第三章 GAMBIT网格划分基础-1

1、第三章 GAMBIT网格划分基础曹双华 主讲07/04结构网格和非结构网格的区别结构网格和非结构网格的区别 结构网格就是在一定区域内的网格点可以用统一的编号，比如三维的网格点可以用连续i，j，k唯一标志并且可以表达相互之间的位置关系，比较节约存储空间，利于编程计算，但对复杂流场的适应性较差。 非结构网格一般是每个单独的网格单元都有独立的编号，并且最后要附加一个全场的总编号来确定每个单独网格之间的关系，占用的存储空间较大，编程比较麻烦，但是对复杂流场的适应性较好。3.1 用GAMBIT 生成网格的步骤 Gambit 软件提供了功能强大、灵活易用的网格划分工具，可以划分出满足CFD 特殊需要的网格

2、。 3.1.1 生成线网格 在线上生成网格，作为将在面上划分网格的网格种子，允许用户详细的控制在线上节点的分布规律，Gambit 提供了满足CFD 计算特殊需要的五种预定义的节点分布规律。 3.1.2 生成面网格 对于平面及轴对称流动问题，只需要生成面网格。对于三维问题，也可以先划分面网格，作为进一步划分体网格的网格的网格种子。 Gambit 根据几何形状及CFD 计算的需要提供了三种不同的网格划分方法: 1、映射方法映射网格划分技术是一种传统的网格划分技术，它仅适合于逻辑形状为四边形或三角形的面，它允许用户详细控制网格的生成。在几何形状不太复杂的情况下，可以生成高质量的结构化网格。 2、子映

3、射方法为了提高结构化网格生成效率，Gambit 软件使用子映射网格划分技术。也就是说，当用户提供的几何外形过于复杂，子影射网格划分方法可以自动对几何对象进行再分割，使在原本不能生成结构化网格的几何实体上划分出结构化网格。子映射网格技术是FLUENT公司独创的一种新方法，它对几何体的分割只是在网格划分算法里进行，并不真正对用户提供的几何外形做实际操作。 3、自由网格对于拓扑形状较为复杂的面，可以生成自由网格，用户可以选择合适的网格类型(三角形或四边)。 3.1.3 边界层网格 CFD 计算对计算网格有特殊的要求，一是考虑到近壁粘性效应采用较密的贴体网格，二是网格的疏密程度与流场参数的变化梯度大体

4、一致。 对于面网格，可以设置平行于给定边的边界层网格，可以指定第二层与第一层的间距比，及总的层数。 对于体网格，也可以设置垂直于壁面方向的边界层，从而可以划分出高质量的贴体网格。而其它通用的CAE 前处理器主要是根据结构强度分析的需要而设计的，在结构分析中不存在边界层问题，因而采用这种工具生成的网格难以满足CFD 计算要求，而Gambit 软件解决了这个特殊要求。 3.1.4 生成体网格 对于三维流动问题，必须生成三维实体网格。Gambit 提供五种体网格的生成方法。 1、映射网格对于六面体结构，可以使用映射网格方法直接生成六面体网格。对于较为复杂的几何形体，必须在划分网格前将其分割为若干个六

5、面体结构。 2、子映射网格Gambit 软件的子映射网格划分技术同样适用于体网格。也就是说，当用户提供的几何外形过于复杂，子影射网格划分方法可以自动对几何对象进行再分割，使在原本不能生成结构化网格的几何实体上划分出结构化网格。 3、Cooper 方法Cooper 方法适合于在一个方向几何相似，而在另两个方向几何较为复杂的实体。 4、Tgrid 方法对于复杂的工程结构，可以采用Tgrid 方法方法生成四面体和金字塔网格，Tgrid 方法生成网格过程不需要用户干预，可以划分出网格密度变化很大的网格。特别适合计算域很大的外流场。 5、混合网格对于复杂的工程结构，可以综合使用所有的网格生成方法。在贴近

6、壁面处可以生成结构化网格，在不需要严格控制的地方，可用Tgrid 方法生成自由网格。Gambit 软件可以根据几何结构特点和现有的网格约束条件迅速生成网格。混合网格技术的应用将大大减少网格划分时间，同时又能保证网格的质量。3.2 GAMBIT 的图形用户界面 网格的划分使用Gambit 软件，首先要启动Gambit，在Dos 下输入Gambit ，文件名如果已经存在，要加上参数-old。Gambit 的图形用户界面如下图所示：图3.2.1 Gambit 操作界面 如图3.2.1 所示，Gambit 用户界面可分为7 个部分，分别为：菜单栏、视图、命令面板、命令显示窗、命令解释窗、命令输入窗和视

7、图控制面板。 菜单栏菜单栏位于操作界面的上方，其最常用的是File 命令下的New、Open、Save、Save as和Export 等命令。这些命令的使用和标准的软件一样。Gambit 可识别的文件后缀为.dbs，而要将Gambit 中建立的网格模型调入Fluent 使用，则需要将其输出为.msh 文件(file/export)。 视图和视图控制面板Gambit 中可显示四个视图，以便于建立三维模型。同时我们也可以只显示一个视图。视图的坐标轴由视图控制面板来决定。图3.2.2 显示的是视图控制面板。视图控制面板中的命令可分为两个部分，上面的一排四个图标表示的是四个视图，当激活视图图标时，视图

8、控制面板中下方十个命令才会作用于该视图。图3.2.2 视图控制面板全图显示选择显示视图选择视图坐标选择显示项目渲染方式 可以使用鼠标来控制视图中的模型显示。其中按住左键拖曳鼠标可以旋转视图，按住中键拖动鼠标则可以在视图中移动物体，按住右键上下拖动鼠标可以缩放视图中的物体。3.3 GAMBIT 菜单命令 命令面板是Gambit 的核心部分，通过命令面板上的命令图标，可以完成绝大部分Gambit 的使命。 图3.3.1 显示的就是Gambit 的命令面板。图3.3.1 Gambit 的命令面板 从命令面板中我们就可以看出，网格生成的工作可分为三个步骤：一是建立模型，二是划分网格，三是定义边界。这三个部分分别对应着Operation 区域中的前三个命令按钮Geometry(几何体)、mesh（网格）和Zones（区域）。Operation 中的第四个命令按钮Tools则是用来定义视图中的坐标系统，一般取默认值。命令面板中的各个按钮的含义和使用方法将在以后的具体例子中介绍。 命令显示窗和命令输入栏命令显示窗和命令输入栏位于Gambit 的左下方（如图3.3.2 所示）。命令显示窗中记录了每一步操作的命令和结果，而命令输入栏则可以直接输入命令，其效果