结构化网格与非结构化网格比较
大型车辆发动机冷却风扇流场的数值仿真方法
大型车辆发动机冷却风扇流场的数值仿真方法概述：大型车辆的发动机通常通过冷却风扇来进行散热，以确保发动机的正常运行。
为了研究和优化大型车辆发动机的冷却风扇流场，数值仿真成为了一种高效、经济和可行的方法。
本文将介绍大型车辆发动机冷却风扇流场数值仿真的方法，包括数值模型建立、边界条件设定、网格划分、数值计算和结果分析等。
一、数值模型建立数值模型是数值仿真的基础，对于大型车辆发动机冷却风扇流场的数值仿真，需要建立几何模型和流动模型。
1.几何模型建立：根据实际发动机的几何形状和结构，利用计算机辅助设计（CAD）软件建立几何模型。
几何模型应包括发动机、冷却风扇和与之相应的散热系统等部件。
二、边界条件设定边界条件是数值仿真中非常重要的一步，对于大型车辆发动机冷却风扇流场的数值仿真，应根据实际情况设定合理的边界条件。
1.入口边界条件：根据实际的发动机进气情况，设定进口的气体温度、速度和压力等参数。
2.出口边界条件：考虑实际的发动机排气情况，设定出口的气体温度、速度和压力等参数。
3.壁面边界条件：根据实际的发动机结构和材料，设定发动机表面的壁面温度和热传递系数等参数。
三、网格划分网格划分是数值仿真的关键一步，对于大型车辆发动机冷却风扇流场的数值仿真，应根据几何模型的复杂性合理划分网格。
1.内部流场网格划分：根据发动机的几何形状和复杂性，划分合适的结构化或非结构化网格。
结构化网格适用于较简单的几何形状，而非结构化网格适用于较复杂的几何形状。
2.边界层网格划分：考虑到边界层的细节和重要性，应在发动机壁面附近划分较为精细的网格。
四、数值计算数值计算是数值仿真的核心步骤，对于大型车辆发动机冷却风扇流场的数值仿真，应对流动模型进行求解。
1.数值方法选择：根据实际问题的特点和要求，选择合适的数值方法。
通常可以选择有限体积法或有限元法进行数值计算。
2.边界条件处理：根据边界条件设定，对入口边界和壁面边界进行处理和修正。
3.数值求解器设定：根据实际情况，选择合适的数值求解器进行求解。
tecplot 数据文件格式
tecplot 数据文件格式引言概述：Tecplot数据文件格式是一种常用的科学数据可视化文件格式。
它被广泛应用于各个领域的科学研究，包括流体力学、天气预报、地质学等。
本文将详细介绍Tecplot数据文件格式的特点、结构以及常见的数据类型。
一、Tecplot数据文件格式的特点1.1 可读性强：Tecplot数据文件采用文本格式存储数据，易于人们阅读和理解。
这种特点使得数据文件的交流和共享变得更加方便。
1.2 灵活性高：Tecplot数据文件支持多种数据类型的存储，包括网格数据、场数据、曲线数据等。
用户可以根据需求选择合适的数据类型进行存储和处理。
1.3 大数据处理能力：Tecplot数据文件格式适用于大规模数据的处理和可视化。
它可以高效地处理包含数百万个数据点的大型数据集，满足科学研究中对大数据处理的需求。
二、Tecplot数据文件格式的结构2.1 文件头部分：Tecplot数据文件的头部包含了文件的基本信息，如文件版本、标题、变量名等。
这些信息对于数据的解释和使用具有重要意义。
2.2 数据描述部分：数据描述部分定义了数据的结构和布局，包括网格的拓扑结构、坐标信息、变量类型等。
这些信息对于数据的可视化和分析起着关键作用。
2.3 数据值部分：数据值部分存储了实际的数据数值。
根据数据类型的不同，数据可以以二维数组、三维数组或一维数组的形式进行存储。
三、常见的数据类型3.1 网格数据：Tecplot数据文件可以存储各种类型的网格数据，包括结构化网格和非结构化网格。
结构化网格由规则的网格单元组成，而非结构化网格则由不规则的网格单元组成。
3.2 场数据：场数据是指在网格上定义的物理量，如速度、温度等。
Tecplot数据文件可以方便地存储和处理各种类型的场数据。
3.3 曲线数据：曲线数据是指在二维坐标系中表示的曲线。
Tecplot数据文件可以存储多个曲线，并支持曲线的可视化和分析。
四、Tecplot数据文件的应用领域4.1 流体力学：Tecplot数据文件在流体力学领域中得到了广泛的应用。
结构化与非结构化网格融合技术研究
