常规网格重构

Simcenter STAR-CCM+ 在物理连续体中提供对模型进行网格重构,当满足特定条件时,将触发网格重构。基于网格质量检查提供内置条件,还可以在网格重构求解器上配置自己的触发器。

对模型进行网格重构提供常规网格重构触发器,当网格质量低于指定的网格质量准则时,将执行选定的网格操作。当将网格重构模型与变形结合使用时,网格重构模型的工作方式为:预测在当前网格上应用变形时网格质量会如何。如果网格质量低于任何指定准则,模型将改为触发网格重构。此操作模式被称为预测变形。使用预测变形的主要优点是可以避免出现负体积网格单元或高度偏斜的网格单元,否则会阻止模拟成功。

网格重构过程适用于:

  • 显式运动,其中运动在每个时间步内更新。

    Simcenter STAR-CCM+ 显式运动中,由规定运动引发的用户自定义节点运动和变形可能导致网格变形。

  • 隐式运动,其中运动在每个内部迭代后更新。

    Simcenter STAR-CCM+ 隐式运动中,由 DFBI 或固体应力引发的变形可能会导致网格变形。当前仅支持 DFBI 变形。

网格重构求解器会自动激活求解插值模型,因为流求解必须插值到重新生成的网格。

与自适应网格细化组合时,网格重构求解器控制自适应网格求解器以保持当前网格粒度。网格重构触发后,自适应网格求解器会细化重构后的网格,以在相应位置实现与旧网格相同的网格单元尺寸。

网格重构求解器:

  • 复制具有关联细化级别和求解的当前网格。
  • 触发网格重构(执行指定的网格操作)以获取新网格。
  • 根据在副本中保存的网格单元尺寸和细化等级来细化新网格。
  • 将求解映射至新的细化网格。

另请参见:Adaptive Mesh Refinement

还可以添加其他触发器,以使用时间步、时间差以及更新事件激活网格重构流程。

网格重构求解器同样先保存初始网格,然后再进行第一次触发的网格重构。这样可以快速访问初始网格,而不是仅访问最近的网格重构之前的网格。要访问初始网格,可在场景、报告等中应用初始网格表示。另请参见: 什么是表示?

每次网格重构后,用户必须确保在网格生成流程访问几何表面时,几何表面的位置与区域边界的位置同步。要实现该同步,首先尝试以下两个首选选项:
  • 根据变形位移直接在 3D-CAD 中修改参数,使生成的几何表面拟合边界位置。
  • 使用相同的预定义运动来转换操作 > 转换 > 转换 > 运动节点下的的几何,并且对边界 > [边界] > 物理值 > 变形刚性边界运动节点下的边界进行变形。

如果两个首选选项不能应用于几何,则尝试以下备选选项:

  • 通过使表面网格变形操作(在其中,将位移场设为 $${Position}-$${SavedCoord})使几何变形。
  • 激活对模型进行网格重构中的提取表面网格部件,以将原始几何替换为从边界中提取的表面。要保存原始几何部件供以后使用,建议在运行模拟之前复制它。
    提取表面网格部件功能不支持 2D 网格。

流管中两个相连 DFBI 体的示例如下所示。由于浮动体运动较大,当网格质量低于特定值时,需要进行网格重构。此准则在网格重构模型中指定。



此示例中,只要最小网格单元体积低于 1.0e-5,网格重构求解器将执行三个网格操作:

  • 使用基于旋转速度的运动转换来转换立方体
  • 从流体域中减去立方几何
  • 对新体网格执行自动网格

通过激活网格重构模型中的重复网格选项,使模型能够保存网格并在条件允许时重用网格。此策略可节省网格重构时间。此功能设计用于具有重复或循环运动的对象。还可以使用重复网格在多个模拟中实现相同的运动路径或变形,其中模拟设置会发生变化,但网格会重复。

默认情况下,每个网格都保存为附加了内部网格站标识符的网格表示。在执行网格重构之前,网格重构模型将搜索已保存网格中的匹配标识符。如果找到匹配的标识符,则加载已保存的网格文件并跳过网格重构。

如果激活重复网格,则清除解对话框将包含重复网格选项。要删除保存的网格时,选择此选项。有关更多详细信息,请参考清除求解

在网格重构求解器中可以选择用于存储已保存网格的位置。默认情况下,它们存储在模拟文件和主内存的表示中。对于只有几个网格站的较小网格,此选项可提供较佳性能。但是,如果主内存不足,使用表示可能会导致运行终止。当具有大型网格和大量网格站时,建议使用 CCMCGNS 格式。在网格重构求解器的重复网格存储节点上选择此选项。



应用网格重构模型及重复网格的工业示例为: 常规网格重构:具有小间隙的摆线泵