切割体网格单元生成器

切割体网格单元生成器提供稳定且有效的方法针对简单和复杂的网格生成问题生成高质量的网格。

它将一系列非常需要的网格化属性组合到一个网格化方案中:

  • 具有最小网格单元偏斜角的六面体网格占主要部分
  • 基于面网格尺寸和其他用户自定义的加密控制的加密
  • 表面质量独立
  • 与用户指定的坐标系对齐。

默认情况下,切割体网格单元网格化模型利用根据目标尺寸的六面体网格单元构造的模板网格,在其中使用开始输入表面切断或切割中心网格。模板网格包含基于局部面网格尺寸和局部加密控制的加密。可使用增长参数同时在表面和远场控制网格单元尺寸从小到大的转换。还可以提供最大和/或最小网格单元尺寸来控制网格单元尺寸的上限和下限。在用户指定的笛卡尔坐标系中,模板可以在任何方向对齐。

以下各图说明如何为 Simcenter STAR-CCM+ 中的输入表面生成切割体网格单元网格。

模板是使用目标尺寸基于六面体单元格生成的。

使用输入表面来切割核心网格。

生成的网格主要由六面体网格单元组成,切割体网格单元位于表面旁边。切割体网格单元是多面体网格单元,但通常将其识别为切掉了一个或多个拐角和/或切断了一条或多条边的六面体网格单元。

切割体网格单元核心网格的示例如下所示:



适用于建模外部空气动力流的额外功能是能够加密尾流区域中的网格单元。此区域通常是移动体后部流体体积。

可以在三个不同的级别设置用于切割体网格单元生成器的输入值:

如果从自动网格操作中移除切割体网格单元生成器,Simcenter STAR-CCM+ 将保存任何用户自定义设置,并在重新激活切割体网格单元生成器时恢复这些设置。

还可以包含体积控制,使用一系列规定的形状来定义范围,从而增大或减小模板中的局部网格密度。

切割体网格单元生成器模型的当前实施仅限于每个自动网格操作一个切割体网格。也就是说,必须为每个要生成的切割体网格使用不同的自动网格操作。或者,可激活“每个部件网格化”选项来单独对部件或区域进行网格化。在零部件或区域交界面处将生成非共形交界面。此外,当交界面中的边界属于同一区域时,交界面只能与切割体网格单元生成器一起使用。例如,可使用原位交界面对流体域中的挡板进行建模,或对周期流体条件的周期交界面进行建模。在所有情况下,均不保证跨交界面的共形切割体网格。

切割体网格单元生成器还使用内置上限来控制表面旁的模板网格单元的尺寸。使用此上限的目的是为了避免随意改变模型特征和生成质量较差的网格单元。目前,表面模板的最大网格单元尺寸固定为局部表面中三角形平均边长尺寸的 150%。此因子不影响远离表面的网格单元。

切割体网格单元生成器准则

  • 切割体网格单元模板网格尺寸基于默认目标表面尺寸。切割体网格单元网格仅以目标表面尺寸的 2 的倍数增长。建议将切割体网格单元网格的所有加密设为目标表面尺寸的 2 的倍数,例如:25%50%200% 等。使用目标表面尺寸 100% 的基础尺寸非常有用。
  • 对每个进程有 100,000 多个网格单元的网格激活并行修剪。对于小于此阈值的网格,由于进程间的并行通信带来的额外开销,串行修剪通常优于并行修剪。添加更多处理器将提高性能,但会逐渐降低回报率。在某个点上添加更多处理器可能会微弱地提高性能,甚至降低性能。最佳处理器数视具体情况而定。