网格自适应｜03 基础案例

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了Fluent中应用网格自适应的案例，包括边界自适应和区域自适应。边界自适应可以在选定的边界区域附近标记及细化网格，提高计算精度。区域自适应可以对指定区域内部的网格进行自适应，提高计算精度。流场变量标记和表达式标记也可以用于网格自适应。在使用网格自适应方法时，需要注意网格质量问题，建议在适应之前保存cas文件。

下面是一些在Fluent中应用网格自适应的案例。

注：本文内容取自Fluent User Guide。

1 Boundary Cell Register

采用Boundary Cell Register可以实现边界法向方向网格数量的加密。

如果边界上需要更多的网格，可以添加使用边界自适应（Boundary Adaption），此方法在选定的边界区域附近标记及细化网格。可以在一个或多个边界区域附近细化网格，这些区域通常存在重要的流体相互作用(如在靠近壁面的边界层中存在大的速度梯度)。

下图显示了一个可以通过边界自适应改进的网格示例。示例中适应之前的网格在台阶的法向方向上只有四层网格。

• 要使用边界自适应，先要创建边界Boundary Register，如下图所示利用边界法向距离作为标记依据

▲ 创建边界网格标记

自适应之前的初始网格如图所示。在台阶面对应的区域上进行边界适应，可以增加网格的数量。但这种方法无法提高曲面的分辨率。因此如果在曲面上需要更多的网格，且曲面的形状非常重要，那么在曲面上创建足够多的计算网格是非常有必要的。

▲ 自适应之前的计算网格

边界自适应后的计算网格。

▲ 自适应后的网格

2 Region Cell Register

利用Region Cell Register可以对指定区域内部的网格进行自适应。

如下图的计算网格。为了提高尾部区域的尾迹流动计算精度，可以对尾部区域网格进行标记。

▲ 自适应前的网格

采用区域标记方法，如下图所示。

▲ 网格区域标记

标记完毕后对计算网格进行自适应后的结果如下图所示。

▲ 自适应后的网格

3 流场变量标记

在网格自适应过程中，常利用求解得到的流场变量值作为网格细化/粗化的度量标准。

• 在使用参数Scaling Option时，参数Cells More Than及Cells Less Than取值范围建议0.3~0.5及0.7~0.9，取值越小会导致标记的网格越多

如下图所示利用Cells More Than标记网格。

▲ 定义Cells More Than标记网格

下图为利用Cells Less Than标记网格。

▲ 定义Cells Less Than标记网格

• 使用选项Scale by Global Maximum时，利用变量值与区域中该��量的最大值的商作为缩放因子，该缩放因子取值[0,1]，计算方式:

当使用Scale by Global Maximum时，网格粗化及细化的阈值可设置为0.2~0.4及0.5~0.9。

这些标记的网格可以在Adaption Controls对话框中一起使用，如下图所示。

▲ 定义自适应控制

4 表达式标记

可以使用表达式对计算区域进行细化标记。

如下图所示定义了一个表达式作为网格细化标准。

▲ 定义表达式

采用该表达式标记的网格可能如下图所示。

▲ 标记的计算网格

Fluent中支持的表达式方法均可使用。如下图所示定义的更复杂的表达式。

▲ 定义表达式

标记的网格如下图所示。

▲ 标记的计算网格

网格自适应方法看着使用起来很简单，但在实际应用中需要格外注意，在网格适应过程中，很有可能会发生网格质量问题，因此在进行网格自适应之前，强烈建议保存cas文件。