多面体网格划分?一键搞定!

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在CFD分析中,最常见的三维非结构网格类型就是四面体、六面体以及棱柱等。通常认为,在保证网格独立性的前提下,六面体网格的收敛性和精度比四面体网格要好。然而在工程中经常会面临各种复杂的几何结构,对其划分六面体网格需要技术人员花费大量的时间和精力;若选择四面体网格,虽然前处理的时间缩短许多,但是在计算时间和结果精度上又要做出牺牲。
那么该如何化解这种尴尬呢?让我们祭出今天的大杀器——多面体网格。
多面体结构是一种来自于大自然的智慧。没错,就是泡沫。
这种结构的好处且按下不表,看看美丽的水立方就知道了。
曾有研究提出,在总体积一定的情况下,混合的12边与14边多面体结构的泡沫量最少。放到计算网格中,则说明在同样尺寸的模型与网格中,使用多面体的模型体网格总数最少,而且单个网格可同时与相邻的12或14个网格进行交互,这大大加快了计算效率。
你可能会问了,结构这么复杂的网格,划分起来会不会很麻烦?
呵呵呵!在ANSA中,生成多面体网格,只要一键!
让我们来拿模型说事儿。这是一个已划分好四面体网格的汽车外流场模型。
其体网格总数为1951680。
而将其一键转换为多面体网格后,体网格总数变成了630588,减少了近70%。
这个“一键”到底在哪呢?看这里。
进行选择之后会提示设置多面体的特征角,及是否保留原边界层网格。通常可保持特征角为默认即20°,且不保留原边界层。
只要这一步的操作,就可以实现四面体向多面体的转换了,是不是很爽快!
目前常用的CFD求解器中,OpenFOAM、Star-CCM+及FLUENT等都可以对多面体网格模型进行求解计算。通常多面体网格模型的收敛速度比四面体要快近1倍,比六面体也要快40%左右。有兴趣的朋友,可以自己找个模型验证一下,从此你就会爱上这种Q弹又好用的网格了!