自适应网格细化：高超音速流

极超音速流和飞行包线对计算流体动力学提出了独特的挑战。极端的梯度和冲击可将流动求解器推至极限，而求解流体特征（尤其是冲击形成）对于获得有效的收敛解至关重要。在 Simcenter STAR-CCM+ 中，可以应用自适应网格细化 (AMR)，根据求解梯度使用细化来准确求解发展中的冲击。

本教程涵盖马赫数为 12 的简单球体周围的极超音速流，并纳入一些专用于极超音速流的独特求解器设置。可以使用马赫数梯度作为用户自定义的多面体网格自适应准则。在物理上，此梯度用于捕捉速度的不连续性 — 这会显示为冲击波。当马赫数的梯度超过一定值时，会对网格单元进行细化。

外边界设为自由流边界。为了减少网格单元数，采用半模型（即中心平面设为对称平面边界）对极超音速流进行模拟。计算域如下所示：

初始网格如下所示，其中使用了通过网格排序获得的初始流体求解结果：

模拟完成后，会对冲击波周围的网格进行细化：

对于本教程来说，仅允许等级为 1 的网格细化。实际上，对于工业模拟，可以将网格细化的等级数增加到 2 或 3。