Fluent中的网格自适应技术

Fluent中的网格自适应技术

Fluent中的网格自适应技术可以允许我们根据数据计算结果来修改网格梳密布置或网格走向。在fluent中非结构化网格特征的两个重要优点是:

1.跟结构化网格相比减少创建时间；

2.不会带来因插入新的网格点而使其他单元品质变坏。

运用自适应法完善网格，在网格中如果你需要可以增加网格单元，这样使你更精确地计算流场的特性。当你正确地用了网格自适应方法，那得到的网格对流体计算是最优的，因为这方法能确定哪里加入了有更多网格单元。

使用网格自适应技术的准则如下：

1、表面网格必须足够的好来为表征一些重要的几何特征。

2、初始网格应该有足够多的网格单元来捕获流场的关键特征。

3、在进行网格自适应前应该是一个合理收敛的结果。

4、在进行倾斜度自适应时，你必须选择恰当的变量。

5、差的自适应操作可能会产生不利的效果。

网格自适应过程可以分为两个重要部分。首先，根据在几何和计算数据基础上建立的自适应函数来确定什么样的网格是优什么网格是劣。接着，对网格进行改造以达到“优化”网格的要求。在进行自适应过程前，建议你先建立case文件和data文件。这样，如果你产生不理想的网格，你还可以用保存了的文件来重新开始这过程。

对大多数问题， hanging node自适应可提供网格自适应的最大灵活性。一些具体问题可通过下面一些特点来选择合适的类型。

conformal自适应方法只能用在三角形和四面体网格中，而hanging node自适应方法能用在所有支持的网格形状。hanging node自适应方法比 conformal自适应方法在本质上更局部化。在 conformal自适应方法中，许多加入标识单元列表中的许多网格单元可通过分割最长边标准被细化。对高级网格，初始匹配细化将展示大量细化网格的产生，有时改善许多还远离有细化标识符的网格。

3)初始网格的联通性被限制在 hanging node自适应方案中，但是这 conforma1自适应方法将修改细化或粗化网格的联通性。

下面介绍几种网格自适应技术的类型：

边界自适应

如果在边界上要求更多的单元，就可以采用边界自适应来实现。边界自适应函数允许你在选定的边界区域附近标记或细化单元。因为流体相互作用常常出现在这些区域，比如在靠近避免的边界层有很大的速度梯度，所以它可以在靠近一个或多个边界域进行网格细化。

边界自适应有三种不同方法:

1)边界自适应是根据单元离开边界的距离来确定单元数目

2)边界自适应是在单元离开边界的垂直距离基础上

3)边界自适应是在目标边界体积和增长因子的基础上

梯度自适应

梯度自适应函数允许你基于选择场变量的梯度(未分配工laplacian)标记单元或调整网自适应方法网格细化的主要目标是在数值计算中有效地降低数值误差。

在梯度自适应函数中可用任何一个流场变量作等值线。有趣的是，这些标量函数包括数值计算的几何和物理特征。因此，另外，对物理特征的传统自适应，比如速度，你可以选择适应网格单元体积场来减少单元体积的快速变化。

等值自适应

一些流体可以包括一些容易用某个量的值识别的流动特征。例如，尾流就出现了一个明显的总压差，并且射流是可用相对高速流层来识别。由于这些包括重要流动量(比如在湍流中的和∈量)的大梯度，与在单个流动变量梯度上改善网格相比它可能是更方便地在相对流动量上用一个等值自适应等值自适应函数允许你在一个的被选择流场变量函数的确定范围的之内或之外标记或完善网格。这网格能基于几何与(或)计算矢量数据上被细化或细化标记。特别是，在流场变量的显示列表的任何量能被用来等值自适应。

使用等值自适应时应注意：

1)用等值或二次函数创建mask

2)修改有在一确定范围内的速度大小的网格单元

3)可以快速标记并显示带在决定哪里进行数值计算的需求范围之外的压力或连续性残差的单元用等值自适应函数的方法来计算每个单元的特定值(速度，二次函数，x轴质心，等)，然后访问每个有值在规定范围之内(或之外)的细化标记的网格。

区域自适应

许多网格生成器生成随着离开边界距离增加而迅速増大的单元体积的网格。而这实际上可避免一些过密网格，如果网格没有足够的精细而不能解决流动问题，那么这就会引起一些问题。但是如果在某个计算区域要求更细网格，那么网格就可以用区域自适应方法来满足要求。

区域自适应函数是在一个通过鼠标或文本输入方式定义的内部或外部区域中标记或细化网格。目前，可细化或标记的网格可以是内部或外部的一个六面体(或在二维中的四边形)，一个球形(在二维中是圆形)或这个圆柱。基于区域的标记或自适应特征对直觉要求好的计算结果的细化区域(比如钝体流场的尾流区域)是特别有用的。另外，你能区域标记或创建能用来限制细化或粗化程度的自适应选择奇存器。

体积自适应

如前面所提的，单元体积逐渐变化的网格是计算精度最高也最容易收敛的网格如果创建或自适应网格没有生成这样的网格，则可以选择基于或者网格单元体积或本单元与相邻单元的体积之间的变化上的体积自适应方法来改善网格。

基于体积大小来标记或调整网格方法是在去掉大网格或为全球调整网格上最常见的的一种方法。这过程就是来对比规定域值更大的体积的任何一个细化单元做细化标记。

基于改变单元体积变化的网格标记或调整是用了改善网格的光顺性。这过程对比规定域值更大的体积的任何一个细化单元做细化标记。通过在面或该面与邻面之比率循环来计算体积变化。

y+和y*自适应

FLUENT提供了对湍流的近壁面模型三个不同选项(标准壁面函数，非平衡壁面函数，和强化壁面处理)。

由于当创建网格时，规定近壁处计算要求常常是很困难的，所以在计算过程中和自适应提供了能细化和粗化沿壁面的网格的能力。如果你用强化壁面处理，你会采用以如果你采用壁面函数，你可以采用y+或y*

这方法用来在规定的粘性流体壁面区域的边界网格单元上计算y和，并且标记和(或)调整合适的网格单元。小于最小允许域值的y+或y*值的单元就会被做标记粗化，大于最大允许域值的!或值的单元就会被做标记细化(除非已经没有能力粗化或细化)。