结构化与非结构化网格融合技术研究项立银;陈杨【摘要】In order to gain the finite element calculation grids with high quality and wide applica- tion, the structured and unstructured grid fusion is made, and the tetrahedral grids are converted in- to the triangular grids in the interface to make the topology consistent and the grids be connected seamlessly through the grid topology conversion technology. The comparison between the simulation and test results indicates that fewer grids are generated with higher calculation precision and wider application through the method.%为了得到质量高、适用性强的有限元计算网格,将结构化网格与非结构化网格两种划分方法相融合,通过网格拓扑转化技术将交界面处的四面体网格转化成三角形网格来满足拓扑一致,实现网格无缝连接。
通过算例与实验结果对比发现,该方法生成的网格数量少,计算精度高,适用范围广。
【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2012(032)003【总页数】4页(P53-55,62)【关键词】结构化网格;非结构化网格;融合方法;拓扑【作者】项立银;陈杨【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京210003;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京210003【正文语种】中文【中图分类】TN957.80 引言网格划分是有限元计算的基础，高质量的网格对有限元计算的结果至关重要。
fluent笔记讲解
fluent笔记讲解Discretization离散Node values节点值，coarsen粗糙refine 细化curvature曲率，X-WALL shear Stress 壁面切应力的X方向。
strain rate应变率1、求解器:（solver）分为分离方式(segeragated)和耦合方式(coupled)，耦合方式计算高速可压流和旋转流动等复杂高参数问题时比较好，耦合隐式(implicit)耗时短内存大，耦合显式(explicit)相反；2.收敛判据:观察残差曲线。
可以在残差监视器面板中设置Convergence Criterion（收敛判据），比如设为10 -3 ，则残差下降到小于10 -3 时，系统既认为计算已经收敛并同时终止计算。
（2）流场变量不再变化。
有时候不论怎样计算，残差都不能降到收敛判据以下。
此时可以用具有代表性的流场变量来判断计算是否已经收敛——如果流场变量在经过很多次迭代后不再发生变化，就可以认为计算已经收敛。
（3）总体质量、动量、能量达到平衡。
在Flux Reports （通量报告）面板中检查质量、动量、能量和其他变量的总体平衡情况。
通过计算域的净通量应该小于0.1%。
Flux Reports（通量报告）面板如图2-17 所示，其启动方法为：Report -> Fluxes3.一阶精度与二阶精度：First Oder Upwind and Second Oder Upwind(一阶迎风和二阶迎风)①一阶耗散性大，有比较严重的抹平现象；稳定性好②二阶耗散性小，精度高；稳定性较差，需要减小松弛因子4.流动模型的选择①inviscid无粘模型：当粘性对流场影响可以忽略时使用；例如计算升力。
②laminar层流模型：考虑粘性，且流动类型为层流。
③Spalart-Allmaras （S-A模型）：单方程模型，适用于翼型、壁面边界层流动，不适于射流等自由剪切湍流问题。
tecplot 数据文件格式
tecplot 数据文件格式引言概述：Tecplot是一种流体动力学和计算流体力学领域广泛使用的可视化软件。
在使用Tecplot进行数据可视化时，了解其数据文件格式是非常重要的。
本文将详细介绍Tecplot数据文件格式的相关内容，包括文件结构、数据类型和数据存储方式等。
正文内容：1. 文件结构1.1 文件头部：Tecplot数据文件以文件头部开始，其中包含了文件的元数据信息，如文件版本、数据集名称、变量名称等。
