Fluent 动网格应用：2.5D 网格重构

1 概述

适用于 2.5D 动网格的问题特点：

• 计算域几何形状为柱体类形状，两个端面平行且形状相同，端面和侧面垂直

• 计算域的网格类型为三棱柱单元（虽然 Fluent 界面上显示支持六面体和多面体单元重构，实际上会由于网格无法重构导致单元负体积）

• 两个端面网格均为三角形单元，且单元分布完全相同

• 侧面垂直于端面，其网格为四边形单元

• 运动部分为侧面，运动规律为速度方向始终平行于端面的刚体运动

以如下模型，讲述 2.5D 动网格设置过程。

上述模型中：

• 蓝色为端面，分别命名为“symmetry_1”和“symmetry_2”
• 黄色为运动的侧面，命名为“wall_moving”
• 红色为固定的侧面，命名为“wall_fixed”

在动网格设置页面，勾选“smoothing”和“remeshing”选项

网格光顺方法中，2.5D 仅支持拉普拉斯方法，必须选择如图所示选项。

网格重构方法设置如图所示。

参数设置部分：

1. 结合初始网格分布合理设置单元尺寸范围
2. 建议网格重构频率设置为 1

运动边界设置如图所示，必须使用“rigid body”类型

运动规律定义采用UDF方式，代码如图所示

端面的“symmetry_1”类型为“deforming”，形状设置为平面，相关参数参考几何模型

在网格设置部分，勾选“smoothing”和“remeshing”选项

端面的“symmetry_2”设置类似，网格设置部分只勾选“smoothing”，不勾选“remeshing”

未设置部分，Fluent 默认为固定边界，无运动

为谨慎起见，可对固定侧面创建“stationary”类型的动网格区域。

动网格变化如动画所示

网格重构涉及较复杂的单元质量维持，重点注意事项包括：

• 涉及网格重构的动网格问题需要时间步长足够小，大时间步长下很容易出现单元负体积
• 建议时间步长设置：单个步长下，运动距离不超过单元尺寸的一半，即节点运动的库朗特数小于 0.5
• 建议在开启计算之前，在动网格设置页面先预览运动形式和网格重构过程，避免因为运动定义等原因导致计算出错