区域:
25
弹性光顺
变形区域:
26
弹性光顺
变形区域:
27
弹性光顺
弹性常数:
影响计算速率
(0,1)
28
弹性光顺
边界节点松弛因子:
影响边界节点的运动 (0,1)
计算流体力学软件Fluent培训
动态网格理论基础
1
本次交流学习的目的
对动态网格理论基础有初步了解。
能够使用商用流体力学计算软件Fluent进 行简单地计算—采取铺层更新方法。 为后续采用Fluent解决工业中实际边界运 动或变形的问题打下基础。
2
• 动态网格模型
– 边界刚性运动 – 边界变形
11
局部重构(Local Remeshing)
12
局部重构(Local Remeshing)
五个特点
(1)当网格的扭曲率和尺寸超过用户指定的标
准时,局部网格节点和体网格就会增加或消除 (2)局部网格节点和体网格增加或消除时,网 格的连接属性发生改变 (3)适合于大变形或大位移情况 (4)仅适用于三角形和四面体网格 (5)局部重构通常和弹性光顺法联合使用
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题记:在学习使用Fluent的时候,有不少朋友需要使用动网格模型(Dynamic Mesh Model),因此,本版推出这个专题,进行大讨论,使大家在使用动网格时尽量少走弯路,更快更好地掌握;也欢迎使用过的版友积极参与讨论指导,谢谢!该专题主要包括以下的主要内容:##1. 动网格的相关知识介绍;##2. 以NACA0012翼型俯仰振荡实例进行讲解动网格的应用过程;##3. 与动网格应用有关的参考文献;##4. 使用动网格进行计算的一些例子。
##1. 动网格的相关知识介绍有关动网格基础方面的东西,请具体参考FLUENT User’s Guide或FLUENT全攻略的相关章节,这里只给出一些提要性的知识要点。
1、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。
边界的运动形式可以是预先定义的运动,即可以在计算前指定其速度或角速度;也可以是预先未做定义的运动,即边界的运动要由前一步的计算结果决定。
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。
在使用动网格模型时,必须首先定义初始网格、边界运动的方式并指定参予运动的区域。
可以用边界型函数或者UDF 定义边界的运动方式。
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。
那些由于周围区域运动而发生变形的区域必须被组合到各自的初始网格区域中。
不同区域之间的网格不必是正则的,可以在模型设置中用FLUENT软件提供的非正则或者滑动界面功能将各区域连接起来。
注:一般来讲,在Fluent中使用动网格,基本上都要使用到UDF,所以你最好具备一定的C 语言编程基础。
2、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(spring-based smoothing)、动态分层模型(dynamic layering)和局部重划模型(local remeshing)。
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。
原则上弹簧光顺模型可以用于任何一种网格体系,但是在非四面体网格区域(二维非三角形),最好在满足下列条件时使用弹簧光顺方法:(1)移动为单方向。
(2)移动方向垂直于边界。
如果两个条件不满足,可能使网格畸变率增大。
另外,在系统缺省设置中,只有四面体网格(三维)和三角形网格(二维)可以使用弹簧光顺法,如果想在其他网格类型中激活该模型,需要在dynamic-mesh-menu 下使用文字命令spring-on-all-shapes?,然后激活该选项即可。
动态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:如果网格层j扩大,单元高度的变化有一临界值:H_min>(1+alpha_s)*h_0式中h_min为单元的最小高度,h_0为理想单元高度,alpha_s为层的分割因子。
在满足上述条件的情况下,就可以对网格单元进行分割,分割网格层可以用常值高度法或常值比例法。
在使用常值高度法时,单元分割的结果是产生相同高度的网格。
在采用常值比例法时,网格单元分割的结果是产生是比例为alpha_s的网格。
若对第j层进行压缩,压缩极限为:H_min<alpha_c*h_0式中alpha_c为合并因子。
在紧邻动边界的网格层高度满足这个条件时,则将这一层网格与外面一层网格相合并。
动网格模型的应用有如下限制:(1)与运动边界相邻的网格必须为楔形或者六面体(二维四边形)网格。
(2)在滑动网格交界面以外的区域,网格必须被单面网格区域包围。
(3)如果网格周围区域中有双侧壁面区域,则必须首先将壁面和阴影区分割开,再用滑动交界面将二者耦合起来。
(4)如果动态网格附近包含周期性区域,则只能用FLUENT 的串行版求解,但是如果周期性区域被设置为周期性非正则交界面,则可以用FLUENT 的并行版求解。
如果移动边界为内部边界,则边界两侧的网格都将作为动态层参与计算。