1.2 数据块：数据块是Tecplot文件中存储实际数据的部分，可以包含多个数据集。
每个数据集都有自己的描述信息和数据值。
2. 数据类型2.1 标量数据：Tecplot可以存储标量数据，如温度、压力等。
标量数据以单个数值的形式存储。
2.2 矢量数据：Tecplot还支持矢量数据的存储，如速度、位移等。
矢量数据由多个分量组成，每个分量都以单个数值的形式存储。
2.3 网格数据：Tecplot可以存储网格数据，包括结构化网格和非结构化网格。
结构化网格以规则的坐标点集表示，而非结构化网格则以节点和连接信息表示。
3. 数据存储方式3.1 顺序存储：Tecplot数据文件可以按照数据点的顺序进行存储。
这种存储方式适用于结构化网格，可以通过坐标点的排列顺序来确定数据点的位置。
3.2 节点存储：对于非结构化网格，Tecplot数据文件采用节点存储方式。
每个节点都有自己的坐标和连接信息，通过连接信息可以确定数据点的位置。
3.3 单元存储：Tecplot还支持以单元为单位进行数据存储。
每个单元都有自己的节点和连接信息，通过连接信息可以确定数据点的位置。
4. 数据文件格式的扩展性4.1 用户自定义数据：Tecplot允许用户在数据文件中添加自定义的数据。
用户可以根据自己的需求定义新的变量，并将其添加到数据文件中。
4.2 数据文件的互操作性：Tecplot数据文件可以与其他流体动力学和计算流体力学软件进行互操作。
(完整word版)结构化网格和非结构化网格
结构化网格只包含四边形或者六面体，非结构化网格是三角形和四面体。
结构网格在拓扑结构上相当于矩形域内的均匀网格，器节点定义在每一层的网格线上，且每一层上节点数都是相等的，这样使复杂外形的贴体网格生成比较困难。
非结构网格没有规则的拓扑结构，也没有层的概念，网格节点的分布是随意的，因此具有灵活性。
不过非结构网格计算的时候需要较大的内存。
非结构网格不利之处就是不能很好地处理粘性问题，在附面层内只采用三角形或四面体网格，其网格数量将极其巨大。
现在比较好的方法就是采用混合网格技术，即先贴体生成能用于粘性计算的四边型或三棱柱网格，然后以此为物面边界，生成三角形非结构网格，但是生成复杂外型的四边形或三棱柱网格难度很大。
在物面附近，非结构网格方法，特别是对于复杂外形如凹槽、细缝等处难以处理。
到空间网格的质量，几何外形特性相适应，为了更好地适应其中一方面，有时不得不在另一方面做出让步，因而往往顾此失彼。
计算精度，主要在于网格的质量（正交性，长宽比等），并不决定于拓扑（是结构化还是非结构化）。
采用结构化网格还是非结构化网格，主要看解决什么问题，如果是无粘欧拉方程的话，只要合理布局，结构和非结构都能得到较为理想的结果。
但如果涉及到粘性影响的话，尤其在壁面处，结构网格有一定优势，并且其对外形适应性差的缺点，也可以通过多块拼接网格解决。
目前有的非结构网格软件，也开始借鉴结构网格，如cfx的壁面加密功能。
网格节点走向（这里假设计算过程中物理量定义在网格节点上）贴近流动方向，那么计算的结果就要好一些。
对于不是非常复杂的流动。
例如气体的喷管流动，使用四边形（二维）网格就比三角形网格要好。
不过即便是四边形网格，fluent 也是按照无结构网格进行处理的。
主要是看流向是否与网格平行如果是平行的则计算中不容易出现假扩散，计算的结果就好，但是成角度的时候计算的结果搞不好就有扩散现象，所以不在于结构和非结构。
非结构和结构网格的计算结果如何取决于算法。
采用结构化网格还是非结构化网格与需要求解的
结构与非结构网格
采用结构化网格还是非结构化网格与需要求解的具体问题相关。
答案是通过具体的工程问题判断。
请看如下几条：
（1） 复杂几何形状：非结构化网格一般较结构化网格生成速度快。
但是，如果原有几何构形已经有结构化网格，新的几何形状只是稍作改变，则结构化网格生成速度非常快。
除了上述情况：
结构化网格≈几个工作周—一个工作月
非结构化网格≈几个工作时—几天
（2） 精度：对于简单的问题，比如机翼，结构化网格一般比非结构化网格精度高。
但是对于复杂流动，自适应的非结构化网格可能比结构化网格有更好的精度。
（3） 收敛时间：结构化网格比非结构化网格耗时少，因为，迄今为止，已有的算法更加的有效率。
U，数据存于二维数组中)(i
U，数据存于一维数组中i
)
,(j
因此，为了计算残差，需要知道临近单元格的状态。
结构化网格：邻近单元格靠单元格指数增/减1来实现。
非结构化网格：需要存储单元格间的指针。
需要存储空间越多，代码执行的越慢。
