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STAR-CCM+怎么判断网格质量

1年前浏览5761

目前STAR-CCM+ 中可用的度量包括:

*面有效性

*网格单元质量

*体积变化

*网格单元偏斜角

*Chevron 质量指示器

*最小二乘质量

*网格单元翘曲质量

面有效性

面有效性是面法向相对于其关联网格单元形心的正确性的面积加权度量。

在高质量的网格单元中,面法向指向外部,远离网格单元形心。在面有效性较差的网格单元中,一个或多个面法向指向内部,朝向网格单元形心。当面有效性为 1.0 时,意味着所有面法向均正确指向远离网格单元形心的方向。当值低于 1.0 时,意味着某些网格单元面法向指向内部,朝向网格单元形心,这指示存在某种形式的凹陷。当值低于 0.5 时,表示负体积网格单元。面有效性低于 1.0 的网格单元被视为坏网格单元。

网格单元质量

网格单元质量度量算法以网格单元梯度计算方法的混合高斯与最小二乘法为基础。它不仅是网格单元形心相对于面相邻网格单元的几何分布函数,也是网格单元面的方位函数。通常,其面非正交程度较高的平网格单元的网格单元质量往往较差。

质量为 1.0 的网格单元被视为完美网格单元。例如,立方网格单元便是这样一种完美的网格单元。但其他多面体网格单元形状也可以具有接近合一值的网格单元质量。衰减网格单元的质量接近零。面网格质量低于 1.0e-5 的网格单元被视为坏网格单元。

根据为分析选择的物理模型,网格单元的网格单元质量可能会相当低,且仍可提供有效的求解。但是,质量较差的网格单元可能会影响求解的稳定性和精度。

体积变化

体积变化度量描述网格单元体积与其最大的相邻网格单元体积之比。


该值为 1.0 时,指示该网格单元的体积大于或等于其相邻网格单元。当网格单元体积相对于其相邻网格单元(如薄元或平网格单元)体积减小时,可以使用体积变化度量标记此网格单元。两个网格单元之间的体积跃变过大时,可能会导致求解器不精确和不稳定。体积变化为 0.01 或更小的网格单元被视为坏网格单元。

网格单元偏斜角

此偏斜度量旨在反映面两侧的网格单元是否采取允许物理量扩散的方式形成,而又不会导致这些物理量变得无限大。

要了解此度量,考虑面和面任一侧的网格单元形心的以下二维图:

偏斜角  为面网格面积矢量 (面法向)与连接两个网格单元形心的矢量  之间的夹角。角度为零表示完美的正交网格。STAR-CCM+ 内部面中存储的变量无法显示。而网格单元所有面的最差偏斜角将存储在该网格单元中。因此,两个网格单元通常具有相同的偏斜角,与其共享的面对应。

偏斜角大于85度的网格单元被视为坏网格单元。

当偏斜角大于或等于90度(可能出现在凹网格单元中,其中两个网格单元的形心均位于边界面的同一侧)时,通常会导致出现求解器收敛问题。之所以会出现问题,是因为已传输标量变量的扩散项在分母中包含点积 ,夹角为零时,此点积为零。尽管 STAR-CCM+ 会注意避免出现这种除以零的错误,但在这种情况下,扩散计算的精度和稳定性均会降低。


来源:STAR CCM仿真学堂
科普Star-CCM+
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-06-20
最近编辑:1年前
梁老师
硕士 STAR-CCM+仿真学堂
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