如果在壁面上只有一部分是运动边界,其他部分保持静止,则只需在运动边界上应用动网格技术,但是动网格区与静止网格区之间应该用滑动网格交界面进行连接。
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。
在重新划分局部网格之前,首先要将需要重新划分的网格识别出来。
FLUENT 中识别不合乎要求网格的判据有二个,一个是网格畸变率,一个是网格尺寸,其中网格尺寸又分最大尺寸和最小尺寸。
在计算过程中,如果一个网格的尺寸大于最大尺寸,或者小于最小尺寸,或者网格畸变率大于系统畸变率标准,则这个网格就被标志为需要重新划分的网格。
在遍历所有动网格之后,再开始重新划分的过程。
局部重划模型不仅可以调整体网格,也可以调整动边界上的表面网格。
需要注意的是,局部重划模型仅能用于四面体网格和三角形网格。
在定义了动边界面以后,如果在动边界面附近同时定义了局部重划模型,则动边界上的表面网格必须满足下列条件:(1)需要进行局部调整的表面网格是三角形(三维)或直线(二维)。
(2)将被重新划分的面网格单元必须紧邻动网格节点。
(3)表面网格单元必须处于同一个面上并构成一个循环。
(4)被调整单元不能是对称面(线)或正则周期性边界的一部分。
动网格的实现在FLUENT 中是由系统自动完成的。
如果在计算中设置了动边界,则FLUENT 会根据动边界附近的网格类型,自动选择动网格计算模型。
如果动边界附近采用的是四面体网格(三维)或三角形网格(二维),则FLUENT 会自动选择弹簧光顺模型和局部重划模型对网格进行调整。
如果是棱柱型网格,则会自动选择动态层模型进行网格调整。
在静止网格区域则不进行网格调整。
动网格问题中对于固体运动的描述,是以固体相对于重心的线速度和角速度为基本参数加以定义的。
既可以用型函数定义固体的线速度和角速度,也可以用UDF 来定义这两个参数。
同时需要定义的是固体在初始时刻的位置。
注:这一小节主要讲述了动网格的更新方法,最好能掌握,尤其是各种方法的适用范围,通常来讲,在一个case中,我们使用的更新方法都是根据网格类型以及和要实现的运动来选择的,很多时候都是几种更新方法搭配起来使用的。
总结一下:使用弹簧近似光滑法网格拓扑始终不变,无需插值,保证了计算精度。
但弹簧近似光滑法不适用于大变形情况,当计算区域变形较大时,变形后的网格会产生较大的倾斜变形,从而使网格质量变差,严重影响计算精度。
动态分层法在生成网格方面具有快速的优势,同时它的应用也受到了一些限制。
它要求运动边界附近的网格为六面体或楔形,这对于复杂外形的流场区域是不适合的。
使用局部网格重划法要求网格为三角形(二维)或四面体(三维),这对于适应复杂外形是有好处的,局部网格重划法只会对运动边界附近区域的网格起作用。
3、动网格问题的建立设置动网格问题的步骤如下:(1)在Solver(求解器)面板中选择非定常流(unsteady)计算。
(2)设定边界条件,即设定壁面运动速度。
(3)激活动网格模型,并设定相应参数,菜单操作如下:Define -> Dynamic Mesh -> Parameters...(4)指定移动网格区域的运动参数,菜单操作如下:Define -> Dynamic Mesh -> Zones...(5)保存算例文件和数据文件。
(6)预览动网格设置,菜单操作为:Solve -> Mesh Motion...(7)在计算活塞问题时,设定活塞计算中的事件:Define -> Dynamic Mesh -> Events...并可以通过显示阀与活塞的运动,检查上述设置是否正确:Display -> IC Zone Motion...(8)应用自动保存功能保存计算结果。
File -> Write -> Autosave...在动网格计算中,因为每个计算步中网格信息都会改变,而网格信息是储存在算例文件中的,所以必须同时保存算例文件和数据文件。
(9)如果想建立网格运动的动画过程,可以在Solution Animation(计算结果动画)面板中进行相关设置。
注:在这一步中,需要提醒一下,使用动网格进行正式计算之前,最好养成预览动网格更新的习惯;就是在正式计算前,浏览一下动网格的更新情况,这样可以避免在计算过程中出现动网格更新本身的问题。
在预览更新时,很多人都说会出现负体积的警告,更新不成功,出现这样的问题时,最好先把时间步长改的更小点儿试试,一般来讲,排除UDF本身的原因,出现更新出错的原因都与时间步长有关,这需要结合所使用的更新方法多琢磨。
4、设定动网格参数为了使用动网格模型,需要在dynamic mesh(动网格)面板中激活Dynamic Mesh(动网格)选项。
如果计算的是活塞运动,则同时激活In-Cylinder(活塞)选项。
然后选择动网格模型,并设置相关参数。
1)选择网格更新模型在Mesh Methods(网格划分方法)下面选择Smothing(弹簧光顺模型),Layering(动态层模型)和(或)Remshing(局部重划模型)。
2)设置弹簧光顺参数激活弹簧光顺模型,相关参数设置位于Smoothing(光顺)标签下,可以设置的参数包括Spring Constant Factor(弹簧弹性系数)、Boundary Node Relaxation(边界点松弛因子)、Convergence Tolerance(收敛判据)和Number of Iterations(迭代次数)。