数值传热学 第六章答案 (2)
数值传热学第六章答案简介本文档将为读者提供《数值传热学》第六章的答案。
第六章主要涉及热对流传热的数值计算方法，包括网格划分、边界条件、离散方法等内容。
通过本文档，读者将了解如何使用数值方法解决热对流传热问题，并学会应用这些方法进行实际计算。
问题回答1. 简述热对流传热的数值计算方法。
热对流传热的数值计算方法主要包括三个步骤：网格划分、边界条件设置和离散方法。
网格划分是指将传热区域划分为若干个离散的小单元，每个单元内部温度变化均匀。
常见的网格划分方法有结构化网格和非结构化网格。
结构化网格适用于简单几何形状，易于处理；非结构化网格则适用于复杂几何形状。
边界条件设置是指给定物体表面的边界条件，如温度或热流密度。
边界条件的设置需要根据实际问题来确定，可以通过实验或经验公式来获取。
离散方法是指将传热控制方程进行离散化，通常使用有限差分法或有限元法。
有限差分法将控制方程离散化为代数方程组，而有限元法则通过近似方法将方程离散化。
2. 什么是结构化网格和非结构化网格？它们在热对流传热计算中有何不同？结构化网格是指由规则排列的矩形或立方体单元组成的网格。
在结构化网格中，每个单元与其相邻单元之间的联系都是固定的，因此易于处理。
结构化网格适用于简单几何形状，如长方体或圆柱体。
非结构化网格是指由不规则形状的三角形、四边形或多边形组成的网格。
在非结构化网格中，每个单元与其相邻单元之间的联系可能是不确定的，需要使用邻接表来表示网格拓扑关系。
非结构化网格适用于复杂几何形状，如复杂流体流动中的腔体或障碍物。
在热对流传热计算中，结构化网格和非结构化网格的主要区别在于网格的配置方式和计算复杂度。
结构化网格由正交单元组成，计算稳定性较高，但对于复杂几何形状的处理能力较差。
非结构化网格可以灵活地适应复杂几何形状，但计算复杂度较高。
3. 如何设置边界条件？边界条件的设置是热对流传热计算中非常重要的一步，它决定了计算结果的准确性和可靠性。
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对于连续的物理系统的数学描述，如航天飞机周围的空气的流动，水坝的应力
集中等等,通常是用偏微分方程来完成的。
为了在计算机上实现对这些物理系统的行为或状态的模 拟，连续的方程必须离散化，在方程的求解域上（时间和空间）仅仅需要有限个点，通过 计算这些点上的未知变量既而得到整个区域上的物理量的分布。
有限差分，有限体积和有限元等数值方法都是通过这种方法来
实现的。
这些数值方法的非常重要的一个部分就是实现对求解区域的网格剖分。
网格剖分技术已经有几十年的发展历史了。
到目前为止，结构化网格技术发展
得相对比较成熟，而非结构化网格技术由于起步较晚，实现比较困难等方面的
原因，现在正在处于逐渐走向成熟的阶段。
下面就简要介绍一些这方面的情况。
从严格意义上讲，结构化网格是指网格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻
单元。
结构化网格生成技术有大量的文献资料[1,2,3,4]。
结构化网格有很多
优点:
1.它可以很容易地实现区域的边界拟合，适于流体和表面应力集中等方面的计算。
5.对曲面或空间的拟合大多数采用参数化或样条插值的方法得到，区域光滑，
与实际的模型更容易接近。
它的最典型的缺点是适用的范围比较窄。
尤其随着近几年的计算机和数值方法
的快速发展，人们对求解区域的复杂性的要求越来越高，在这种情况下，结构
化网格生成技术就显得力不从心了。
代数网格生成方法。
主要应用参数化和插值的方法，对处理简单的求解区域十
分有效。
同结构化网格的定义相对应，非结构化网格是指网格区域内的内部点不具有相
同的毗邻单元。
即与网格剖分区域内的不同内点相连的网格数目不同。
从定义
上可以看出，结构化网格和非结构化网格有相互重叠的部分，即非结构化网格
中可能会包含结构化网格的部分。
非结构化网格技术从六十年代开始得到了发展,主要是弥补结构化网格不能够
解决任意形状和任意连通区域的网格剖分的缺欠.到90年代时,非结构化网格的文献达到了它的高峰时期.由于非结构化网格的生成技术比较复杂,随着人们对
求解区域的复杂性的不断提高,对非结构化网格生成技术的要求越来越高.从现
在的文献调查的情况来看,非结构化网格生成技术中只有平面三角形的自动生
成技术比较成熟（边界的恢复问题仍然是一个难题，现在正在广泛讨论）,平面四边形网格的生成技术正在走向成熟。
