用于提升表面的各向异性网格化

各向异性网格化可用于生成表面网格，其中包含与特征（各向异性面）对齐的拉伸四边形单元。通过使用拉伸单元，可以减少网格中的面数，同时保持几何精度和解算精度。

对机翼、螺旋桨叶片或涡轮叶片等航空航天几何进行网格划分时，需要生成精细网格以充分捕捉前缘和后缘的曲率。一般情况下，您希望网格与前缘和后缘对齐，并沿翼展方向拉伸（在流向有短缘）。要在保持解算精度的同时减少网格单元数，可以将各向异性网格化应用于这些缘。从计算方面讲，使用各向异性网格比使用各向同性网格的成本更低。

以下示例显示了两种网格的区别：各向同性网格和各向异性网格。这两种网格均具有表面网格重构器、多面体和增强层网格生成器。

要使用各向异性网格化选项，体网格必须基于初始的四边形表面网格。使用各向异性网格化之前，确保沿机翼的前缘和后缘具有部件曲线，并且起始几何表示流体。

  1. 右键单击几何 > 操作节点，然后选择新建 > 自动网格操作。
  2. 在创建自动网格操作对话框中：
    1. 将部件设为表示流体体积的部件。
    2. 选择面网格生成器并选择以下核心体网格生成器之一：
      • 多面体网格生成器
      • 四面体网格生成器
      注只能使用增强层网格生成器和定向网格生成器生成各向异性四边形表面网格。
    3. 单击确定。
各向异性层仅在四边形表面上创建。要创建各向异性层，必须确保将网格化方法设为四边形主控，否则 Simcenter STAR-CCM+ 无法创建层，并且输出窗口中会打印一条警告消息以通知您。
  1. 选择网格生成器 > 表面网格重构器节点并将网格化方法设为四边形主控。
  2. 展开自动网格 > 默认控制节点，然后为整个流体域设置所需的参数。
  3. 右键单击自动网格 > 自定义控制节点，然后选择新建 > 曲线控制。
  4. 选择曲线控制节点，然后在属性窗口种执行以下操作：
    1. 确保已激活启用控制。
    2. 指定各向异性网格化应该应用于的部件曲线。对于机翼或叶片，这些曲线通常是前缘和后缘。
  5. 选择自定义控制 > 曲线控制 > 控制 > 各向异性表面尺寸节点，然后激活指定各向异性表面尺寸设置。
  6. 在值节点下，将增长率、最大长宽比、恒定层数量和第一层厚度设为适合场景的值。
    有关更多信息，请参见曲线控制和值。
  7. 要生成两条相反的部件曲线在一个尖点中连接在一起的高质量网格：
    1. 选择自定义控制 > 曲线控制 > 控制 > 各向异性表面尺寸节点，然后激活指定邻近部件曲线之间的各向异性网格分布。
    2. 在值节点下，将薄体区域的狭窄区域中的最小层大小和最小层数设为适合场景的值。
    有关更多信息，请参见曲线控制和值。
    下图显示了具有相同第一层厚度值的两个示例。左侧的第一个示例显示停用指定邻近部件曲线之间的各向异性网格分布的网格。右侧的第二个示例显示激活了该选项的网格，且最小层数设为 3，薄体区域的狭窄区域中的最小层大小值设为较小的值。

各向异性边界层从部件曲线增长，只要第一层厚度小于该特定位置中表面的目标尺寸。表面的目标尺寸确定沿部件曲线长度的网格单元面宽度。因此，通过正确选择目标尺寸和第一层厚度，可以沿翼展方向实现拉伸面。对于目标尺寸小于各向异性第一层厚度的情况，网格不会生成任何各向异性边界层。

典范做法之一是停用执行曲率细化和执行接近值细化。通过禁用曲率和邻近度控制，仅使用应用于部件曲线的各向异性尺寸控制进行网格细化，如下图所示。

对曲线启用各向异性网格化时，表面重构会生成大量尺寸固定且垂直于该曲线的面层 (n)。从 n+1 开始，各向异性层的尺寸以等于增长率的比率增长，直到层的各向异性尺寸与该位置中表面的各向同性尺寸（目标尺寸）相同。

  1. 执行自动网格操作。
  2. 创建场景以可视化网格。请参见网格可视化。
以下示例显示了各向异性网格化的工作方式。
假设有一个均匀尺寸的表面，其基础尺寸为 0.05 m，其部件曲线 CA 的第一层厚度为 0.005 m。对于该示例，将在 CA 上创建各向异性层，因为第一层厚度小于基础尺寸。下图显示各向异性层沿边创建。

在另一个示例种，假设有一个非均匀尺寸的表面，其基础尺寸为 0.05 m，其部件曲线 CB 的第一层厚度为 0.1 m。对于该示例，没有为 CB 创建各向异性层，因为基础尺寸小于第一层厚度。下图显示各向异性层不是沿边创建。