生成网格

体网格的构造直接影响 Simcenter STAR-CCM+ 模拟流体流的准确程度。它影响最终求解的收敛速率和精度。

可以使用基于零部件的网格操作来定义和生成体网格。在自动网格操作中,选择不同的网格生成器生成表面网格、体网格和棱柱层。

边界的类型决定了边界表面旁的棱柱层网格生成器的默认行为。对于流入、流出和对称边界,棱柱层网格生成器不会创建棱柱层。因此,设置期间,先设置边界类型再生成网格可节省时间。

要设置边界类型:
  1. 展开区域 > [区域] > 边界节点。
  2. 选择[边界]节点,然后将类型设为适当的边界类型。请参见设置边界和交界面条件下的特定主题。
要设置网格:
  1. 创建自动网格操作,然后选择网格模型:
    1. 右键单击几何 > 操作,然后选择新建 > 网格 > 自动网格
    2. 创建自动网格操作对话框中,从零部件列表中选择相应的几何零部件,然后通常选择以下网格生成器:
      组合框 模型
      面网格生成器
      • 表面重构 — 使用表面重构来重构几何的初始表面。
      核心体网格生成器 下列某个模型:
      • 多面体网格生成器 — 对于旋流和复杂流选择此模型。
      • 切割体网格单元生成器 — 对于单向管道或具有普遍流向的外部流选择此模型。尽可能使网格与流体对齐,从而提高精度和收敛速率。
      可选边界层网格生成器 下列某个模型:
      • 棱柱层网格生成器 — 选择此网格生成器,在壁面边界旁添加棱柱体网格单元层。对于求解壁面附近的边界层和流体的速度梯度,棱柱层非常重要。
      • 增强层网格生成器(仅限选择多面体网格生成器时)— 作为棱柱层网格生成器,它可以在壁面边界旁添加棱柱体网格单元层。但是,“增强层网格生成器”可比棱柱层网格生成器生成更厚、更均匀的层。
      有关详细信息,请参见 增强层网格生成器与棱柱层网格生成器有何区别?
    3. 单击确定
  2. 根据几何和流体特性设置网格控制:
    • 确保在空间梯度较高的区域中使用足够的网格分辨率。在以下情况中,会出现此类区域:
      • 平均流快速变化。示例:灌溉渠道、涡流脱落、强制混合及大气流动。
      • 存在强剪切层。示例包括:大气流动、流体射流、固体流动及强涡旋流。
    • 由于边界层分离会导致非稳态和湍流现象,所以细化体的下游网格。在外部空气动力流模拟中,此分离区域称为尾流。有关详细信息,请参见尾流中的网格细化
    • 避免创建的网格在垂直于壁面的方向上过度延伸。保持网格单元长宽比尽可能小(例如,低于 1000),避免求解器中出现收敛问题。
  3. (可选)要将体网格延伸至开始表面的原始尺寸之外,创建表面拉伸网格生成器和体积拉伸网格生成器操作。这些操作通常用于在入口或出口边界处延伸带正交拉伸网格单元的求解域,以设置稳定流位置的流体边界条件。有关详细说明,请参见从基于零部件的体网格中拉伸表面
  4. 单击网格生成工具栏中的 生成体网格),执行网格操作。
  5. 完成网格操作后,创建网格场景,对生成的体网格进行可视化。
要连续获得更精确的求解,可以根据具有代表性的求解变量(如总压力)动态细化网格。在 Simcenter STAR-CCM+ 中,可以使用自适应网格细化实现连续细化。有关详细说明,请参见自适应网格常规工作流

为确保模拟结果与网格无关,在第一次运行之后,使用两个或更多网格规划网格灵敏度研究。

有关网格生成的详细信息,请参见网格化