而空间任意曲面的三角形、四边形网格的生成，三维任意几何形状实体的四面体网格和六面体网格的生成技术还远远没有达到成熟。
需要解决的问题还非常多。
主要的困难是从二维到三维以后，待剖分网格的空间区非常复杂，除四面体单元以外，很难生成同一种类型的网格。
需要各种网格形式之间的过度，如金字塔形，五面体形等等。
非结构化网格技术的分类，可以根据应用的领域分为应用于差分法的网格生成技术（常常成为g r i d g e n e r a t i o n t e c h n o l o g y）和应用于有限元方法中的网格生成技术（常常成 为m e s h g e n e r a t i o n t e c h n o l o g y），应用于差分计算领域的网格要除了要满足区域的几何形状要求以外，还要满足某些特殊的性质（如垂直正交，与流线平行正交等），因而从技术实现上来说就更困难一些。
基于有限元方法的网格生成技术相对非常自由，对生成的网格只要满足一些形状上的要求就可以了。
非结构化网格生成技术还可以从生成网格的方法来区分，从现在的文献资料所涉及的情况来看，主要有以下一些生成方法：
对平面三角形网格生成方法，比较成熟的是基于D e l a u n a y准则的一类网格剖分方法（如B o w y e r-W a t s o n A l g o r i t h m和W a t s o n’s A l g o r i t h m）和波前法
（A d v a n c i n g F r o n t T r i a n g u l a t i o n）的网格生成方法。
另外还有一种基于梯度网格尺寸的三角形网格生成方法，这一方法现在还在发展当中。
基于D e l a n n a y 准则的网格生成方法的优点是速度快，网格的尺寸比较容易控制。
缺点是对边界的恢复比较困难，很可能造成网格生成的失败，对这个问题的解决方法现在正在讨论之中。
波前法（A d v a n c i n g F r o n t
T r i a n g u l a t i o n）的优点是对区域边界拟合的比较好，所以在流体力学等对区域边界要求比较高的情况下，常常采用这种方法。
它的缺点是对区域内部的网格生成的质量比较差，生成的速度比较慢。
曲面三角形网格生成方法主要有两种，一种是、直接在曲面上生成曲面三角形网格；另外一种是采用结构化和非结构化网格技术偶合的方法，即在平面上生成三角形网格以后再投影到空间的曲面上，这种方法会造成曲面三角形网格的扭曲和局部拉长，因此在平面上必须采用一定的修正技术来保证生成的曲面网格的质量。
平面四边形网格的生成方法有两类主要的方法。
一类是间接法，即在区域内部先生成三角形网格，然后分别将两个相邻的三角形合并成为一个四边形。
生成
的四边形的内角很难保证接近直角。
所以在采用一些相应的修正方法（如S m o o t h, a d d）加以修正。
这种方法的优点是首先就得到了区域内的整体的网格尺寸的信息，对四边形网格尺寸梯度的控制一直是四边形网格生成技术的难点。
缺点是
生成的网格质量相对比较差，需要多次的修正，同时需要首先生成三角形网格，生成的速度也比较慢，程序的工作量大。
另外一类是直接法，二维的情况称为铺砖法（p a v i n g m e t h o d）。
采用从区域的边界到区域的内部逐层剖分的方法。
这种方法到现在已经逐渐替代间接法而称
为四边形网格的主要生成方法。
它的优点是生成的四边形的网格质量好，对区
域边界的拟合比较好，最适合流体力学的计算。
缺点是生成的速度慢，程序设
计复杂。
空间的四边形网格生成方法到现在还是主要采用结构化与非结构化网
格相结合的网格生成方法。
三维实体的四面体和六面体网格生成方法现在还远远没有达到成熟。
部分四面
体网格生成器虽然已经达到了使用的阶段，但是对任意几何体的剖分仍然没有
解决，现在的解决方法就是采用分区处理的办法，将复杂的几何区域划分为若
干个简单的几何区域然后分别剖分再合成。
对凹区的处理更是如此。
六面体的网格生成技术主要采用的是间接方法，即由四面体网格剖分作为基础，然后生成六面体。
这种方法生成的速度比较快，但是生成的网格很难达到完全
的六面体，会剩下部分的四面体，四面体和六面体之间需要金字塔形的网格来
连接。
现在还没有看到比较成熟的直接生成六面体的网格生成方法。
二维到三维投影的网格生成方法：对比较规则的三维区域，首先在平面上生成
三角形或四边形网格然后在M a p到三维的各个层面，连接各个层面就生成了三
维的网格剖分。
这种方法目前应用非常广泛。